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1.2.7 Centre d'usinage : Réglages origines / jauges outils



Dans cette page, je ne parlerais que de CU (centre d'usinage).
La différence entre un centre d'usinage et une fraiseuse à commande numérique tient à très peu de choses :
  • Un centre d'usinage possède un changeur d'outils
  • Une fraiseuse à commande numérique n'en possède pas et on doit donc changer les outils à la main
Mais, entre les deux, le principe reste exactement le même. De plus, ce que je vais vous expliquer dans cette page est valable pour absolument tous les CU de toutes les marques et de tous les directeurs de commande (FANUC, NUM, HEIDENHAIM, FAGOR, SIEMMENS, MAZAK, ...)
Les différences résident dans l'endroit où rentrer les données.

Beaucoup de gens s'interrogent sur "comment régler un CU".
Sur cette page, je vais essayer de lever le voile sur ce qu'il faut, en définitif, bien avoir en tête.

Lors de la fabrication d'un CU, on y met des vis et des codeurs pour contrôler les déplacements des parties mobiles. Je résume, mais, en gros c'est ce que l'on retrouve dans sa conception.
J'en entends déjà certains me dire : oui, mais sur la mienne il y a des règles ...
Certes, mais dans le principe, ça revient au même

Revenons à nos moutons. Donc, pour chaque axe il y a une vis et un codeur. Mais au démarrage de la machine, l'armoire ne sait pas (en principe, car sur les nouvelles machines il y a une sauvegarde de la position à l'extinction) à quel endroit elle se trouve.

- Origines machines -

La première chose à faire, est ce que l'on appelle les origines machines (OM). C'est à dire que l'on va déplacer les axes de la machine l'un après l'autre jusqu'à ce que l'armoire reçoive un top du codeur pour lui dire : ça y est, tu est sur le zéro !
Pour faire cette manipulation, il faut être, bien sûr, dans le bon mode. On ne fait pas ceci en mode [MANUEL] ou [MANIVELLE], il faut se mettre dans le mode [PRISE ORIGINES MACHINE] représenté par le symbole sur le clavier.

Une fois les origines machines faites, on retrouve, généralement, la machine dans ces positions :

Je dis bien généralement, car, selon le constructeur et l'utilisation de la machine, la table peut être à droite comme à gauche, en arrière comme en avant.
A partir de cet instant, la machine est prête à répondre à vos ordres de déplacement.

Comme le point de l'OM n'est pas visuel, on considère qu'il se trouve dans l'axe de la broche porte outil et à la base du nez de broche (voir figure ci-dessus).


- Origines pièces X et Y -

Bien, maintenant, commencent les réglages de la machine. Jusqu'à présent, on n'a fait que le démarrage de celle ci et son initialisation.
Après avoir positionné un étau sur la table (et dégauchi ce dernier, cela va de soit), on peut serrer une pièce.
Pour que la machine sache où se situe la pièce à usiner, on va devoir faire une origine pièce (OP)
Nous allons donc commencer par les axes X et Y. Nous verrons l'axe Z plus tard.



Pour ceci, on va amener, en manuel/manivelle, l'axe de la broche au dessus du point "0" de la pièce. Pour être précis, on utilisera au choix :
  • - une pinnule de centrage
    • Faire tourner la broche à environ 1000 tr/mn
    • Venir en contact avec la pièce en manivelle au centième
    • Remonter en Z pour que la pinnule ne touche plus la pièce
    • Décaler l'axe dans le bon sens d'une valeur de 5mm (généralement, les pinnules de centrage ont un Ø10mm, mais il en existe en Ø4)
    • Le plus simple pour savoir de combien on se déplace :
      • Passer en affichage de positions
      • Choisir [RELATIF]
      • Taper le nom de l'axe puis [ORIGINE] à l'écran (pour les armoires 0M, l'axe clignote. Appuyer sur [CAN])
      • L'affichage indique 0 sur l'axe choisit
      • Il ne reste plus qu'à se déplacer de la valeur souhaitée
  • - un palpeur 3D
    • Broche arrêtée
    • Venir au contact de la pièce
    • Continuer à "rentrer" dans la pièce jusqu'à ce que les deux aiguilles indiquent 0
    • Axe de la broche est dans l'axe de la surface palpée
  • - une pige quelconque de valeur connue
    • Même procédure que pour la pinnule de centrage, mais en intercalant un papier
    • Le décalage à faire est l'addition du rayon de la pige + l'épaisseur du papier (généralement 0.1mm)
Les valeurs lues dans l'écran des positions, positions MACHINE, seront à entrer dans les offsets, soit dans le G54, G55, ..., G59 comme ci-dessous.



- Origines pièces Z et Jauges outils -

Intéressons nous, maintenant, à l'origine pièce en Z.
Je l'ai gardée pour la fin, car elle est aussi tributaire de la façon de prendre les jauges d'outils. En effet, l'un découle de l'autre.

-o- Méthode avec un vrai banc de préréglage -o-

Considérons que vous êtes équipé d'un banc de préréglage.
Là encore, deux façon d'inscrire l'origine pièce en Z !
  • La plus courante :
    • Déplacer la broche pour mettre le nez de broche en contact avec la pièce
    • Relever la position machine de l'axe Z et entrer cette valeur dans les offsets en Z, soit dans le G54, G55, ..., G59.
    • Selon les machines, le nez de broche ne pourra peut être pas atteindre la pièce (hors course Z- détectée). Pas d'affolement, il suffit d'utiliser une cale de valeur connue et d'en tenir compte dans la valeur à inscrire.
  • La plus rapide : (puisque qu'elle ne serra à faire qu'une seule fois)
    • Déplacer la broche pour mettre le nez de broche en contact avec la table
    • Relever la position machine de l'axe Z et entrer cette valeur dans les offsets en Z, soit dans le G54, G55, ..., G59.
    • Selon les machines, le nez de broche ne pourra sûrement pas atteindre la table (hors course Z- détectée). Pas d'affolement, il suffit d'utiliser une cale de valeur connue et d'en tenir compte dans la valeur à inscrire.
    • Ensuite, il n'y aura plus qu'à mesurer la hauteur de la pièce par rapport à la table, à l'aide d'une jauge de profondeur ou d'un trusquin, et inscrire cette valeur dans l'origine EXT qui est, en fait, un décalage de toutes les origines (G54 à G59)
    • Cette méthode à toutefois un inconvénient. Si vous placez plusieurs pièces sur la table avec différents moyens de bridage, vous ne pourrez pas donner différents décalages dans l'origine EXT sans passer par le programmation d'un G10 dans votre programme.

En utilisant cette méthode, voyons comment seront prisent les jauges d'outils.
( : référence "0" du banc de préréglage)



Cette méthode implique que le banc de préréglage soit réglé pour chaque machine. Il peut y avoir des différence au niveau du plan de jauge du cône et de la position du nez de broche.

En réglant la machine ainsi, on entrera les longueurs de chaque outil dans les offsets à la rubrique [CORR] qui signifie corrections d'outils (les longueurs/rayons et/ou les corrections de longueurs/rayons). Voir l'écran ci-dessous :


-o- Méthode avec un banc de préréglage "maison" -o-

Dans le même principe mais sans avoir de banc de préréglage, il est possible de s'en faire un à moindre frais.
Fabrication d'un banc "maison"

Ce banc de préréglage est constitué d'un rond (ou d'un cube, mais plus facile à réaliser en tournage ) ayant un alésage recevant le cône du porte outil.
Sa hauteur doit permettre de positionner le cône équipé de sa tirette.
Le trusquin digital (on peut aussi utiliser une jauge de profondeur au cinquantième tenue par un bloc) est posé sur un cube de hauteur adéquate pour que le "0" soit assez bas pour prendre des jauges un peu longues (un foret de Ø30 en CM3, par exemple).
Un cône de référence sera utilisé pour faire le "0" sur le trusquin. Pour ce cône de référence, on peut utiliser soit un cône recevant un mandrin en B16 cassé ou tordu (et oui, la casse arrive à tout le monde) ou tout autre cône que vous conserverez à cet effet.
Il va de soit que l'origine en Z ne sera pas faite avec le nez de broche, mais avec ce cône de référence. La procédure reste la même que ci-dessus.
Dans les conditions ci-dessus, voilà ce que deviennent les jauges d'outils (en conservant les mêmes outils que précédemment) :


Les jauges d'outils seront entrées de la même manière que précédemment.

-o- Méthode sans banc de préréglage -o-

Sans être équipé d'un quelconque banc, il est quand même possible (et heureusement) de faire ses jauges outils et sa référence pièce en Z.
Pour cela, on pourra, là aussi, pratiquer de deux façons (décidément, il y a plein de solutions ... ouais, hein ?) : La première, on laisse l'origine Z à zéro dans la table des origines (G54 à G59 et EXT).

Première solution :
  • Mettre l'outil N°1 en broche
  • Descendre sur la pièce
  • Relever la position machine pour le Z
  • Entrer cette valeur dans le correcteur utilisé pour l'outil N°1 (en général, le correcteur 1)
  • Recommencer la même procédure pour tous les outils

Ce qui nous donnera ce type de jauges :


Deuxième solution : se servir d'un outil (souvent le N°1) comme outil de référence
  • Mettre l'outil N° 1 en broche
  • Descendre sur la pièce
  • Relever la position machine
  • Entrer cette valeur dans l'origine pièce en Z (G54 à G59)
  • Monter l'outil suivant
  • Descendre sur la pièce
  • Aller dans la table des correcteurs, se positionner sur le correcteur de l'outil et taper, au clavier, "Z0" puis touche écran [MESURE].
  • Procéder ainsi pour tous les outils


Vous l'aurez compris, les façons de faire sont nombreuses et ont chacune des avantages et des inconvénients.
Pamis les inconvénients, on notera :
  • L'achat ou la fabrication d'un banc de préréglage
  • Une moins bonne compréhension des valeurs de longueur d'outil sans banc
  • l'obligation de refaire les jauges à chaque fois en suivant l'avant dernière méthode
  • L'obligation de bien conserver l'outil de référence dans la dernière méthode
  • et il y en a d'autres ...
Ce qu'il faut retenir, c'est que l'important est de trouver le moyen de conserver la différence entre les outils.
En effet, si vous regardez attentivement les différentes images de jauges, vous constaterez que les différences sont toujours les mêmes quelque soit la méthode utilisée.
Soyez indulgent avec la précision de mes images, en fonction de l'endroit où je les ai coté, il peut y en avoir un peu. Mais dans la pratique, il n'y en a pas.
La seule méthode que j'évite d'utiliser, c'est la dernière car on se retrouve avec des jauges positives et négatives. Ou alors, trouvez le moyen d'avoir un outil court en référence.

Voilà, on a fait, je crois, le tour de la question. J'espère que cette page aura réussi à lever le voile sur les méandres du réglage.

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