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1.2.8 Tour Commande Numérique : Réglages origines / jauges outils



Attaquons nous au réglage d'un tour.
Comme un CU (Centre d'usinage), un tour est composé de vis (à bille, généralement), et de codeurs pour contrôler les déplacements des parties mobiles.
Je m'arrêterais à l'apprentissage sur un tour "standard", à savoir un tour 2 axes (X et Z) sachant que de plus en plus de tours sont équipés d'un axe C (positionnement du mandrin en rotation), d'un axe Y (axe perpendiculaire à l'axe X), d'une broche de reprise, d'une tête de fraisage, etc ...

Au démarrage de la machine, l'armoire ne sait pas à quel endroit elle se trouve (en principe, car sur les nouvelles machines il y a une sauvegarde de la position). Il convient donc de faire l'initialisation.

- Origines machines -

La première chose a faire, après avoir tourner le sélectionneur général sur ON , c'est de faire 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 es 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, le chariot porte outil peut être coté mandrin ou coté contre-pointe pour ce qui est de l'axe Z, mais toujours le plus éloigné du mandrin pour l'axe X.

Comme le point de l'OM n'est pas un point visuel, on considère qu'il se trouve sur la face de la tourelle porte outil et à l'axe d'un porte outil de perçage (voir figure ci-dessus).


- Origines X et Z -


A partir de maintenant, commencent les réglages de la machine que l'on ne devrait avoir à faire que très rarement : nous allons déclarer une origine pièce sur la face du mandrin et à l'axe de la broche.
Effectivement, cette origine ne changera pour ainsi dire jamais. Les rares cas où elle sera à modifier, sont :
  • Remplacement du mandrin, changement de moyen de serrage pour mettre un porte pince, par exemple.
  • Suite à un accrochage sérieux où vous devrez remettre la machine en géométrie.
  • Intervention sur la machine pour remplacement d'une vis ou d'un codeur (l'OM aura sans doute changée).
Pour faire l'origine Z, on a le choix entre l'utilisation d'une cale étalon de valeur connue : 50 ou 100 mm, ou l'utilisation d'une jauge électronique ou jauge de mesure à comparateur:

L'avantage de ce genre de "cale", réside dans le fait que le pied est aimanté. Donc pour une pose contre la face du mandrin en toute simplicité.

Reprenons !
Donc, après avoir enlever les mors qui équipent le mandrin et retirer tous les outils de la tourelle, on pose la jauge sur la face du mandrin (ou on tient la cale étalon entre ses petits doigts ). On avance le chariot Z en direction du mandrin. On peut s'approcher en rapide si on est loin. Ensuite, en mode manivelle, on va s'approcher plus finement pour venir en contact avec la jauge de mesure ou la cale étalon (au centième de préférence).
Alors attention ! Si on utilise une cale étalon tenue entre ses doigts, il faut procéder de la façon qui va suivre pour ne rien casser :
  • approcher le chariot en ENLEVANT la cale, jusqu'à une distance inferieur à l'épaisseur de la cale (en arrêtant le mouvement et en essayant de glisser la cale entre la tourelle et le mandrin, elle ne doit pas passer).
  • pousser la cale contre la tourelle et reculer le chariot en dixième de mm jusqu'à ce que la cale passe.
  • ENLEVER la cale et revenir d'une valeur de 1/10.
  • repositionner la cale en pression et reculer, cette fois, au centième jusqu'à ce qu'elle passe.
  • recommencer deux ou trois fois pour être sûr de la position. Mais à chaque fois que l'on déplace le chariot vers le mandrin, bien ENLEVER la cale.
Pour l'utilisation d'une jauge de mesure, c'est un peu plus simple. En effet, le nez de contact est monté sur ressort (attention, il n'y a pas 10mm de course non plus). Donc on peut s'approcher directement dessus. Avec le modèle à comparateur, il faudra mettre l'aiguille sur le zéro. Pour les modèles électroniques, dès que le contact est établi, les petites diodes s'allument. Dès l'allumage, vous êtes à la bonne position (personnellement, je recule pour qu'elle s'éteigne. Ca économise la pile ).

Ceci étant fait, on connait maintenant la position de la tourelle par rapport au mandrin : 50mm (ou la valeur de la cale étalon utilisée).

Nous allons définir l'origine pièce à cet endroit (nous verrons plus loin comment redéfinir cette origine en fonction de la pièce montée dans le mandrin).
Pour ce faire, nous allons afficher la page des origines :
  • appuyer sur la touche clavier [OFFSET]
  • appuyer sur la touche écran [TRAVAIL] ou [WORK] ou [PIECE]
  • avec les flèches droite/gauche/haut/bas, se positionner sur le G54 (sur l'axe X ou Z, ça n'a pas d'importance)
Et maintenant nous allons pouvoir définir l'origine :
  • tapez : Z50 (ou la valeur de la cale étalon utilisée) au clavier
  • appuyer sur la touche écran [MESURE]
Et voilà ! Vous avez fait votre origine en Z. Celle-ci ne devrait plus bougée sauf dans les rares cas cités plus haut.

Maintenant, nous allons pouvoir passer à l'origine sur l'axe X.
Cette manipulation est un peu plus délicate, je m'explique :
Il va falloir déplacer le chariot suivant l'axe X pour positionner l'axe des outils de perçage dans l'axe de la broche.
Pour cette opération, il ne faut pas utiliser le "perçage" d'une tourelle VDI (une tourelle VDI est une tourelle percée de plusieurs trous avec des coins pour tenir le porte outil), pour la simple raison que ces "trous" ne sont pas rond.
Exemple d'un porte outil VDI :

Par contre, on va monter ce type de porte outil (celui-ci est pour un outil à aléser, mais on peut aussi monter un porte pince) dans la tourelle et fixer un comparateur à levier dans le mandrin.
Celui-ci me plait bien, il est très pratique. Pour le fixer dans le mandrin, il suffit de prendre un rond de plastique, de percer un trou à peu près à l'axe, du diamètre de la tige et de le rentrer un peu en force. Avec sa tige articulée, il est facile de le positionner en contact avec le porte outil.
Une fois ces agencements réalisés, on va pouvoir ajuster la position de l'axe X en faisant tourner le comparateur dans l'alésage du porte outil par le biais de la broche (se munir d'une glace pour voir l'aiguille du comparateur). Les deux points que l'on va considérer sont les deux points extrêmes parallèles à l'axe X.

Maintenant, on a la possibilité de corriger un défaut d'orientation de la tourelle en elle-même. Si le tour a subit quelques chocs au moment de l'usinage, il y a fort à parier que si on regarde l'aiguille sur les deux points perpendiculaire à l'axe des X, on lise un défaut sur le comparateur. Pas de panique, on est en mesure de le corriger.
Pour cela (et c'est aussi en fonction de la tourelle, sur certaines ce sera plus compliqué), on va détendre les vis de fixation de la tourelle qui se trouvent sur la face de celle-ci. Détendre les vis, ça veut dire les débloquées et les remettre en contact.
Une fois les vis détendues, on pourra agir sur la tourelle pour la faire pivotée légèrement. Les tourelles ne sont jamais goupillées pour que, en cas de choc il y ai un glissement et pas de casse plus importante à cause d'une goupille.
Et comme le comparateur est en place, on va pouvoir mettre à zéro sur les 4 points. Je préconise quand même de laisser un petit défaut dans l'orientation de la tourelle de quelques centièmes pour que les efforts de coupe sur les outils ramène la tourelle en bonne position. A vous de voir quel sens ont les outils courant.
Bien, maintenant on va pouvoir enfin faire le zéro sur l'axe X. Le process est identique à l'axe Z :
  • appuyer sur la touche clavier [OFFSET]
  • appuyer sur la touche écran [TRAVAIL] ou [WORK] ou [PIECE]
  • avec les flèches droite/gauche/haut/bas, se positionner sur le G54 (sur l'axe X ou Z, ça n'a pas d'importance)
Et maintenant nous allons pouvoir définir l'origine :
  • tapez : X0 au clavier
  • appuyer sur la touche écran [MESURE]
Et voilà, l'origine de l'axe X est défini.

Alors, pendant que je vous tiens, il y a un autre point sur lequel il faut porter votre attention. Si le tour a subit un choc, avant de faire les manips citées pour déclarer les origines, je vous conseille tout de même de vérifier le parallélisme entre la face de la tourelle et l'axe des X. Pour les outils extérieurs et intérieurs, ça ne pose pas vraiment de problème, mais pour les forets, si. En fonction de leurs longueurs, la pointe des forets peut se retrouvée excentrée d'un ou plusieurs millimètres. Donc prudence !
Je vous laisse à vos réflexions pour le réglage de la tourelle dans ce sens là. Il y a tellement de constructeurs et tellement de façon de la réglée que je ne pourrais pas vous dire quoi faire. Je pense que, souvent, il suffit de détendre les vis de fixation pour pouvoir régler son orientation, mais...

- Origines pièces Z -


Maintenant que nous avons déclaré nos origines X et Z, il va quand même y avoir un problème pour l'origine de la pièce. En effet on ne va pas écrire tous nos programmes avec les cotes en Z en rapport avec la face du mandrin. Ce serait fastidieux et complètement insensé !
Pour cela, nous allons utiliser l'origine EXT qui a la particularité de décaler toutes les origines de G54 à G55.

Dans le cas de l'usinage d'une pièce montrée dans la figure ci-dessus, en souhaitant mettre l'origine pièce devant, nous allons introduire, dans le EXT en Z la valeur de "Décalage". Pour mesurer cette valeur, deux solutions :
  • la première, au réglet : pièce brute, pas de précision.
  • la deuxième, à la jauge de profondeur. Attention, tenir compte d'une éventuelle surépaisseur de la pièce.
    • Pour rester précis :
    • dresser la face
    • mesurer la distance entre la face de la pièce et la face du mandrin : par exemple 75.65
    • mesurer la longueur de la pièce : par exemple 62.25 pour 60 fini
    • retirer la surépaisseur au décalage :75.65-2.25=73.4
  • inscrire cette valeur dans le Z de l'origine EXT
Dans l'exemple donné, la valeur de décalage est positive car l'origine souhaitée est déplacée vers le Z+. Il va de soit que si vous souhaitez mettre votre origine pièce à l'arrière de la pièce, la valeur pourra être négative .


- Jauges outils -


Voilà, la machine est presque réglée.
Il nous reste tout de même un travail à effectué, c'est le réglage des jauges d'outils.


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


Avec la méthode employée précédemment pour régler la machine, la prise des jauges outils s'en trouve facilitée. En effet, on connait, maintenant, la référence de nos outils.
Et, miracle, c'est la même que sur un banc de préréglage .

Une seule chose est importante pour le réglage des outils sur FANUC ... je dirais même deux :
  • les jauges en X se font TOUJOURS au diamètre.
  • les jauges en X, pour les outils intérieurs, sont à entrer en négatif.
Et maintenant, la question qui tue : "Pourquoi les jauges X des outils intérieurs sont en négatifs et pour les outils extérieurs elles sont en positifs ?"
Alors, pour comprendre, il faut faire un peu de gymnastique intellectuelle.

Généralement, lorsque que l'on monte un outil extérieur, l'arête de coupe est dirigée vers le bas. Donc, si on ne tient pas compte de sa jauge, que l'on demande à la machine de venir à X0, c'est l'axe du VDI qui va se retrouver dans l'axe du mandrin.
Si, maintenant, on veut mettre l'arête de coupe dans l'axe de la broche, il va falloir déplacer l'outil suivant l'axe X et ceci ... en positif !
Si on fait la même opération avec un outil d'intérieur, il y a fort à parier que ça va être l'inverse ! on devra aller du coté négatif
Mais, attention, vous pouvez monter un outil intérieur à l'envers pour faire une opération sur l'extérieur de la pièce. Dans ce cas, la jauge sera positive. Exemple : utiliser un outil à gorge intérieur pour faire une gorge sur un diamètre extérieur.

Exemple de jauges prisent avec un banc de préréglage :



-o- Méthode en direct sur la machine -o-


La méthode, pour faire les jauges outils directement sur la machine, n'est guère plus compliquée que sur un banc de préréglage. Il va juste y avoir un peu plus de manipulation.

Pour se simplifier les choses, on va commencer par enlever la valeur que l'on aurait pût mettre dans le [EXT] (vous vous rappeler ? L'origine qui décale toutes les autres ...)
Si vous êtes équipé d'une jauge de mesure (50 électronique), c'est le moment de la sortir. En effet, on va l'utiliser pour faire nos jauges en Z. On va pouvoir l'aimanter sur la face du mandrin.


Procédure de la prise de jauge en Z :
  • Appelez l'outil à mesurer. En IMD : T101; [INSERT][START]
  • En mode manivelle, on approche l'outil de la jauge de mesure jusqu'à ce qu'elle s'allume (d'abort en dixième, puis en centième)
  • Personnellement j'aime bien, alors reculer de 1 centième pour qu'elle s'éteigne
  • Affichez la table des correcteurs et positionnez vous sur le bon correcteur (ici, le N°1)
  • Tapez, au clavier (pas sur l'outil), Z50 [MESURE]
  • Passez, éventuellement, à l'outil suivant et recommencer la procédure.
Et voilà, la ou les jauges de votre/vos outils est/sont faite en Z !

Maintenant, nous allons passer à la jauge en X (à peine plus délicat) :

Là, on a de la chance, tous les outils de perçage/taraudage auront, avec la méthode que nous avons utilisée pour régler la machine, une jauge en X à 0 !
Pour les autres outils (charioter, dresser, aléser, gorges, ...), nous utiliserons une méthode très simple.


  • Serrez un lopin dans le mandrin en le laissant dépasser de 50mm environ.
  • Appelez l'outil à mesurer.
  • Faites tourner la broche à une vitesse d'environ 800 tr/mn (en fonction du Ø du lopin, naturellement)
  • A l'aide de la manivelle, tournez un Ø (la valeur du diamètre n'a pas d'importance pour l'instant, il faut juste blanchir le brut)
  • (pour un Ø intérieur, percez d'abord un trou capable de laisser passer l'outil à aléser)
  • Reculer l'outil, mais SEULEMENT sur l'axe Z
  • Arrêtez la broche et mesurez le Ø obtenu avec le plus de précision possible
  • Affichez la table des correcteurs et positionnez vous sur le bon correcteur
  • Tapez, au clavier : X[DIAMETRE TROUVE] [MESURE]
  • Passez, éventuellement, à l'outil suivant et recommencer la procédure.
Vous pouvez remarquer que les jauges des outils extérieurs sont positives, alors que celles des outils intérieures sont négatives. Je ne vous avais pas menti, sur ce coup là


-o- Méthode avec le bras de masure -o-


Beaucoup de tour CN sont, maintenant, équipés de bras de mesure. La procédure va donc dépendre de chaque machine. Je ne peux donc pas écrire une procédure qui puisse satisfaire tout le monde.

Tout ce que je peux dire, se réduit en quelque mots :
  • On appelle l'outil à mesurer
  • On sort/met en place le bras de mesure
  • On affiche la table des correcteurs (si tout marche bien, le correcteur concerné devrait être surligné. Mais on peut changer de correcteur, hein)
  • On s'approche du carré de palpage du bras à environ 2/3 mm à l'aide de la manivelle
    • Au dessus pour palper un outil extérieur en X
    • A droite pour palper un outil (inter, exter ou foret/taraud) en Z
    • Au dessous pour palper un outil intérieur en X
    • Et, rarement, à gauche pour palper un outil en Z de type gorge ou outil arrière
  • On passe en mode manuel (pas manivelle)
  • On actionne le bon axe dans la bonne direction :
    • La machine va se déplacer dans la direction choisie à une vitesse prédéfinie
    • Quand l'outil va touché le carré de palpage du bras, la jauge va se mettre automatiquement dans l'axe déplacé
    • Ensuite, la machine va revenir à la position à laquelle vous l'aviez mise précédemment
  • Vous pouvez en profiter pour jauger le X et le Z
  • Vous pouvez passer à l'outil suivant
Une petite chose que l'on peut rajouter, c'est que les jauges seront faites en fonction du réglage du bras. Les cotes de position du carré dans l'espace sont définies à l'aide de paramètres machines (je ne sais pas lesquelles, malheureusement). La première chose à faire, lorsque l'on utilise un bras de mesure, c'est de vérifier ces paramètres.
Pour les vérifier, on prendra un outil quelconque, on fera les jauges de la façon précédente (en direct sur la machine), et on les refera, sur un autre correcteur, avec le bras de mesure.
Si tout se passe bien, il y aura peu de différence entre les deux correcteurs (de l'ordre de quelques centièmes maximum). Si l'écart est plus important, il conviendra de rerégler les paramètres du bras pour être au plus juste avec les premiers. Mais ceci étant une autre affaire, je vous laisse chercher dans la doc de votre machine pour connaitre la procédure.


-o- Finaliser le réglage -o-


Une fois que tous vos outils sont jaugés (en X et en Z), il reste un tout petit détail à régler mais qui a son importance pour l'usinage en correction de rayon.
C'est le rayon du bec d'outil associé à l'orientation du nez de l'outil.
Pour le rayon, c'est facile : généralement, ils sont de valeur connue = 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, ...
Par contre, pour l'orientation du nez d'outil, il va falloir faire attention !



Les quadrants numérotés 1 à 4 sont les plus fréquemment utilisés. Ils correspondent aux outils généralement utilisés avec de la correction de rayon (G41/G42)

Pour rester dans le concret, voici une image des outils, de leur usage et du choix de l'orientation du nez d'outil :



Pour les quadrants 5 à 8, je ne m'en suis jamais servi. Ce qui ne veux pas dire qu'ils n'ont pas leur utilité .

Je dois effectuer quelques tests (quand j'aurais trouvé un peu de temps). Lorsque j'en saurais d'avantage, je viendrais compléter cette page.

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