11.1 Programmation élémentaire

Basic Programming

Un programme CNC typique comprend 3 parties :

1) Préparation : Cette partie du programme sélectionne le décalage d’origine et les corrections d’outil, l’outil coupant, met le liquide de coupe en marche, règle la vitesse de broche et sélectionne le positionnement incrémental ou absolu pour le déplacement des axes.

2) Découpe : Cette partie du programme définit la trajectoire des outils et la vitesse d’avance pour l’usinage.

3) Terminaison : Cette partie du programme dégage la broche, l’arrête, arrête le liquide de coupe et amène la table sur une position où elle peut être déchargée et inspectée.

Il s'agit d'un programme de base qui fait une coupe de 0,100" (2,54 mm) de profondeur avec l'outil 1 dans un morceau de matériau le long d'une trajectoire de ligne droite de X = 0,0, Y = 0,0 à X = - 4,0, Y = - 4,0.

NOTE : Un bloc de programme peut contenir plus d’un code G dans la mesure où ces codes G sont de groupes différents. Il n’est pas possible de placer 2 codes G d’un même groupe dans un bloc de programme. Noter également que seul un code M est permis par bloc.

%
O40001 (Programme de Base) ;
(G54 X0 Y0 est dans le coin supérieur droit de la pièce) ;
(Z0 est sur la pièce) ;
(T1 est une fraise monobloc de 1/2 pouce) ;
(DÉBUT DES BLOCS DE PRÉPARATION) ;
T1 M06 (Sélection outil 1) ;
G00 G90 G17 G40 G49 G54 (Démarrage sûr) ;
X0 Y0 (Déplacement rapide vers la 1ère position) ;
S1000 M03 (Broche activée en SH) ;
G43 H01 Z0.1 (Correction d’outil 1 activée) ;
M08 (Liquide de coupe actif) ;
(COMMENCER À COUPER LES BLOCS) ;
G01 F20. Z-0.1 (Avance jusqu’à la profondeur d’usinage) ;
X-4. Y-4 (mouvement linéaire) ;
(COMMENCER À COMPLÉTER LES BLOCS) ;
G00 Z0.1 M09 (Retrait rapide, Liquide de coupe désactivé) ;
G53 G49 Z0 M05 (Origine Z, broche désactivée) ;
G53 Y0 (origine de Y) ;
M30 (Fin programme) ;
%

Preparation

Ce sont les blocs de code de préparation dans le programme O40001 donné en exemple :

Préparation des blocs de codes Description
% Indique le début d’un programme écrit dans un éditeur de texte.
O40001 (Programme de Base) ; O40001 est le nom du programme. La convention d'affectation du nom de programme suit le format Onnnnn : La lettre O ou o est suivie d’un nombre à 5 chiffres.
(G54 X0 est sur le centre de rotation) ; Commentaire :
(Z0 est sur la face de la pièce) ; Commentaire :
(T1 est un outil coupant d’extrémité) ; Commentaire :
T101 (Sélection d’outil et correction 1) ; T101 sélectionne l'outil, la correction 1 et les commandes de changement d'outil 1.
G00 G18 G20 G40 G80 G99 (Démarrage sûr) ;

Ceci signifie une ligne de démarrage sûre. C'est une bonne pratique d'usinage que de placer ce bloc de code après chaque changement d'outil. G00 spécifie que le déplacement d’axe qui le suit doit être effectué en déplacement rapide. G18 spécifie le plan de coupe comme étant le plan XZ. G20 définit le positionnement des coordonnées en pouces. G40 annule la compensation de fraise. G80 annule tout cycle pré-programmé. G99 met la machine en mode d’avance par tour.
G50 S1000 (Limite la broche à 1000 tr/min) ; G50 Limite la vitesse de broche à un maximum de 1000 tr/min. S1000 est l’adresse de la vitesse de broche. Avec le code d’adresse Snnnn dans lequel nnnn est la valeur désirée de la vitesse de rotation de broche.
G97 S500 M03 (CSS désactivé, broche en SH) ;

G97 annule la vitesse de surface constante (Constant surface speed - CSS) et règle la valeur de S à 500 tr/min direct. S500 est l'adresse de la vitesse de broche. Avec le code d’adresse Snnnn dans lequel nnnn est la valeur désirée de la vitesse de rotation de broche. M03 met la broche en marche.

Remarque : Pour les tours équipés d’une boîte de vitesses, le contrôle ne sélectionnera pas la vitesse (petite ou grande) à votre place. Vous devez utiliser un M41 Petite vitesse ou un M42 Grande vitesse sur la ligne avant le code Snnnn. Consulter M41 / M42 Low / High Gear Override (Surclassement de petite/grande vitesse) pour de plus amples informations sur ces codes M.
G00 G54 X2.1 Z0.1 (Déplacement rapide vers la 1ère position) ; G00 spécifie que le déplacement d’axe qui le suit doit être effectué en déplacement rapide. G54 spécifie le système de coordonnées qui doit être centré sur le décalage d'origine stocké dans G54 sur l'affichage des Décalage. X2.0 commande l’axe X selon X = 2.0. Z0.1 commande le déplacement de l’axe Z vers Z = 0.1. 
M08 (Liquide de coupe actif) ; M08 met l’arrosage en marche. 
G96 S200 (CSS activé) ; G96 active la vitesse de surface constante. S200 spécifie une vitesse de coupe de 200 po/min à utiliser avec le diamètre actuel afin de calculer la vitesse de rotation correcte.

Cutting

Ce sont les blocs de code d’usinage dans le programme O40001 donné en exemple :

Bloc de codes de coupe Description
G01 Z-0.1 F.01 (Avance linéaire) ; G01 définit l’achèvement en ligne droite des déplacements d’axes qui le suivent. Z-0.1 commande le déplacement de l’axe Z vers Z = -0.1. G01 nécessite le code d'adresse Fnnn.nnnn. F.01 qui spécifie la vitesse d’avance pour le déplacement est 0,0100" (0,254 mm)/tour.
X-0.02 (Avance linéaire) ; X-0.02 commande l’axe X selon X = -0.02.

Completion

Bloc de codes de terminaison Description
G00 Z0.1 M09 (Retrait rapide, Liquide de coupe désactivé) ; G00 commande le déplacement d'axe à terminer en mode de déplacement rapide. Z0.1 Commande le déplacement de l'axe Z vers Z = 0,1. M09 commande l’extinction du Liquide de coupe.
G97 S500 (CSS désactivé) ; G97 annule la vitesse de surface constante (Constant surface speed - CSS) et règle la valeur de S à 500 tr/min direct. Sur les machines munies de boîte à engrenages, le contrôle sélectionne automatiquement le grand ou le petit rapport de boîte selon la vitesse de broche commandée. S500 est l'adresse de la vitesse de broche. Avec le code d’adresse Snnnn dans lequel nnnn est la valeur désirée de la vitesse de rotation de broche.
G53 X0 (Origine X) ; G53 définit les déplacements d'axes après ce code en ce qui concerne le système de coordonnées de la machine. X0 commande le déplacement de l’axe X vers X = 0.0 (Origine X).
G53 Z0 M05 (Origine Z, broche désactivée) ; G53 définit les déplacements d'axes après ce code en ce qui concerne le système de coordonnées de la machine. Z0 commande le déplacement de l’axe Z vers Z = 0.0 (Origine Z). M05 arrête la broche.
M30 (Fin programme) ; M30 termine le programme et déplace le curseur sur la commande en tête du programme.
% Indique la fin d’un programme écrit dans un éditeur de texte.

11.2 Positionnement absolu / Positionnement incrémental

Absolute vs. Incremental Positioning (XYZ vs. UVW)

Le positionnement absolu (XYZ) et le positionnement incrémental (UVW) définissent la façon dont sont interprétées les commandes de déplacement des axes. Lorsqu’un déplacement d’axe est commandé à l’aide de X, Y, ou Z, les axes se déplacent vers la position relative à l’origine du système de coordonnées actuellement en utilisation. Lorsque le déplacement d’un axe est commandé à l’aide de U(X), V(Y) ou W(Z), les axes se déplacent vers cette position par rapport à la position actuelle. La programmation Absolute est utile dans la plupart des cas. La programmation incrémentale est plus efficace pour les passes également espacées et répétitives.

11.3 Appels de corrections d’outil

Tool Offsets

Fonctions des outils :

Le code Tnnoo sélectionne l'outil (nn) et la correction (oo) qui suivent.

Système de coordonnées FANUC :

Le format des codes T est Txxyy dans lequel xx spécifie le numéro d’outil de 1 au nombre maximal des stations dans la tourelle, et yy spécifie la géométrie et les index d’usure de l’outil de 1 à 50. Les valeurs de géométrie X et Z des outils sont ajoutées aux décalages d'origine. Si l'on utilise la compensation de nez d'outil, yy spécifie l'index de la géométrie d'outil pour le rayon, le cône et la pointe. Si yy = 00 aucune géométrie ou usure d’outil n’est appliquée.

Corrections d’outil appliquées par FANUC :

Le réglage d’une usure d’outil négative dans les corrections d’usure de l’outil, déplace l’outil plus avant dans la direction négative de l’axe. De cette façon, dans le tournage et le dressage d’un diamètre extérieur, un réglage en compensation négative sur l’axe X résulte en une pièce de diamètre plus petit, et un réglage de valeur négative sur l’axe Z enlève plus de matière sur la surface.

Remarque : Aucun mouvement de X ou de Z n’est requis avant la réalisation d’un changement d’outil ; c’est une perte de temps, dans la plupart des cas, de ramener X ou Z sur la position origine. Toutefois, vous devez positionner X ou Z sur une position sûre avant un changement d’outil pour empêcher une collision entre les outils et le dispositif de fixation ou la pièce.

Une basse pression d’air ou un débit insuffisant réduit la pression appliquée au piston de blocage/déblocage de la tourelle et retarde le temps d’indexage de la tourelle, ou ne débloque pas la tourelle.

Chargement ou changement d’outils :

1.) Appuyer sur [POWER UP/RESTART] (MISE SOUS TENSION/REDÉMARRAGE) ou [ZERO RETURN] (RETOUR À L’ORIGINE) puis sur [ALL] (TOUT). Le contrôle déplace la tourelle à outils vers une position normale.

2. Appuyer sur [MDI/DNC] (IDM/DNC) pour basculer en mode IDM.

3. Appuyez sur [TURRET FWD] (TOURELLE EN AVANT) ou [TURRET REV] (TOURELLE EN ARRIÈRE). La machine indexe la tourelle vers la position du nouvel outil. Montre l’outil courant dans la fenêtre Outil actif en bas et à droite de l’affichage.

4. Appuyez sur [CURRENT COMMANDS]. Montre l’outil courant dans la fenêtre Outil actif en haut et à droite de l’affichage.

11.4 Compensation du nez d'outil

Tool Nose Compensation - Programming

La compensation de nez d’outil (TNC) est une propriété qui vous permet de régler une trajectoire programmée d’outil pour des tailles différentes, ou pour une usure de fraise normale. Avec TNC. il vous suffit d’entrer des données de correction minimale lorsque vous exécutez un programme. Vous n’avez pas besoin d’effectuer une programmation supplémentaire.

La compensation de nez d’outil s’utilise lorsque le rayon de nez d’outil change et que l’usure de l’outil est à considérer avec des surfaces arrondies ou coniques. La compensation de nez d’outil ne s’utilise pas en général lorsque les passes programmées sont seulement réalisées le long de l’axe X ou Z. Dans le cas de coupes coniques et circulaires, le changement de rayon du nez d’outil peut entraîner des usinages en dessous ou en dessus des dimensions. Dans la figure, supposons que immédiatement après le réglage, C1 soit le rayon de l'outil qui coupe selon la trajectoire programmée de l'outil. Puisque l'outil s'use suivant C2, l'opérateur pourrait introduire la compensation de géométrie d'outil pour amener sa longueur et son diamètre aux dimensions. Mais cela conduirait à un rayon plus petit. Avec la compensation de nez d’outil, on réalisera une passe correcte. La commande ajuste automatiquement la trajectoire programmée, basée sur la correction de rayon de nez d’outil introduite dans la commande. La commande modifie ou génère le code de coupe pour la géométrie correcte de la pièce.

Trajectoire de coupe sans compensation de nez d’outil :

[1] Trajectoire outil

[2] Coupe après usure

[3] Coupe souhaitée

Trajectoire de coupe avec compensation de nez d’outil :

[1] Trajectoire de l’outil compensée

[2] Coupe souhaitée et trajectoire d’outil programmée.

Remarque : La seconde trajectoire programmée coïncide avec la dimension finale de la pièce. Bien que les pièces n’aient pas à être programmées en utilisant la compensation de nez d’outil, c’est la méthode préférée car elle rend les problèmes de programmation plus faciles à détecter et résoudre.

11.5 Sous-programmes

Subprograms

Sous-programmes :

  • Les sous-programmes sont habituellement des séries de commandes répétées plusieurs fois dans un programme.
  • Ils sont écrits dans un programme séparé au lieu de répéter les commandes plusieurs fois dans le même programme.
  • Ils sont appelés dans le programme principal avec un M97 ou M98 et un code P code.
  • Ils peuvent inclure un L ou compte de répétition. L'appel de sous-programme se répète L fois avant que le programme principal continue avec le bloc suivant.

Lorsque vous utilisez M97 :

  • Le code P (nnnnn) est le même que le numéro du programme (Nnnnnn) du sous-programme.
  • Le sous-programme doit être dans le programme principal

Lorsque vous utilisez M98 :

  • Le code P (nnnnn) est le même que le numéro du programme (Onnnnn) du sous-programme.
  • Si le sous-programme n’est pas en mémoire, le nom de fichier doit être Onnnnn.nc. Le nom de fichier doit contenir la lettre O, avec des zéros et .nc pour que la machine trouve le sous-programme.
  • Le sous-programme doit se trouver dans un répertoire actif, ou dans un emplacement spécifié par les Réglages 251/252. Voir page 5 pour plus d’informations sur les emplacements de recherche des sous-programmes.

Les cycles fixes sont les sous-programmes habituellement les plus utilisés. Par exemple, vous pourriez placer les positions de X et Y d’une série de trous dans un programme séparé. Puis, vous pouvez appeler ce programme comme un sous-programme avec un cycle préprogrammé. Au lieu d’écrire une fois les positions pour chaque outil, vous n’écrivez les positions qu’une fois pour n’importe quel nombre d’outils.

Setting Up Search Locations

Lorsqu’un programme appelle un sous-programme, le contrôle cherche d’abord le sous-programme dans le répertoire actif. Si le contrôle ne peut pas trouver le sous-programme, la configuration utilise les Réglages 251 et 252 pour déterminer où poursuivre la recherche. Voir ces réglages pour plus d’informations.

Pour établir une liste des emplacements de recherche dans le Réglage 252 :

  1. Dans le Gestionnaire des dispositifs (LISTE PROGRAMMES), sélectionner le répertoire que vous voulez ajouter à la liste.
  2. Appuyez sur F3.
  3. Mettez en évidence l'option RÉGLAGE 252 dans le menu, et appuyez sur ENTER.

    Le contrôle ajoute le répertoire actuel à la liste des emplacements de recherche dans le Réglage 252.

Résultat : 

Pour visionner la liste de emplacements de recherche, voir les valeurs du Réglage 252 à la page Réglages .

Local Subprogram (M97)

Ce code est utilisé pour appeler un sous-programme (sous-programme) référencé par un numéro de ligne (N) du même programme. Un code Pnn est nécessaire qui doit correspondre à un numéro de ligne du même programme. Cela est utile pour les sous-programmes d’un programme car un programme séparé n’est pas nécessaire. Le sous-programme doit se terminer avec un M99. Un code Lnn du bloc M97 répétera l’appel du sous-programme nn fois.

%
O69701 (M97 APPEL SOUS-PROGRAMME LOCAL) ;
M97 P1000 L2 (L2 exécutera deux fois la ligne N1000) ;
M30
N1000 G00 G55 X0 Z0 (ligne N qui s’exécutera après l’exécution de M97 P1000) ;
S500 M03 ;
G00 Z-.5 ;
G01 X.5 F100. ;
G03 ZI-.5 ;
G01 X0 ;
Z1. F50.  ;
G28 U0 ;
G28 W0 ;
M99
%

External Subprogram (M98)

P - Le numéro du sous-programme à exécuter
L - Répète l’appel de sous-programme (1 à 99) fois.
(<PATH>) - Le chemin du répertoire du sous-programme

M98 appelle un sous-programme dans le format M98 Pnnnn, où Pnnnn est le numéro du programme à appeler, ou M98 (/Onnnnn), où est le chemin du dispositif qui conduit au sous-programme.

Le sous-programme doit contenir un M99 pour le retour au programme principal. Vous pouvez ajouter un compte Lnn au bloc M98 bloc M98 pour appeler un sous-programme nn fois avant de poursuivre avec le bloc suivant.

Lorsque votre programme appelle un sous-programme M98, le contrôle recherche le sous-programme dans le répertoire du programme principal. Si le contrôle ne peut pas trouver le sous-programme, il recherche dans l’emplacement spécifié dans le Réglage 251. Une alarme se déclenche si le contrôle ne peut pas trouver le sous-programme.

M98 Exemple :
Le sous-programme est un programme séparé (O00100) du programme principal (O00002).

%
O00002 (APPEL DU NUMÉRO DE PROGRAMME) ;
M98 P100 L4 (APPELS SOUS O00100 4 FOIS) ;
M30
%
%
O00100 (SOUS-PROGRAMME) ;
M00 ;
M99 (RETOUR AU PROGRAMME PRINCIPAL) ;
%

%
O00002 (APPEL CHEMIN) ;
M98 (USB0/O00001.nc) L4 (APPELS SOUS O00100 4 FOIS) ;
M30
%
%
O00100 (SOUS-PROGRAMME) ;
M00 ;
M99 (RETOUR AU PROGRAMME PRINCIPAL) ;
%

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