Qu'est-ce que la programmation CNC ? Un aperçu détaillé

La programmation de l'usinage CNC est le processus de création d'instructions détaillées qui guident une machine pour qu'elle effectue des opérations précises. Usinage CNC les opérations. Ces instructions sont écrites dans un langage connu sous le nom de code G. Le code G indique à la machine comment se déplacer, à quelle vitesse et le long de quelle trajectoire. Dans cet article, nous verrons ce qu'est la programmation de l'usinage CNC, comment elle fonctionne, quelles sont les méthodes et quels sont les exemples de code.

Qu'est-ce que la programmation CNC？ ?

La programmation CNC est le processus qui utilise un logiciel informatique pour transformer des informations géométriques en codes et instructions pour guider les mouvements des machines de coupe. Ces codes et instructions contrôlent avec précision la trajectoire de l'outil de coupe et les paramètres de coupe afin d'enlever les matériaux supplémentaires de manière ordonnée et de donner à la pièce la forme souhaitée.

Dans la programmation CNC, des opérateurs qualifiés sélectionnent les outils de coupe appropriés, les paramètres de coupe et les séquences en fonction des dessins et des exigences, et utilisent un logiciel spécialisé pour les convertir en codes et en instructions qui peuvent être lus par les machines. Ces codes sont introduits dans le panneau de commande de la machine CNC, et la machine travaille selon les instructions préchargées.

Comment fonctionne la programmation de la CNC ?

La conversion d'une conception en code de programme de machine CNC comporte plusieurs étapes. Le programmeur accède au modèle CAO de la pièce requise, utilise un logiciel de FAO pour le convertir, construit des trajectoires d'outils basées sur les éléments de conception et produit le programme CNC ou code G. Après avoir introduit ce code G dans la machine CNC, le programmeur appuie sur le bouton de démarrage du cycle pour commencer à produire la pièce. Après avoir introduit ce code G dans la machine CNC, le programmeur appuie sur le bouton de démarrage du cycle pour commencer à produire la pièce.

Les différents types de programmation

Il existe trois types de programmation CNC dans le processus d'usinage CNC : manuelle, FAO et conversationnelle. Chacun d'entre eux possède ses propres caractéristiques.

Programmation manuelle de la CNC

La programmation manuelle consiste pour le programmeur à saisir directement les codes et les instructions dans la console de commande en s'appuyant sur ses connaissances approfondies. Il est conseillé d'usiner des pièces simples.

Programmation conversationnelle de la CNC

La programmation conversationnelle vous permet de communiquer avec le système en langage naturel, comme si vous parliez à une personne. Le système de programmation comprendra vos instructions et générera le code correspondant. Comme la programmation manuelle, elle convient aux pièces à géométrie simple.

Programmation CNC CAM

CAM signifie "Computer-aided manufacturing" (fabrication assistée par ordinateur), la programmation CAM utilise un logiciel CAM pour convertir la conception CAO en langages de programmation CNC. Elle est idéale pour les pièces simples et compliquées.

Comparaison de 3 méthodes de programmation

Méthode	Programmation manuelle	Programmation conversationnelle	Programmation FAO
Facilité d'utilisation	Difficile. Nécessite une expertise et une expérience importantes.	Relativement facile. Permet une interaction en langage naturel	Facile. Nécessite une certaine courbe d'apprentissage, mais offre un large éventail de fonctionnalités.
Programmation de la vitesse	Lent. Chaque étape doit être saisie et ajustée manuellement	Plus rapide qu'un manuel car les instructions peuvent être données de manière plus intuitive	Plus rapide pour les pièces complexes.
Flexibilité	Faible flexibilité	Flexibilité modérée	Grande flexibilité
Précision	Risque d'erreurs humaines	Plus précis car il suit des instructions spécifiques	Le plus précis
Applicabilité	Tâches simples	Tâches simples	des pièces simples et complexes.

Exemples de codes de programmation CNC

Les codes de programmation CNC peuvent être classés en plusieurs catégories. Ils jouent un rôle unique dans l'usinage CNC et les opérateurs utilisent généralement une combinaison de différents codes pour traiter la pièce.

Code G: Ces codes contrôlent le mouvement de l'outil de coupe en termes de trajectoires linéaires, circulaires, hélicoïdales et autres trajectoires géométriques.

Codes F: Ces codes indiquent la vitesse d'avance à laquelle l'outil se déplace pendant l'usinage.

Codes S: Ces codes contrôlent la vitesse de la broche, comme la vitesse de la surface, la vitesse de la broche, la vitesse incrémentale, etc.

Codes T: Ces codes sont utilisés pour sélectionner un outil spécifique dans le magasin d'outils.

Codes M: Ces codes exécutent diverses fonctions auxiliaires telles que la mise en marche et l'arrêt du liquide de refroidissement, le démarrage et l'arrêt de la broche et le changement d'outil.

Codes N : Ces codes représentent des numéros de séquence ou de ligne utilisés pour organiser et identifier chaque bloc de code dans un programme CNC. Chaque ligne ou bloc contient généralement une commande qui contrôle un mouvement spécifique.

Prenons l'exemple de la série de codes suivants.

N10 G90 G17 G21	Programmation absolue, sélection du plan XY, unités millimétriques
N20 G00 X0 Y0	Déplacement rapide vers l'origine (X0, Y0)
N30 G43 H1 Z5	Décalage de la longueur d'outil appliqué à l'outil 1, déplacement de Z à 5 mm au-dessus de la pièce
N40 M03 S1200	Retour rapide à l'origine
N50 G01 Z-10 F200	Avance jusqu'à Z = -10mm avec une vitesse d'avance de 200mm/min
N60 G01 X50 Y50	Déplacement linéaire vers X50, Y50 à la vitesse d'avance actuelle
N70 G02 X100 Y0 I25 J-25	L'arc se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à X100, Y0 avec le centre à (I25, J-25)
N80 G01 X150 Y0	Déplacement linéaire vers X150, Y0
N90 G00 Z5	Déplacement rapide jusqu'à Z = 5mm
N100 M05	Arrêt de la broche
N110 G00 X0 Y0	Retour rapide à l'origine
N120 M30	Fin du programme et réinitialisation

Logiciel de FAO payant recommandable

Les logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO) convertissent les modèles CAO en programmes lisibles par les machines. Il existe de nombreux logiciels de FAO sur le marché. Nous recommandons vivement les logiciels payants suivants pour leurs fonctions puissantes et leur base d'utilisateurs.

MaserCAM

Mastercam est une application de CAO/FAO sur PC créée par CNC Software Inc. Il combine une variété de fonctions, notamment l'esquisse 2D, la modélisation solide 3D, la conception de surfaces, l'assemblage de voxels, la programmation CNC, la simulation de trajectoire d'outil et la simulation réaliste.

Mastercam possède de solides fonctions d'ébauche et de finition de surface. Il existe de nombreuses options pour la finition de surface, qui peuvent répondre aux exigences de traitement de surface de pièces complexes et ont des fonctions de traitement multi-axes. En raison de son coût peu élevé et de ses performances exceptionnelles, il est devenu le logiciel de programmation CNC préféré dans de nombreux secteurs.

SolideCAM

SolidCAM est étroitement intégré à SOLIDWORKS et permet le fraisage, le tournage et l'électroérosion multiaxes. Sa technologie iMachining est une caractéristique remarquable, car elle peut concevoir automatiquement le parcours d'usinage optimal en fonction du matériau et de l'outil, ce qui réduit considérablement le temps d'usinage et prolonge la durée de vie de l'outil.

Fusion 360

Fusion 360 est un programme basé sur le cloud qui combine la CAO et la FAO pour permettre des opérations industrielles allant du simple fraisage en 2D à l'usinage compliqué à 5 axes. Fusion 360 se connecte sans effort au module de conception et facilite la collaboration au sein de l'équipe. Il se caractérise par un prix peu élevé et un large éventail de fonctionnalités qui conviennent aussi bien aux débutants qu'aux professionnels.

Logiciels de FAO gratuits

Si vous débutez dans l'usinage CNC ou si vous recherchez simplement un logiciel de FAO gratuit pour un usage individuel, les options suivantes peuvent vous convenir.

Fusion 360 pour un usage personnel

Fusion 360 propose une version personnelle gratuite qui convient aux petites applications non commerciales. Elle combine des fonctionnalités de CAO et de FAO pour permettre des travaux de fabrication simples ou complexes, tels que l'usinage 2,5D, 3D et multi-axes. Fusion 360 Personal Edition convient aux novices, aux passionnés et aux petits studios.

Téléchargez-le : https://www.autodesk.com/products/fusion-360/personal

FreeCAD

FreeCAD est un logiciel de modélisation 3D open source qui prend en charge les fonctions de traitement FAO. Son Path Workbench permet aux utilisateurs de créer des trajectoires d'outils, adaptées aux tâches de traitement CNC. Les fonctions de FreeCAD sont relativement simples et conviennent aux besoins de fabrication des particuliers et des petits projets.

Téléchargez-le : https://www.freecad.org/downloads.php

Carbure Créer

Carbide Create est un logiciel de FAO 2D et 3D gratuit doté de fonctions relativement basiques, d'une interface intuitive et d'un flux de travail simple. Il constitue un bon choix pour les petits projets et les utilisateurs débutants.

Téléchargez-le : https://carbide3d.com/carbidecreate/download/

Conseils pour améliorer les compétences en programmation CNC

Pour devenir un programmeur d'usinage CNC compétent, il est essentiel d'améliorer en permanence ses compétences et ses connaissances en matière de programmation.

Profitez pleinement des cours de programmation CNC

Il est utile de tirer le meilleur parti des nombreux cours gratuits disponibles. Des cours populaires comme "CNC Programming with G Code for Beginners" de Marc Cronin et "Fusion 360 for Beginners" de Lars Christensen sont disponibles sur des plateformes comme Udemy et YouTube. Ces cours offrent des leçons gratuites allant de l'écriture fondamentale du code G au développement de parcours d'outils sophistiqués.

Apprentissages

Une approche approfondie de l'apprentissage de la programmation CNC passe très probablement par l'apprentissage. Ces cours combinent généralement des cours théoriques et des travaux pratiques et sont souvent financés par des entreprises, des syndicats ou des organisations patronales-syndicales. L'idéal est de rechercher un apprentissage dans des moteurs de recherche d'emploi tels que Indeed ou LinkedIn, car ils sont considérés comme des postes à temps plein. En outre, le ministère du travail fournit une liste des programmes d'apprentissage.

Pratique Plus

Trouvez des projets ou des cas réels pour vous entraîner à la programmation. Vous pouvez commencer par des pièces simples et augmenter progressivement la difficulté. L'utilisation d'un simulateur de machine CNC pour s'entraîner est un bon choix. Le simulateur peut simuler le fonctionnement et le traitement de la machine, ce qui vous permet d'effectuer le débogage de la programmation sans utiliser la machine, réduisant ainsi les coûts et les risques. Pendant l'entraînement, notez les problèmes rencontrés et les solutions apportées. Ces expériences vous aideront à éviter des erreurs similaires lors de vos prochaines programmations.