Qu'est-ce que la programmation CNC ? Définition, types, applications et tout ce que vous devez savoir

L'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC) est une approche traditionnelle qui consiste à transformer une matière première en un produit fini en utilisant des outils de coupe pour éliminer les matières indésirables. Pour que la machine fonctionne avec une grande exactitude et précision, elle a besoin d’une programmation CNC.

Dans l'article de blog d'aujourd'hui, nous allons examiner ce qu'est la programmation CNC, les types de programmation CNC, les codes importants et ses applications.

Quelle est la définition de la programmation CNC ?

La programmation à commande numérique par ordinateur (CNC) consiste à écrire un ensemble de codes pour aider un ordinateur à piloter des machines et des outils CNC. Le code aide un ordinateur à indiquer aux machines comment effectuer un ensemble complexe de tâches.

En d’autres termes, la programmation détaille les mouvements et fonctions spécifiques pour aider la machine CNC à transformer la matière première en un produit fini avec une vitesse, une précision et une exactitude exceptionnelles.

Les machines CNC dont nous parlons peuvent inclure une meuleuse, une toupie, un tour ou une fraiseuse. Le travail d'un programmeur CNC consiste à écrire et à saisir le code qui aide l'ordinateur à instruire les outils d'usinage.

Outil d'usinage

Quelle est la définition d’un logiciel de programmation CNC ?

Les logiciels de programmation CNC font référence aux programmes qui commandent et simulent des outils d'usinage CNC. Un programmeur CNC utilise le Interface utilisateur graphique les outils logiciels doivent simuler les machines.

Différents outils logiciels CNC ont différents niveaux de compatibilité, de fonctionnalité et de convivialité. Ils varient également en fonction des besoins de l'entreprise, du type de machine et du fabricant.

En tant que tel, vous devez prendre en compte certains facteurs avant de sélectionner un logiciel de programmation CNC. Nous examinerons certains des facteurs que vous devez prendre en compte un peu plus tard.

Quel est le processus de programmation CNC

Beaucoup de gens considèrent le processus de programmation CNC comme complexe. En outre, les outils d’usinage sont complexes et réagissent différemment aux différents ensembles de codes. En tant que tel, maîtriser la programmation CNC peut s’avérer une tâche ardue.

Mais il vous suffit de connaître les étapes spécifiques à suivre pour demander à un ordinateur de diriger l’outil d’usinage.

Le programmeur commence par accéder au CAO (conception assistée par ordinateur) ou un modèle 3D de la pièce ou du produit, qui est la conception pour l'usinage CNC. Ils utilisent ensuite un logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur) pour convertir le modèle en CAM.

Le logiciel de FAO génère généralement des trajectoires pour l'outil d'usinage en fonction des caractéristiques souhaitées du produit. À ce stade, le programmeur génère le code CNC à l'aide du logiciel CAM.

Le programmeur entrera ce code dans la machine CNC puis lancera la production.

Formes courantes de programmation CNC

Il existe trois principaux types de programmation CNC. Décomposons chacun d'eux ci-dessous :

Programmation CNC manuelle

La programmation CNC manuelle est le type le plus conventionnel. Étant le type le plus ancien, c’est aussi le plus difficile. Comme son nom l’indique, il s’agit de saisir manuellement des commandes informatiques dans une console de contrôle. La console est attachée à une machine CNC.

Il s'agit du type de programmation CNC le plus fastidieux, car le programmeur doit prédire le résultat du code et rester conscient de la réaction de la machine.

En raison de son mécanisme de fonctionnement, la programmation CNC manuelle peut être un processus d'essais et d'erreurs et prendre beaucoup de temps. Cela le rend impropre à la découpe ou au traitement de produits complexes. Cela fonctionne mieux avec des tâches basiques ou simples.

En outre, il a également besoin d’un programmeur CNC expert possédant une compréhension approfondie d’une machine CNC. Ce n'est pas la même chose que lorsque vous utilisez un logiciel de programmation CNC avancé qui vous donne une visualisation ou vous montre des erreurs dans le code. Les machines CNC manuelles manquent de tout cela et une légère erreur pourrait endommager la machine ou l'outillage.

Programmation CNC pour la fabrication assistée par ordinateur

La programmation CNC CAM implique l'utilisation d'un logiciel pour créer le code CNC basé sur le modèle de conception assistée par ordinateur (CAO). Les programmeurs CNC utilisant ce formulaire utilisent le logiciel CAM pour créer des programmes simples et complexes.

Ce mode de programmation CNC est plus rapide, plus simple et plus précis. C'est également la meilleure option pour les programmeurs CNC qui n'ont peut-être pas de compétences avancées en résolution mathématique. Pour ces raisons, il s'agit de la forme de programmation CNC la plus courante.

Le logiciel CAM est simple et plus direct grâce à son mécanisme. Les programmeurs disposent également d'une interface graphique pour suivre les parcours des outils. Ceci est important pour détecter les problèmes potentiels à l’avance.

Un autre avantage de la programmation CNC CAM est qu'elle donne aux programmeurs la flexibilité de traduire le code d'un code CNC à un autre sans avoir à réécrire l'intégralité du programme. Les programmeurs utilisant la programmation CNC manuelle doivent réécrire tout le code.

Ce type d'approche offre un équilibre raisonnable entre le niveau de compétence requis pour la programmation CNC manuelle et le mode plutôt simple de programmation conversationnelle.

Bien que ces outils logiciels puissent être coûteux, l'investissement peut en valoir la peine, surtout si votre entreprise s'appuie fortement sur des outils d'usinage CNC pour la production de composants.

Programmation conversationnelle

Également appelée programmation CNC instantanée, la programmation conversationnelle est le meilleur mode de programmation CNC car elle implique un outil d'usinage avec une interface de programmation conversationnelle intégrée.

Avec cette technique, le programmeur n'a pas besoin d'avoir aucune expérience en écriture de code G ou de tout autre code utilisé dans la programmation CNC. En d’autres termes, vous entrez simplement les commandes dans un anglais simple, et non dans un langage de programmation. 

Certaines solutions logicielles de programmation conversationnelle sont plus interactives que les autres. Par exemple, l'opérateur peut devoir répondre à une série de questions pour définir la tâche et guider les outils d'usinage sur ce qu'il faut faire.

Gardez à l’esprit que cette technique est limitée à de simples opérations d’usinage CNC. 

Codes importants utilisés dans la programmation CNC

À ce stade, vous pouvez déjà constater que les outils d'usinage CNC ne fonctionnent pas d'eux-mêmes. Ils reçoivent des instructions des codes. Ces codes indiquent aux machines où, quand et comment retirer des éléments du matériau de base.

Généralement, les codes de programmation CNC sont souvent appelés collectivement « G-Codes ». Le « G » fait allusion à la « géométrie » du matériau. Cependant, il existe de nombreux autres codes utilisés dans la programmation CNC. 

Ils comprennent:

  • Codes G– Également connus sous le nom de « codes géométriques », ces codes sont utilisés pour indiquer à la machine où démarrer et où arrêter le mouvement, et comment se déplacer entre le point de départ et le point d'arrêt.
  • Codes F– Ceux-ci font référence aux codes de taux d'alimentation. Ils contrôlent la vitesse à laquelle l'outil d'usinage doit couper la matière première.
  • Codes D– Ces codes sont le correcteur d'outil de la machine. Ils peuvent être utilisés pour indiquer la distance projetée depuis le porte-outil. Ils peuvent également indiquer la distance entre la ligne centrale de l'outil et son tranchant.
  • Codes T– Ce sont des codes d’identification des outils. Ils permettent de préciser l'outil qui sera utilisé lors de la réalisation de certaines tâches sur un matériau.
  • Codes S– Les codes S sont des codes de vitesse. Comme leur nom l'indique, ils définissent les vitesses de broche de l'outil d'usinage à différents moments du processus d'usinage. 
  • Codes N– Ces codes sont utilisés pour identifier des blocs ou des lignes de code machine. Les codes N aident un programmeur à comprendre et à organiser les codes de programmation CNC écrits manuellement. Dans la plupart des cas, les numéros de ligne dans les codes machine manuels ne sont pas nécessaires.
  • Codes M– Ceux-ci sont également appelés codes divers. Ils sont utilisés pour diriger des fonctions non géométriques, appelées diverses. Ces fonctions incluent le fonctionnement du liquide de refroidissement et la rotation de la broche. Ils varient également en fonction de l'outil d'usinage CNC utilisé.

Quelles sont certaines applications de la programmation CNC ?

Certaines utilisations de la programmation CNC dans diverses industries comprennent :

Industrie médicale

Les hôpitaux et autres établissements de santé peuvent employer des programmeurs CNC pour les aider à créer des imprimantes 3D, des orthèses, des machines IRM et d'autres instruments médicaux. Ces outils peuvent ensuite être utilisés pour produire des pièces anatomiques artificielles, telles que des obturations dentaires, des prothèses articulaires et des implants crâniens.

Ces outils et dispositifs médicaux sont importants pour notre santé et notre survie. Il est donc important pour les fabricants de produits médicaux d'utiliser la programmation CNC dans la production et les tests de composants médicaux avancés.

Industrie de la défense

Les secteurs de la défense et de l’armée ont des directives et des exigences strictes auxquelles tous les produits doivent se conformer. Ces réglementations visent à garantir que tous les produits sont cohérents et précis. Les produits faits à la main ont tendance à présenter des défauts et des différences. Mais les machines sont plus susceptibles de maintenir les mêmes normes pour tous les produits. C'est pourquoi la programmation CNC est un choix privilégié pour l'industrie de la défense.

L'industrie de la défense bénéficie de la programmation CNC via des outils militaires tels que des composants de missiles, des pièces d'avions de combat et des dispositifs de communication militaires.

Certains de ces matériaux sont destinés aux armes dangereuses utilisées dans les guerres. Pour cette raison, la programmation CNC pour la défense nécessite un programmeur qualifié capable d'effectuer des calculs mathématiques précis et de garantir que les produits peuvent être utilisés en toute sécurité par le personnel militaire.

Industrie aérospaciale

L'industrie aérospatiale est également l'un des principaux bénéficiaires de la programmation CNC. Il est utilisé dans la production de composants tels que des pièces de train d'atterrissage, des moteurs, des hélices, des cadres, des ailes et des connecteurs électriques.

Les composants d’un avion nécessitent beaucoup de précision. La programmation CNC permet de maintenir des exigences de qualité élevées. Par exemple, les outils d'usinage CNC aident à obtenir les mesures et les courbes nécessaires pour les pales du rotor du hachoir.

Les outils d'usinage CNC peuvent également être utilisés pour les équipements des engins spatiaux, tels que les fusées et les satellites. Étant donné que les explorateurs spatiaux travaillent dans des conditions environnementales extrêmes et dangereuses, telles que des niveaux de chaleur élevés et un faible apport en oxygène, la programmation CNC garantit que les composants sont sûrs et fonctionnels.

Industrie des transports

La programmation CNC a un large éventail d'applications dans l'industrie automobile. Les pièces de moteur de voiture telles que les culasses, les soupapes, les vilebrequins, les poulies, les arbres à cames et les supports sont toutes produites à l'aide de la programmation CNC. Le procédé est également utilisé dans la production de divers composants de suspensions automobiles, extérieurs et intérieurs, ainsi que de systèmes de fluides et de freinage.

Vous trouverez des composants automobiles fabriqués via une programmation CNC utilisés sur toutes les voitures, y compris les voitures de course, les bus, les camions et même les trains. N'oubliez pas que les pièces automobiles destinées aux voitures de course doivent être de haute qualité et fabriquées pour la performance.

Les voitures peuvent être un peu sensibles puisqu’une petite déformation d’une pièce peut être fatale. Puisqu'ils utilisent également de nombreuses pièces, c'est le travail des programmeurs CNC de confirmer que les pièces correspondent aux normes afin que les conducteurs et les passagers restent en sécurité.

Industrie de construction

La programmation CNC est également utilisée dans la fabrication de diverses pièces utilisées dans l'industrie de la construction. Ces composants sont utilisés lors de la construction de bâtiments, de maisons, de ponts, de routes et de nombreuses autres structures. 

Cette technique garantit que les mesures des pièces sont exactes afin qu'elles puissent s'adapter avec précision et garantir la sécurité des ouvriers du bâtiment et des utilisateurs. La forme et l’ajustement des éléments de construction sont importants puisqu’ils déterminent la norme du bâtiment dans son ensemble.

Industrie de l'énergie

Les programmeurs CNC utilisent des outils d'usinage pour fabriquer divers produits utilisés dans les centrales et machines de production d'électricité, tels que des générateurs, des chaudières, des turbines à gaz et à vapeur, des éoliennes et des dispositifs de contrôle de la pollution. Ils peuvent également fabriquer de petits composants utilisés dans des appareils plus grands, tels que des aubes d'entrée, des pales de refroidissement et des pièces de support rotatives.

Conseils pour trouver le bon type de programmation CNC

L'un des processus les plus importants pour réussir avec les outils d'usinage CNC consiste à trouver le type de programmation CNC adapté à vos besoins. Il existe quelques facteurs qui vous aideront à réussir. Ces facteurs comprennent :

Le budget

Vos finances sont un facteur déterminant lorsqu'il s'agit de choisir le meilleur type de programmation CNC pour vous. Vous ne voulez pas choisir un type de programmation qui vous ruine et vous laisse avec peu ou pas de finances pour d'autres opérations commerciales.

Si votre budget est serré, vous devez opter pour un type de programmation qui ne nécessite pas que vous étiriez vos finances. Dans ce cas, la programmation manuelle et conversationnelle peut être la meilleure solution.

Précision nécessaire

Différents types de programmation ont différents niveaux de précision lorsqu'il s'agit de découper et de façonner des matières premières en produits complets. 

Si le niveau de précision est une priorité pour vous, vous devez opter pour un type de programmation automatisé, comportant un minimum d'erreurs et vous donnant une représentation visuelle de votre conception. Dans ce cas, la programmation CNC de fabrication assistée par ordinateur peut vous convenir le mieux.

N'oubliez pas que la programmation manuelle et conversationnelle n'est pas aussi automatisée que la programmation CAM CNC et qu'elle ne vous donne pas de représentation visuelle du modèle.

Niveau de compétence

En outre, il est important de prendre en compte le niveau de compétence de votre programmeur pour vous assurer qu'il ne se sent pas déconnecté de votre choix de langage de programmation CNC. Si l’opérateur ou le programmeur est certifié et possède un grand niveau d’expérience et de compétence, la programmation manuelle et conversationnelle serait idéale.

D'un autre côté, il est préférable d'opter pour la programmation CAM CNC s'ils ne sont que assez familiers avec le langage et les outils, mais pas très doués pour résoudre des problèmes mathématiques complexes.

Conclusion

At HFabrication, nous comprenons que la programmation CNC n'est pas la tasse de thé de tout le monde. Tout le monde veut des services CNC fiables, mais tout le monde n'est pas disposé à s'occuper des détails techniques. C'est pourquoi nous disposons d'une équipe de techniciens, de concepteurs et d'ingénieurs qualifiés qui s'engagent à vous aider à donner vie à la conception CNC de votre choix.

Puisque nous disposons des compétences et de la technologie, vous pouvez être tranquille en sachant que nous pouvons assumer le fardeau et fournir des produits de haute qualité. Contactez-nous simplement dès aujourd’hui pour tous vos besoins en programmation CNC.

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