Post on 30-Nov-2015
Chapitre 1
Règlage des MOCN
Ce chapitre expose une méthode rigoureuse destinée à guider le règleur dans ses choix.
Dans un premier temps, on réalise une modélisation géométrique des matériels mis en oeuvre. Le mo-dèle doit décrire la position de l’outil par rapport à la pièce, en fonction des dimensions de la machine et des outillages (porte pièce, porte outil)
Dans un second temps, on utilise ce modèle géométrique pour calculer les paramètres de règlage de la machine en fonction des défauts constatés à l’usinage de la pièce test.
La pièce test peut être remplacée par un échantillon de plusieurs pièces si on veut révéler l’effet de phénomènes aléatoires. Les défauts à corriger seront alors relatifs à la moyenne des dimensions me-surées sur les pièces de l’échantillon.
Surfaces visées =
Surfaces fabriquéesSF1 SF2
S1
S2
dimension fabriquée
Déplacements
Centres des zones de tolérances
programmésZ1
Z2
1
Modélisation géométrique
1. Modélisation géométrique
1.1. GénéralitésLe but de la modélisation est de représenter le matériel mis en oeuvre (les objets réels) par une image parfaite (virtuelle) qui représente sa géométrie.Cette représentation idéale ne traduit pas les petits défauts:
• les pièces sont considérées comme indéformables (la température et les efforts ne modifient pas leur géométrie);
• leur assemblage (liaisons) sont considérées sans jeu;Pour le problème du réglage on a besoin de représenter la position de l’outil par rapport à la pièce, telle que la machine l’aura calculée et telle que le programmeur l’aura exprimé dans son code.
1.1.1. Coordonnées programméesQu’est-ce que le programmeur doit décrire dans le code desti-né à la machine?
Pour décrire la géométrie à fabriquer sur la pièce (surfaces) le programmeur exprime la trajectoire d’un point de l’outil ainsi que sa vitesse de déplacement.Ce mouvement d’avance (directrice) combinée au mouve-ment de coupe (génératrice) générera une surface.Le point choisi sur la partie active de l’outil (T) pourra être le point générateur de la surface.Il exprime les coordonnées de ce point dans un repère lié à la pièce appelé repère programme (Opro X Z).L’origine du repère est choisie arbitrairement sur des surfaces caractéristiques de la pièce. Le pro-grammeur choisit généralement une position qui simplifie les calculs (exploitation d’une symétrie par exemple).
1.1.2. Déplacements effectuésLa machine calcule les déplacements à effectuer sur ses axes en fonction:
• de la trajectoire du point de l’outil (lue dans le programme)• de la position de l’origine programme par rapport aux surfaces de posage• des dimensions du porte pièce• des dimensions de la machine ( en référence )• des dimensions de l’outil et du porte outil
1.2. ParamètrageLes points caractéristiques utiles au paramètrage des dimensions des matériels sont nommés :
• OPCE & OPRO pour la pièce• OPP & OPOS pour le porte-pièce• O0 &OSO pour la machine• On & T pour l’outil et son porte-outil
To
oooo
o
oo
o
o1
2345
67
8
10
o9
OproZ
X
2
Modélisation géométrique
1.2.1. Définition des pointsLes points relatifs à la mise en position d’un matériel avec un autre doivent être définis de façon uni-voque sur leurs surfaces de liaison .
Pièce OPCE : origine «pièce» (sur les surfaces de posage avec le porte-pièce)OPRO : origine «programme» (choix arbitraire)Ej : Point programmé (N° j) correspondant à une position du point gé-nérateur de l’outil au cours de la trajectoire.
Porte pièce OPP : origine «porte-pièce» (sur les surfaces de liaison avec la machine)OPOS : origine «posage» (sur les surfaces de posage de la pièce)
Machine O0 : Origine «support des pièces» S0On : Origine «support des outils» Sn
= Position particulière du point On quand
la machine est en référence .
Les dimensions sont des constantes de
la machine, auxquelles s’ajoutent les déplace-
ments
Outil + Porte outil OPO : Origine «porte-outil»Ti : Point caractéristique de la partie active, dont on défini la tra-jectoire dans le programme d’usinage.
1.2.2. Assemblage des éléments Pièce & porte pièce : OPOS = OPCEPorte pièce & machine : O0 = OPPMachine & outil : On = OPO
OPRO
OPCEX
Z
Ej
OPP OPOSX
Z
OnO0
X
Z
Onréf
X
Z
Onréf
O0Onréf
OnréfOn
OPO
Ti
X
Z
Pièce
Porte-pièce
Machine en réf.
Dép
lace
men
ts
Outil
Ej
OPCEOPOS
OPP
Ti
OPO
O0On
réf
On
3
Modélisation géométrique
1.3. Mesure des jauges outilOn utilise un appareil de mesure appelé banc de préréglage pour identifier les dimensions du vecteur . Celui-ci est générale-ment équipé d’un dispositif de fixation de l’outil identique à celui que l’on trouve sur la machine. Ces surfaces de mise en position ma-térialisent le point .
Un équipement optique permet de situer le point sur la partie ac-tive de l’outil
1.3.1. Outils de tournage
Figure 1: Mesure des jauges. Tournage, tourelle arrière
Les jauges mesurées JXi et JZi sont des quantités positives. Dans la base liée au porte-outil, on aura :
. La position du centre de cercle de bec d’outil par rapport au point
Ti est défnie grâce au rayon de bec, et à l’orientation du vecteur (voir figure ci-dessus)
Dans le cas d’une interpolation non parallèle aux axes de la machi-ne les points Ti et Ej ne coïncident pas. La CN se charge de la cor-rection de rayon :
OPOTi
OPO
Ti
Ti
R
R
Orientation de ki dans la base (x,z)
01
1–11–
0
1–1–
01–
11–
10 1
1ki
OPOTi JXi– XPO⋅ JZi ZPO⋅–=
ki
Ti
Rnj
Ej-1
Ej
TiEj R ki⋅ R nj⋅–=
4
Modélisation géométrique
1.4. Postion relative outil / pièceLa position du point T de l’outil par rapport à la pièce (origine programme) est exprimée par les coor-données des vecteurs:
• si l’on se place du coté de la partie opérative
• si l’on se place du coté de la pièce
Pour exprimer le fait que la machine place l’outil N° i en position pour atteindre le point N° j on écrira
l’égalité : soit :
OPROTi
OPROEj
EjTi R nj⋅= OPROTi OPROEj R nj⋅+=
On
O0
X
Z
Onréf
Xij
Zij
OPRO
OPCE Ej
OPP OPOS
OPO
Ti
5
Paramètres influençant la position de l’outil
2. Paramètres influençant la position de l’outil
2.1. Décomposition
Projection dans la base en tournage, ou en fraisage
En tournage :
En fraisage :
2.2. Calcul effectué par la CN
La C.N. calcule ( nxj ; nyj ) , les coordonnées du vecteur en fonction du point précédent dans
la trajectoire, puis :
pièce porte pièce machine outil
OPROEj OPPOPOS+
constantes Pièce + PP constantes déplacementsjauges
OSPOSOréf OSO
réf OSO+(Jx Jz R)ou (L R)
OPROEj OPROOPOS OSPOSOréf OSO
réf OSO OPOTi TiEj+ + ++=
x z,( ) x y z, ,( )
xjzj
PxPz
MxMz
XijZij
JxiJzi
– Rikxi nxj–( )
kzi nzj–( )⋅+ + +=
xjyjzj
PxPyPz
MxMyMz
XijYijZij
Ri nxj⋅
Ri nyj⋅
Li
–+ +=
Ej 1– Ej
XijYijZij
xjyjzj
Ri nxj⋅
Ri nyj⋅
Li
Px Mx+
Py My+
Pz Mz+
–+=
Coordonnéesprogrammées Paramètres de règlage
Déplacementscalculés
6
Paramètres influençant la position de l’outil
2.3. Effet de la variation d’un paramètre de règlage : Exemple : jauge de longueur trop grande
La C.N. calcule :
Le déplacement est donc effectué à une coordonnée trop grande.
Règle générale en Z :
∆Li 0> Li mesurée Li réelle ∆Li+=
Zij zi Li réelle ∆Li+( ) Pz Mz+( )–+=
Zij
Dimension pièce due à trop grande
==> Diminuer la jauge
Zij
Li
7
Etude de cas typiques
3. Etude de cas typiques
3.1. Cas 1: Un outil usine plusieurs surfaces
df11 df12 df13
T1T1
T1
M.E.P.
8
Etude de cas typiques
3.2. Cas2: Plusieurs outils usinnent chacun une surface
df11 df22 df33
T1T2
T3
M.E.P.
9
Etude de cas typiques
3.3. Cas 3: Un outil usine des surfaces avec des normales opposées
df11
df12
n1 n2
n3 n4
df24
df23
T1E1 T1 E2
E3T2 E4 T2
PP
PP
10