La F.A.OLa Fabrication Assiste par

Ordinateur

Ecole Nationale dIngnieurs de Monastir

Dpartement Gnie Mcanique

Mihed ben said

2013/20141

Chapitre II : Les systmes FAO

Chapitre II : Les systmes FAOIntroduction

Un programme CN est la transcription, dans un langage comprhensible par ledirecteur de commande numrique dune machine, des oprations dusinage effectuer sur une pice.

Les diffrentes manires de programmer sont :

La programmation manuelle, La programmation assiste :

Soit conversationnelle par le DCN (sur la machine outil) Soit avec un langage daide la programmation APT (autamaticprogrammed tool).

La programmation automatique: utilisation dun logiciel de F.A.O (fabricationassist par ordinateur )

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Chapitre II : Les systmes FAOIntroduction

Classification des diffrentes mthodes de programmation enfonction des comptences du programmeur et de la complexit des

machines piloter

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Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation manuelle

La premire tape de la programmation consiste dterminer et organiser, partir de la gamme d'usinage, les donnes ncessaires au programme CN. Cesdonnes sont soit technologiques soit gomtriques.

Les donnes technologiques choix de la machine, des processus d'usinage,des outils et des conditions de coupe.

Les donnes gomtriques choix des paramtres dfinissant la trajectoire del'outil pour obtenir la forme dsire.

Le programmeur doit prsenter de manire chronologique toutes les oprationslmentaires. Ensuite, pour chaque squence d'oprations, il doit prciser lesdonnes technologiques correspondantes ainsi que les coordonnes des pointscaractristiques de la trajectoire de l'outil. Une fois ce travail termin, leprogrammeur est en mesure de rdiger le programme CN.

Programmation adquate pour raliser des pices en mode P PProgrammes CN simples

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Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation manuelle : Limites

Certaines tapes de la programmation manuelle ncessitent un effortimportant pour aboutir la rdaction du programme CN. Une des tapes laplus dlicate est le calcul des points caractristiques de la trajectoire desoutils pour des gomtries de pices o figurent des formes telles que lesraccordements, les arcs de cercle, voire mme des surfaces complexes.

Travail fastidieux et lent. Il est difficile de vrifier un programme CN et de trouver toutes les erreurs de

syntaxe ou de calcul. Cette tche devient absurde quand le programme CNa une taille importante.

Corriger le programme au pied de la machine Une immobilisation de la machine et une perte d'un temps prcieuxqui pourrait tre exploit pour la production.

Un atelier de fabrication peut tre quip de plusieurs machines ayant descontrleurs diffrents.

Le programmeur doit matriser toutes les fonctions de chacune desMOCN.

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Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation assiste conversationnelle

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Le but de la programmation conversationnelle est de permettre un oprateurde crer un programme pice directement au pied de sa machine, sans avoirrecours au langage machine cod en ISO.

Dans ce mode, llaboration de la gomtrie de la pice et la gnration destrajectoires doutils font essentiellement appel des fonctions graphiques(pages crans) et des menus droulants.

Le logiciel rsident dans la CN (PROCAM) : en utilisant le pupitre de la CN: cration, modification, visualisation,simulation d'un ou plusieurs programmes pices pendant que la machineusine une pice dfinie par un autre programme en mmoire. La programmation de fichiers divers. La programmation est faite en temps masqu La CN convertit le programme en langage ISO.

MAIS lutilisation du pupitre de la machine ncessite la prsence d'unprogrammeur sur le site au cours de la production.

Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation assiste : Systme APT

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Il est clair que l'aide de l'ordinateur peut apporter normment en gain detemps de prparation de la fabrication pour mieux exploiter la MOCN. Denombreux systmes d'aide la programmation CN (programmation CNassiste par ordinateur) ont t dvelopps. Dans la majorit de ces systmesun langage volu (APT) plutt que le code G est utilis pour indiquer l'ordinateur comment la pice va tre usiner.

Un processeur traduit le langage source APT en un programme CN et fait laplupart des calculs ncessaires pour dcrire la trajectoire des outils.Cependant, des erreurs peuvent subsister jusqu' ce que le programme CNsoit corrig sur la machine.

Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation assiste : Avantages et inconvnients

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Limplication de l'ordinateur dans l'aide la programmation prsente denombreux avantages : Rduction du calcul manuel pour la dtermination des points

caractristiques de la trajectoirelimination de nombreuses erreurs.

Un ensemble d'actions peut tre programm avec moins de commandesun programme plus court et plus facile grer.

Un langage volu est certes plus facile apprendre et programmer. Ceciest particulirement important quand l'atelier est quip de CN diffrentes

Simplification de la gnration du programme CN puisque le programmeurutilise le mme langage pour toutes les pices indpendamment de lamachine utilise.

Mais le programmeur doit convertir les informations gomtriques (dessin dedfinition) une autre (langage APT), ce qui est une source d'erreurs nonngligeable.

Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation automatique

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Dans un systme de programmation automatique, l'oprateur peut exploiterdirectement les possibilits offertes par l'ordinateur travers une interfacegraphique. Il peut ainsi dcrire la gomtrie sous forme de points, de lignes,d'arcs de cercle, etc. comme dans un dessin de dfinition, plutt que de latraduire en une reprsentation textuelle.

L'utilisation de l'interface graphique permet aussi de visualiser la trajectoire desoutils et donc une vrification rapide du programme vitant ainsi descorrections coteuses au pied de la machine.

Les fonctionnalits de programmation automatique sont fournies par lessystmes de fabrication assiste par ordinateur (FAO).

Chapitre II : Les systmes FAOLa programmation automatique: Avantages

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Les systmes FAO permettent l'utilisateur de dfinir rapidement lagomtrie de la pice.

Gain important de productivit Les systmes FAO permettent la visualisation de la trajectoire des outils sur

un cran graphique et la correction des erreurs avant excution sur lamachine.

La visualisation des trajectoires d'outils peut tre utilise, non seulement,pour vrifier les collisions entre l'outil et la pice, mais aussi entre l'outil etles lments de bridage.

le contrle de collision dans les systmes FAO offre unefonctionnalit qui n'existait pas avant.

L'utilisation des donnes gomtriques de la pice issues dune conceptionassists par ordinateur (CAO) permet d'viter toute retranscription de cesdonnes et de faciliter la prise en compte de tout changement dans laconception de la pice

Chapitre II : Les systmes FAODessin de la

piceGamme

dusinage Modlisation de la pice

Donnesnumriques

Conversationnelle

Saisie au pupitre

Programmation assiste par la CN

Programme charg et oprationnel

ChargementChargement

Prprocesseur

Choix dune MOCN

Post-processeur

Traitement

Programmation assiste centralise sur systme

informatique Langagevolu

aideaucalculetauchoixdesconditionopratoire

Programme

EtapesautomatiquelextrieurdelaMOCN

Programme

Calculs

Rdaction

Edition

Programmation manuelle

Etapesmanuelles

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Chapitre II : Les systmes FAODfinitions dun systme FAO

Un systme FAO est un modle qui permet la gnration des parcours doutilen vue dusiner une pice. Il ne concerne pas seulement les procdsclassiques tels que le fraisage et le tournage. On peut ajouter llectrorosion fil, le dcoupage laser, le poinonnage commande numrique, le dfonagedu bois, le soudage et mme le contrle dimensionnel.La dmarche suivre est donne par la figure suivante

Deux configurations des systmes FAO : systmes interfacs et systmesintgrs.

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CAO Gnration de gamme

FAO DNCMOCN1

MOCN2

Etude Mthode Atelier

ProgCN

Gomtrie et processus Gomtrie

Chapitre II : Les systmes FAOSystmes FAO intgrs

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Le systme intgre la fois les fonctionnalits du CAO et de la FAO. Il nestpas ncessaire de faire des transferts des donnes. En effet, la base dedonnes gomtriques sur laquelle la FAO travail est la mme que pour laCAO. Dans ce cas, une fois la conception est ralise, lutilisateur peut accderdirectement aux fonctionnalits de la FAO.

Exemples TopSolid/TopCam, Pro-E, Catia, SMARTCAM, etcAvantages

Utilisation du code natif Pas de perte dinformation Suivi des modifications CAO - FAO Corruption des fichiers dchange vite

Dsavantages Systmes dispendieux (ralit changeante toutefois) Assujettissement de la dmarche lvolution dun seul logiciel

Chapitre II : Les systmes FAOSystmes FAO interfacs

La FAO constitue un module spar. Le passage de la CAO vers la FAO doittre ralis en utilisant une interface normalise type IGES, STEP, VDAPour que le fabriquant puisse modifier la gomtrie, il dispose dun certainnombre de fonctionnalit de CAO mais ne reprsente pas la mme richesseque lon trouve sur le systme de CAO.

Exemples MasterCam, Surfcam, DelCAM, Vericut, etcAvantages

Systmes souvent plus perfectionns et flexibles que les modulesintgrs

Indpendance relative des diffrentes tapes de la FAO Moins couteux

Dsavantages Ncessit dun fichier dchange perte dinformation possible dans cet

change rparation de fichier change ou erreur gnre Pas encore de fichier dchange compatible tous les systmes (DXF,

IGES, STEP, STL)

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Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO

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ProgrammeCN

BD Technique Prprocesseur Processeur Post-processeur

Gomtrie Programme CL File

FAO

Systme FAO 3 modules

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Prprocesseur

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Le prprocesseur joue le rle dun CAO lintrieur de la FAO seulement dupoint de vue fonctionnalit mais il est loin du point de vue performance etrichesse de fonction. Il est plutt destin crer des gomtries utiles pourlusinage, donc pour des modifications complexes, il est plutt utile de recourir une CAO. Lavantage majeur du systme intgr cest lunicit de la base dedonnes, toutes les modifications peuvent tre visible pour tous les acteurstravaillant sur le produit.

Accs Direct la BD

Cration de la gomtrie

Processeur

Conversion

GomtrieCAOAccs par interface

(STEP, IGES..)

Prprocesseur

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (1/6)

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Le processeur a comme fonction d'aider l'utilisateur dterminer tous lesparamtres ncessaires la gnration du CLfile.

Gomtrie

Trajectoire doutil

Post-processeur

Simulation

APTCL FilePrprocesseur

Processeur

Utilisateur

Interactive

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (2/6)

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Filaire

Processeur FAO

Atelier ou module 2D fraisage

Fraisage 3 axes

Fraisage 5 axes

Tournage 2 axes

Electrorosion fil

Surfacique et volumique Filaire

Cration de la trajectoire doutil

Oprations dusinage: Perage Surfaage Contournage Poche Autre : rainurage

fraisage hlicodale

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (3/6)

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Cration de la trajectoire doutil Arborescence simplifie

Sous- Phase unique Slection dune seule machine et post-processeur

Sous-Phases multiples Slection dun rfrentiel par sous-phase Opration dusinage Slection dun outil

Dfinition dune opration Type de lopration (perage, surfaage, vidage de poche) Outil de coupe (outil mont ou assembl) Gomtrie usiner Stratgie dusinage (type, paramtres radiaux, axiaux) Paramtres dusinage (Vc, Va en usinage, en approche, en plonge) Trajectoires dentre et de sortie

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (4/6)

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Cration de la trajectoire doutilModule fraisage : opration de surfaage

Paramtres: Dpassement latrale Dpassement sens de lavance Recouvrement des passes Stratgie dusinage

Cration de la trajectoire doutilModule fraisage : opration de contournage

Paramtres: Type: 2D ou rampe Prises de passe axiales et radiales Paramtres bauche et finition Type de correction

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (5/6)

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Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Processeur (6/6)

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Techniques de simulation Vrification visuelle de la trajectoire de loutil gnre Simulation du programme

Simulation filaire: affichage dela pice finie, de loutil, du porte outil

Simulation solide : affichage du brut ,de loutil, du porte outil, machine

Chapitre II : Les systmes FAOStructure dun systme FAO : Post -processeur

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Le rle du Post-Processeur consiste traduire, en fonction du type ducontrleur de la MOCN, le programme APT pour gnrer le programme CN. Ceprogramme est ensuite tlcharg dans la mmoire de la CN de la MO.Dans un atelier quip de plusieurs MOCN, il n'est pas rare d'avoir descontrleurs de MOCN diffrents. Pour cela un systme FAO doit disposerd'autant de Post-Processeurs que de contrleurs diffrents.

APTCL File

Post-Processeur 1

MOCN

ProgCNProcesseur

PostProcesseur

Utilisateur

Post -Processeur 2

Post- Processeur n

Chapitre II : Les systmes FAOEtape dune FAO

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Cration ou saisie dun modle 3D

Fichier dchange sur systmes interfacs

Trajectoires doutil sur logiciel ou module FAO, cration dun CLfile(cutter location file) en langage APT

Interprtation directe si compilateur APT (rare, cas de SmartCam)

Post-processeur pour convertir en code G (courant sur MOCN moderne)

Transfert la machine du programme complet