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u cours du processus de mise en œuvre d’une machine-outil à commande numérique, la mesure des jauges outils constitue le dernier

maillon de la chaîne numérique. En bouclant celle-ci, le système sera en mesure de piloter le point généra-teur (Pg) de l’outil par rapport à l’origine programme, lorsque le cycle d’usinage sera lancé. Après avoir montré dans le numéro précédent comment position-ner l’origine programme, nous présentons ici ce que l’élève doit savoir pour situer le point générateur de l’outil par rapport à l’origine porte-outil.

Le principeLe point générateur de l’outil est le point que va pilo-ter le programme lors de son exécution. C’est le point qui va générer la surface usinée. Afin de renseigner le système sur sa position exacte, il est nécessaire de mesurer la dimension de l’ensemble outil/porte-outil ou plus précisément la distance entre l’origine porte-outil et le point générateur de l’outil. Pour cela, on utilise un banc de préréglage, même s’il est possible de mesurer ce paramètre directement sur la machine. En effet, d’un point de vue industriel, une machine de production ne doit pas devenir une interface de réglage, car elle deviendrait improduc-tive pendant la durée de la manipulation.

La manipulationL’élève doit mesurer les composantes du vecteur jauge sur le banc de préréglage 1 . Comme tout appareil de mesure, ce banc doit être étalonné régulièrement, afin de fournir des mesures le plus fidèles possible – mais cette tâche n’incombe pas aux élèves.

Pour obtenir la dimension de l’ensemble outil /porte-outil, il faut le placer sur le banc et relever la dimension affichée par ce dernier. Selon la technologie des appareils, la dimension peut être obtenue par palpage de la partie active de l’outil et lecture sur des petits afficheurs solidaires des règles de mesure, ou, pour les bancs à caméra, en déplaçant les chariots pour venir afficher le profil de l’outil dans l’écran, et en plaçant la partie active de l’outil de façon qu’elle soit tangente aux axes horizontal et vertical visibles dans la fenêtre 2 . On relève ensuite les valeurs affichées sur le pupitre ou à l’écran. Avec un banc de préréglage complètement automatisé, il suffit de placer l’ensemble outil/porte-outil et d’appuyer sur « Départ cycle » pour que l’appareil trouve seul la partie active de l’outil et donne les composantes du vecteur jauge.

Dans ce e volet de notre série sur l’épreuve d’ESTI du

baccalauréat, nous nous attacherons à détailler les

connaissances nécessaires au candidat pour traiter l’étape

de définition du point générateur de l’outil. Rappelons

que cette série a pour but d’aider les professeurs de génie

mécanique productique débutants à construire leurs séquences

d’enseignement en terminale STI.

PRÉPARER L’ÉPREUVE D’ESTI

Définition du point générateur de l’outilWILLIAM FOURMENTAL, LIONEL HUGUES[1]

[1] Professeurs de génie mécanique productique au lycée Gustave-Eiffel de Cachan (94).

mots-clés lycée technologique, machine, outil et méthode, productique, usinage

A

1 Un élève mesurant les composantes du vecteur jauge sur un banc de préréglage

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J A N V I E R - F É V R I E R 2 0 0 9 T E C H N O L O G I E 1 5 9 41

On peut alors transférer par le réseau les valeurs relevées vers le registre adéquat du directeur de commande de la machine-outil, ou, en l’absence de logiciel de transfert, saisir ces valeurs directement sur le pupitre de la machine.

En fraisage, il faut relever la longueur des outils et le rayon. Cela dit, le rayon n’est pas nécessaire pour les outils pilotés au centre (forets, tarauds, fraises à surfacer).

En tournage, on relève les dimensions suivant X et Z, et on doit aussi renseigner le système sur la valeur du rayon de bec d’outil (rε), que l’on trouve dans les catalogues des fabricants, ou sur la boîte de conditionnement des plaquettes, ou encore en le mesurant par comparaison sur certains bancs de préréglage 3 . Pour finir, il faut déclarer l’orienta-tion du centre de nez d’outil (voir en encadré).

Les conséquencesLe point générateur de l’outil est reconnu par le directeur de commande. Sur la chaîne vectorielle, nous avons mis en place les composantes du vecteur Pg Opo 4 7 . La position du point courant (Pg) peut maintenant être observée par rapport à l’origine mesure 5 8 ou par rapport à cette nouvelle origine 6 9 . Pour faire le lien entre les figures « chaîne vectorielle », et « affichage sur écran NUM », nous avons représenté les composantes du vecteur Pg Opo par la lettre J (pour Jauge).

2 La mesure d’un outil à charioter sur banc à caméra

3 La mesure du rayon de bec d’un outil de tournage sur un banc de préréglage (ici, rε = 0,8 mm)

Remarques : ● Sur les captures d’écran 5 6 8 9 , nous sommes dans le cas où l’on vient d’appuyer sur « Départ cycle » en mode continu à un instant t.● Sur la figure 4 , seule la composante en Z du vecteur jauge est représentée, car le rayon n’est sollicité que dans le cas d’une correction normale au profil.● Sur les figures 4 et 7 , seuls les vecteurs représentés en rouge sont mis en place lors de l’étape présentée, les vecteurs en bleu l’ayant été lors des étapes antérieures à l’introduction des jauges outils dans le DCN.

ConclusionMaintenant que le point générateur est situé, la boucle machine est fermée. Il reste à télécharger le programme d’usinage et à réaliser la mise en position et le maintien en position d’une pièce d’essai afin de procéder à l’usinage. Nous verrons ces ultimes étapes au cours des deux prochains épisodes de notre série.

© D. R.

© D. R.

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CONT J.ILL / CYCLE

PT COUR/OM DELTA POURSUITE

X - 110.575 + 0 +3

Y - 37.614 + 0 +2

Z - 179.812 - 47.8 +2

PREF : X -261.16 Y -312.874 Z -647.238

DEC1 : X -43.482 Y +88.513 Z +95.620

5 Fraisage : l’affichage sur écran Num du Pg/Om, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

CONT J.ILL / CYCLE

PT COUR/OP DELTA POURSUITE

X + 194.067 + 0 +3

Y + 186.747 + 0 +2

Z + 371.806 - 47.8 +2

PREF : X -261.16 Y -312.874 Z -647.238

DEC1 : X -43.482 Y +88.513 Z +95.620

6 Fraisage : l’affichage sur écran Num du Pg/OP, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

4 Fraisage : la chaîne vectorielle, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

ZO

pp

PREFy Y

PT

CO

UR

/ O

Mz

Z

YOpp

Opp

DEC

1 z

Z

YOP

Opo

OP

PR

EFz

Z

PT

CO

UR

/ O

Pz

Z

YOm

OmNez de broche

Pièce

Porte-pièce

Brut

Point

générateur

(Pg)

Ensemble

outil/porte-outil

PT COUR / OPy Y PT COUR / OMy YDEC1y Y

ZO

m

J Z

Om

OP

PREFz. Z

PR

EF

x .X

PT

CO

UR

/ O

Px

X

J x

X PR

EFx

XPT

CO

UR

/ O

Mx

X

Jz Z

PT COUR / OMz ZPT COUR / OPz ZDEC1z Z

PREFz Z

ZOmOm

XO

m

XO

pp

XO

P

Tourelle porte-outils

Pièce Brut

Point

générateur

(Pg)

Porte-pièce

Ensemble outil/porte-outil

7 Tournage : la chaîne vectorielle, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

ZOpp = ZOP

OP

Opp

Opo

J A N V I E R - F É V R I E R 2 0 0 9 T E C H N O L O G I E 1 5 9 4 3

CONT J.ILL / CYCLE

PT COUR/OM DELTA POURSUITE

X - 314.269 - 37.4 +3

Z - 78.112 - 127.8 +2

PREF : X -383.592 Z -467.210

DEC1 : X +0 Z +94.700

8 Tournage : l’affichage sur écran Num du Pg/Om, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

9 Tournage : l’affichage sur écran Num du Pg/OP, OP positionnée, ensemble outil/porte-outil monté

CONT J.ILL / CYCLE

PT COUR/OP DELTA POURSUITE

X + 69.323 - 37.4 +3

Z + 269.228 - 127.8 +2

PREF : X -383.592 Z -467.210

DEC1 : X +0 Z +94.700

Définition de l’orientation du centre de nez d’outilLes composantes des vecteurs jauges outils sont

mesurées sur les arêtes coupantes des outils et

sont parallèles aux axes de la machine. Dans le cas

d’une trajectoire non parallèle à l’un des axes, la

connaissance du rayon d’outil et de son orientation

est nécessaire à la machine pour qu’elle apporte une

correction normale au profil pièce.

Le point de coupe théorique étant Pg , à l’appel

de la correction de rayon d’outil (G41 ou G42), le

système effectue une translation de vecteur Pg C

puis applique le vecteur correcteur de rayon R (égal

au rayon de bec) normal au profil. Sur les directeurs

de commande Num, le sens et la direction du vecteur

Pg C sont définis par un code de C0 à C8 introduit au

clavier dans le registre adéquat pour chaque outil.

Sur la figure a , l’outil est en position C1 ; les autres

positions sont données par le cadran b .

C1 C2 C3

C4

C5 C6 C7

C8 C0

a Une correction normale au profil

b Le cadran des codes C