CNC est un acronyme qui signifie Contrôle Numérique par Ordinateur. C'est un terme utilisé pour désigner soit la machinerie spécialisée automatisée (parfois appelée centres d'usinage) capable d'enlever de la matière d'une pièce brute (également appelée pièce de travail ou blank), soit le service qui réalise ces opérations d'usinage.
L'usinage CNC est un procédé de fabrication soustractive dans lequel on utilise des outils de coupe pour enlever la matière selon les besoins afin de former la pièce souhaitée. Cette approche contraste avec une technologie de fabrication additive, également appelée impression 3D, dans laquelle la matière est ajoutée couche par couche pour construire une pièce jusqu'à sa forme finale désirée, plutôt que d'enlever de la matière d'une pièce brute pour la générer.
Avant l'existence de tout type de contrôle automatisé de l'usinage, la création d'une pièce usinée sur mesure était réalisée manuellement sur un tour ou une fraiseuse par un machiniste. Le travail nécessitait des opérateurs avec un haut niveau de compétence capables de lire des plans, de prendre des mesures précises à l'aide d'instruments tels que des calipers et des micromètres, et de couper à plusieurs reprises la pièce jusqu'à obtenir une pièce finie avec les dimensions correctes. Plus les tolérances étaient strictes et plus le design était complexe, plus la tâche d'usinage devenait fastidieuse, ce qui limitait le débit et impactait les coûts. Les étapes visant à ajouter de l'automatisation au processus ont commencé à prendre une importance accrue pour les projets impliquant la production de composants de haute précision.
Contrôle Numérique par Ordinateur (CNC)
Le CNC a évolué à partir de systèmes antérieurs de contrôle numérique qui trouvent leurs origines au XIXe siècle, où, par exemple, du papier perforé était utilisé pour contrôler des pianos mécaniques. Les premiers programmes de contrôle numérique développés au milieu du XXe siècle reposaient sur l'utilisation de cartes perforées pour stocker le code d'instructions. Ce code a été nommé G-code, un nom reflétant la société responsable de son développement – Gerber Scientific Instruments.
À mesure que l'électronique et la technologie des semi-conducteurs ont évolué et progressé, des ordinateurs plus puissants dans des formats plus compacts ont été développés, permettant la création d'une programmation numérique plus sophistiquée. En s'appuyant sur la base du contrôle numérique, le CNC a pris forme et est devenu un mécanisme de contrôle plus puissant, adaptable et sophistiqué, capable d'offrir des étapes de processus hautement reproductibles et de surveiller la qualité de la pièce usinée pour garantir qu'elle respecte les tolérances dimensionnelles du design de la pièce programmée.
Le processus d'usinage CNC
Le processus d'usinage CNC peut être divisé en quatre étapes fondamentales :
Conception et création d'une représentation modélisée en CAD de la pièce souhaitée
Conversion des informations du modèle CAD pour générer un programme CNC
Initialisation ou mise en place de la machine CNC
Exécution du programme stocké pour réaliser l'opération d'usinage
Programmation CNC
Programmer une machine CNC pour des opérations de fraisage ou de tournage nécessite de comprendre comment créer du G-code et du M-code.
Le G-code représente le langage opérationnel du processus CNC. Les commandes utilisées ligne par ligne donnent des instructions sur la façon dont l'outil doit se déplacer dans la machine pour être en position correcte pour effectuer une opération de coupe. Pour que la programmation fonctionne correctement, il est nécessaire d'établir un référentiel fixe à trois axes afin qu'une commande de déplacement de l'outil vers un endroit spécifique le fasse par rapport à ce référentiel ou système de coordonnées.
Le M-code est le langage de commande de la machine pour le CNC. Il est utilisé pour activer ou désactiver certaines fonctions de la machine. Par exemple, il existe des commandes pour démarrer ou arrêter des programmes, pour faire tourner la broche dans le sens antihoraire ou horaire, ou pour activer ou désactiver le liquide de refroidissement. Lorsqu'il est utilisé conjointement avec le G-code, la programmation CNC génère une séquence automatisée d'étapes pouvant produire une pièce finie correspondant au modèle CAD original en dimensions et en tolérance souhaitée.
En savoir plus sur le G-code et le M-code dans nos articles liés ci-dessous.
Opérations CNC
Il existe plusieurs opérations spécifiques qui relèvent du contrôle numérique par ordinateur ou CNC. Les opérations les plus courantes sont le perçage, le fraisage et le tournage. D'autres types d'opérations incluent :
Broaching
Sciage
Affûtage
Rectification
Lappage
Pour en savoir plus sur les spécificités de ces opérations, consultez nos articles de synthèse sur la compréhension de l'usinage CNC et la compréhension du fraisage CNC.
Résumé
Cet article a présenté une brève discussion sur la signification du terme CNC, a donné un aperçu de l'évolution de la technologie à partir des formes antérieures de contrôle numérique, et a expliqué davantage le processus d'usinage CNC et le code de programmation sous-jacent utilisé pour contrôler les centres d'usinage. Pour en savoir plus sur l'usinage et le fraisage CNC, explorez nos autres articles liés listés ci-dessous.
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