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3.1 Principes de base
Systèmes de mesure de déplacement et marques de référence
Des systèmes de mesure installés sur les tables des machines mesurent les positions des axes ou de l'outil. Les axes linéaires sont généralement équipés de systèmes de mesure linéaire, les plateaux circulaires et axes inclinés de systèmes de mesure angulaire.
Lorsqu'un axe de la machine se déplace, le système de mesure correspondant génère un signal électrique qui permet à la TNC de calculer la position effective exacte de cet axe.
Une coupure d'alimentation provoque la perte de la relation entre la position de la table de la machine et la position effective calculée.
Pour rétablir cette relation, les systèmes de mesure incrémentaux possèdent des marques de référence. Lors du passage sur une marque de référence, la TNC reçoit un signal identifiant un point d'origine fixe. Ainsi la relation entre la position effective et la position actuelle peut être rétablie. Sur les systèmes de mesure linéaire équipés de marques de référence à distances codées, il suffit de déplacer les axes de la machine de 20 mm au maximum et, sur les systèmes de mesure angulaire, de 20°.
Avec les systèmes de mesure absolue, une valeur absolue de position est transmise à la commande à la mise sous tension.
Ainsi, sans déplacer les axes de la machine, la relation entre la position effective et la position des chariots est rétablie immédiatement après la mise sous tension.
Système de référence
Un système de référence permet de définir sans ambiguïté les positions dans un plan ou dans l’espace. Les données d'une position se réfèrent toujours à un point fixe et sont définies par leurs coordonnées.
Dans un système orthogonal (système cartésien), les axes X, Y et Z définissent les trois directions. Les axes sont perpendiculaires entre eux et se coupent en un point : le point zéro. Une
coordonnée indique la distance par rapport au point zéro, dans l’une de ces directions. Une position est ainsi définie dans le plan avec deux coordonnées, et dans l’espace avec trois coordonnées.
Les coordonnées qui se réfèrent au point zéro sont appelées coordonnées absolues. Les coordonnées relatives se réfèrent à une autre position au choix (point d'origine) dans le système de coordonnées. Les valeurs des coordonnées relatives sont aussi appelées valeurs de coordonnées incrémentales.
Principes de base 3.1
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Système de référence sur les fraiseuses
Pour l’usinage d’une pièce sur une fraiseuse, le système de référence est généralement le système de coordonnées
cartésiennes. La figure de droite illustre la relation entre le système de coordonnées cartésiennes et les axes de la machine. La règle des trois doigts de la main droite est un moyen mnémotechnique : le majeur dirigé dans le sens de l’axe d’outil indique alors le sens Z+, le pouce indique le sens X+, et l’index le sens Y+.
La TNC 620 peut piloter jusqu'à 5 axes en option. Des axes auxiliaires U, V et W, parallèles aux axes principaux X, Y et Z peuvent équiper les machines. Les axes rotatifs sont désignés par A, B et C. La figure en bas à droite montre la relation des axes auxiliaires et rotatifs avec les axes principaux.
Désignation des axes sur les fraiseuses
Désignation des axes X, Y et Z de votre fraiseuse : axe principal (1er axe), axe secondaire (2ème axe) et axe d'outil. La désignation de l'axe d'outil permet de déterminer l'axe principal et l'axe secondaire.
Axe d'outil Axe principal Axe secondaire
X Y Z
Y Z X
Z X Y
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Coordonnées polaires
Quand le plan d’usinage est coté en coordonnées cartésiennes, vous élaborez votre programme d’usinage également en coordonnées cartésiennes. Dans le cas d'arcs de cercle ou de données angulaires, il est souvent plus simple de définir les positions en coordonnées polaires.
Contrairement aux coordonnées cartésiennes X, Y et Z, les coordonnées polaires ne définissent les positions que dans un plan. Les coordonnées polaires ont leur origine sur le pôle CC (CC
= de l'anglais circle center: centre de cercle). Une position dans un plan est définie clairement avec les données suivantes :
Rayon des coordonnées polaires : distance entre le pôle CC et la position
Angle des coordonnées polaires : angle formé par l’axe de référence angulaire et la droite reliant le pôle CC à la position Définition du pôle et de l'axe de référence angulaire
Le pôle est défini par deux coordonnées en coordonnées
cartésiennes dans l'un des trois plans L’axe de référence angulaire pour l’angle polaire H est ainsi clairement défini.
Coordonnées polaires (plan) Axe de référence angulaire
X/Y +X
Y/Z +Y
Z/X +Z
Principes de base 3.1
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Positions absolues et incrémentales de la pièce
Positions absolues de la pièce
Quand les coordonnées d’une position se réfèrent au point zéro (origine), celles-ci sont appelées coordonnées absolues. Chaque position sur une pièce est définie clairement par ses coordonnées absolues.
Exemple 1 : trous en coordonnées absolues :
Trou 1 Trou 2 Trou 3
X = 10 mm X = 30 mm X = 50 mm
Y = 10 mm Y = 20 mm Y = 30 mm
Positions incrémentales de la pièce
Les coordonnées incrémentales se réfèrent à la dernière position programmée qui sert de point zéro (fictif) relatif. Lors de l’élaboration du programme, les coordonnées incrémentales indiquent ainsi le déplacement à effectuer entre la dernière position nominale et la suivante. Cette cotation est également appelée cotation en chaîne.
Une cote incrémentale est signalée par la fonction G91 devant l’axe.
Exemple 2 : trous en coordonnées incrémentales Coordonnées absolues du trou 4
X = 10 mm Y = 10 mm
Trou 5 se référant à 4 Trou 6, par rapport à 5
G91 X = 20 mm G91 X = 20 mm
G91 Y = 10 mm G91 Y = 10 mm
Coordonnées polaires absolues et incrémentales
Les coordonnées absolues se réfèrent toujours au pôle et à l'axe de référence angulaire.
Les coordonnées incrémentales se réfèrent toujours à la dernière position d’outil programmée.
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Sélectionner un point d'origine
Un point caractéristique servant de point d'origine absolue (point zéro), en général un coin de la pièce, est indiqué sur le plan de la pièce. Pour initialiser le point d'origine, vous alignez d’abord la pièce sur les axes de la machine, puis sur chaque axe, vous amenez l’outil à une position donnée par rapport à la pièce. Dans cette position, initialisez l’affichage de la TNC soit à zéro, soit à une valeur de position connue. La relation de la position de la pièce avec le système de référence est ainsi créée. Celle-ci est valable pour l'affichage de la TNC et le programme d'usinage.
Si le dessin de la pièce fournit des points d'origie relatifs, utilisez simplement les cycles de conversion des coordonnées (voir Manuel utilisateur Cycles, Cycles de conversion des coordonnées).
Quand la cotation du plan de la pièce n’est pas orientée CN, choisissez comme point d'origine une position ou un coin qui servira à déterminer le plus facilement possible les autres positions de la pièce.
L'initialisation des points d'origine à l'aide d'un palpeur 3D
HEIDENHAIN est particulièrement facile. Voir Manuel d'utilisation, programmation des cycles "Initialisation du point d'origine avec les palpeurs 3D".
Exemple
La figure de la pièce montre des perçages (1 à 4) dont les cotes se réfèrent à un point d'origine absolu de coordonnées X=0 Y=0. Les trous (5 à 7) se réfèrent à un point d'origine relatif de coordonnées absolues X=450 Y=750. A l'aide du cycle DECALAGE DU POINT ZERO, vous pouvez décaler provisoirement le point zéro à la position X=450, Y=750 pour pouvoir programmer les trous (5 à 7) sans avoir à faire d'autres calculs.