GENERALITES SUR LES MACHINE A COMMANDE NUMERIQUE

Rénovation et mise à niveau d’un micro tour à commande numérique type- JEULIN-181039-

GENERALITES SUR LES MACHINE A COMMANDE NUMERIQUE

La commande numérique (CN) est une technique utilisant des données composées de codes alphanumériques pour représenter les instructions géométriques et technologiques nécessaires au fonctionnement d’une machine ou d’un procédé. C’est aussi une méthode d’automatisation des fonctions de la machine, dont la caractéristique principale est qu’elle s’adapte très facilement aux différents travaux et que, à ce titre, la commande numérique est l’un des meilleurs exemples de la pénétration du traitement de l’information dans les activités de fabrication. Les travaux menés par Falcon et Jacquard à la fin du XVIIIe siècle montrent qu’il est possible de contrôler les mouvements d’une machine à l’aide d’informations transmises par une boîte en carton perforé. Leur métier à tisser 1805 fut le premier équipement à être équipé de cette technique et, de ce point de vue, il peut être considéré comme l’ancêtre de la commande numérique.

En 1947, à Traverse City, au Michigan, John Parsons fabrique des pales d’hélicoptère par reproduction pour l’US Air Force. Pour façonner ses gabarits, il utilise une méthode de perçage de plusieurs centaines de trous très rapprochés pour approcher le profil théorique. L’emplacement et la profondeur de chaque trou sont calculés avec précision par un ordinateur carte perforée IBM. L’état de surface est obtenu par polissage manuel. Mais lorsque l’US Air Force confie aux mêmes personnes la production de pièces de forme encore plus complexes pour son futur avion supersonique, elle se rend compte que sa méthode est trop approximative et que seul un usinage continu en 3 dimensions pourra donner satisfaction. Au printemps 1949, il confie au Massachusetts Institute of Technology (MIT) le développement d’entraînements capables de piloter une machine recevant des instructions intermittentes d’un lecteur de cartes. Cette machine, prototype de fraiseuse à broche verticale Cincinnati, conçue pour effectuer des mouvements simultanés sur 3 axes, a été officiellement présentée en septembre 1952 au Laboratoire des Servomécanismes du MIT. L’information mathématique étant la base du concept, elle est appelée commande numérique.

PESENTATION DE MICRO-TOUR

Dans ce chapitre on va donner une définition de micro tour type JEULIN 2 C.E puis, présenter la machine avec ses déférentes composantes mécaniques et électroniques avec des explications pour chaque composante. La machine que nous avons étudiée est un dispositif où l’on peut fixer une pièce cylindrique qui va tourner sur elle-même pour être usinée. Un micro tour c’est une machine outils à commande numérique doit pouvoir déplacer son outil suivant deux axes: parallèlement à l’axe de rotation de la broche (ce qui tient la pièce à usiner) par déplacement du traînard et transversalement par déplacement du chariot. Les déplacements obliques peuvent se faire par combinaison de ces deux mouvements. Ces déplacements sont réalisés par des moteurs qui entraînent les éléments mobiles à l’aide d’un système vis écrou. Pour faciliter les mouvements on utilise des glissières suivant les deux axes de déplacement. Pour donner des valeurs de déplacement précis le micro tour utilise des moteurs pas à pas, ces moteurs sont pilotés par un programme informatique en langage ISO.

Relais

Un relais électromécanique est un organe électrique permettant de dissocier la partie puissance de la partie commande : il permet l’ouverture et la fermeture d’un circuit électrique par un second circuit complètement isolé (isolation galvanique) et pouvant avoir des propriétés différentes. La fonction première des relais est le plus souvent de séparer les circuits de commande des circuits de puissance à des fins d’isolement, par exemple pour piloter une tension ou un courant élevé, à partir d’une commande plus faible, et dans certaines applications, assurer aussi la sécurité de l’opérateur. On peut les utiliser aussi pour créer des fonctions logiques adaptées, comme ce fut le cas pour les premiers ordinateurs ou dans les flippers. C’est toujours le cas également dans beaucoup de postes d’aiguillages, conçus avant les années 1990. Les relais furent utilisés en très grande quantité dans les systèmes de commutation téléphonique électromécanique RTC ; ils le sont toujours, mais dans une moindre mesure car remplacés par de l’électronique et de l’informatique, dans les commutateurs actuels. La durée de vie des relais électromagnétiques bas de gamme est relativement réduite en raison de l’usure des contacts lors de commutations répétées. Mais il existe des solutions pour en prolonger sa durée de vie1. Certains relais sont conçus et testés pour supporter au minimum 10 millions de manoeuvres. Leur longévité est souvent supérieure à 50 ans en service, sans qu’il soit possible de dire précisément combien de manoeuvres ils ont accompli.

Réparation Pour la réparation on a commencé par le moteur de la broche. Après des tests et des recherches on à trouver que le moteur de la broche est alimenter par un courant continue. Cet essai a été réalisé au niveau du laboratoire d’électronique où on a utilisé un générateur tension-courant. La rotation de la broche a commencée pour une tension de 50 V de courant continue jusqu’à une tension de 170 V (c’est la valeur maximum pour donne une vitesse de rotation de 3000 tr/min). La Figure suivantes montre le générateur utilisé pour tester le moteur de la broche Figure 4.6 Générateur de courant Après cette opération on a conclu que le moteur marche bien mais le défaut c’est dans le variateur de vitesse qui ne permet pas le passage de courant a cause de la carte d’aquisition (la carte qui commande la partie opérative ), donc le circuit de variateur reste ouvert. D’où on à démonté le cablde qui commande le variateur de vitesse pour commander le potentiometre manuellement et on va le relié avec les deux autre cable de variateur pour que le circuit reste fermé. La figure 4.5 représente le branchement de l’ancien cablage de variateur de vitesse ainsi que la carte (aquisition-commande) a éliminée.

CONCLUSION GENERALE

Ce travail de mémoire de fin d’étude est élaboré dans le but d’étudier et de diagnostiquer et essayer de mettre en marche un ancien banc d’essai MICRO-TOUR à commande numérique qui se trouve au laboratoire de mécanique. Dans ce contexte, ce travail à été divisé en deux partie ;la première partie est une étude bibliographique sur la technologie des MOCN (Machine-Outil à Commande Numérique ) et l’historique de commande numérique ainsi que sur la programmation de ce type de machines et les déférentes types des MOCN ,l’utilisation des MOCN et on à terminer par la présentation de l’ancien banc d’essais à commande numérique. La deuxième partie c’est le fond de notre travail elle à été dédié à la rédaction de nouveau cahier de charges surtout dans la partie commande et la rénovation de l’ancien système de commande. Ainsi que l’installation des déférent logiciel utilisé dans notre PC, et la configuration de GRBL et la carte ARDUINO. A la fin On à terminer par la conception des déférents composants opérative et un test d’usinage sur l’aluminium. en perspective on peut faire la modélisation complète et l’assemblage des déférents composants de la machine pour la reconstruction de nouvelle machine avec nouvelle solutions technologiques par exemple la commande de moteur de la broche par logiciel GCODE SENDER.

Table des matières

INTRODUCTION GENERAL
CHAPITRE1
1.1 Introduction
1.2 Historique
1.3 Domaines d’utilisations
1.4 Définitions des MOCN
1.5 Structure d’une MOCN
1.5.1 Partie opérative
1.5.2 Partie commande
1.6 Les différents types des MOCN
1.7 Principe de fonctionnement des MOCN
1.8 Classification des Machine-Outil a Commandes Numérique
1.8.1 Classification selon le mode de fonctionnement
1.8.2 Classification selon le nombre d’axes
1.8.3 Classification selon le mode d’usinage
1.9 Les origines des systèmes de coordonnées
1.10 Géométrie des outils et décalage de l’origine
1.10.1 Décalage de l’origine machine
1.10.2 Géométrie des outils
1.11 Programmation de commande numérique :
1.11.1 Définition
1.11.2 Structure générale d’un programme
1.11.3 Langage de la programmation
1.12 Conclusion :
CHAPITRE 2
2.1 Introduction
2.2 Définition
2.3 Caractéristique
2.4 Les déférentes composantes de la machine
1 l’ensemble broche-moteur (Mandrin)
2 Porte outils
3 le capteur de fin de course
4 Capteur de sécurité
5 Moteur pas à pas
6 Accouplement
7 Tige filetée
8 Le trainard
9 Le chariot
10 Capot
11 Relais
12 Carte de transformation de courant électrique
13 Condensateur
14 La carte d’acquisition
15 Transformateur
16 Arrêt programme
17 Variateur de vitesse
18 Déplacement outil/pièce
19 Voyant témoin d’alimentation
20 Arrêt d’urgence
21 Barreaux d’aluminium :
22 clés de mandrin
23 Les outils d’usinage
24 La carte interface de liaison tour-pc
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3
3.1 Introduction
3.2 Définition d’analyse fonctionnelle
3.3 Méthode APTE
3.4 Bête a corne
3.5 Diagramme de Pieuvre
3.6 Diagramme FAST
3.7 Cahier de charge fonctionnelle
3.8 Conclusion
CHAPITRE4
4.1 Introduction
4.2 Démontage
4.3 Réparation
4.4 Rénovation
4.4.1 Partie commande
4.4.2 Système de refroidissement
4.4.3 Système d’alimentation
4.4.4 Montage des nouvelles composantes
4.4.5 Logiciel de commande
4.5 Essais et mise en marche de micro-tour
4.6 Conclusion
CONCLUSION GENERAL
REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE

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