FAO est l'acronyme de Fabrication assistée par ordinateur (en anglais, CAM pour Computer-aided manufacturing)
La FAO est l'utilisation de solutions logicielles pour définir les opérations de fabrication. La FAO est un outil de programmation qui permet de fabriquer des modèles physiques à l'aide de programmes de CAO (conception assistée par ordinateur).
La FAO n'est pas uniquement un outil de programmation de CN (commandes numériques). Ses fonctions ont été étendues pour mieux intégrer les solutions PLM de CAO/IAO.

 

Chronolologie de la FAO

 

Après avoir conçu votre pièce à l'aide d'un logiciel de CAO ou de DAO, il faut transformer ce dessin en commandes de déplacement compréhensible par une machine.
C'est ce que fait le logiciel de FAO (Fabrication assistée par ordinateur)

Logiciel de FAO

Ce logiciel permet de piloter la machine à partir de :

* Dessins directement fait dans le logiciel lui-même : logiciel intégré
* Dessins importés depuis un autre logiciel, généralement au format DXF ou PLT pour le 2D. Le format STL est aussi utilisé en 3D.
En détourage 2D On doit ajouter au dessin des informations complémentaires indiquant si l'on fait un détourage intérieur ou extérieur, le type de fraise que l'on utilise et les vitesses associées.
L'ordre de découpe et les points d'entrées de chaque pièce peuvent aussi être redéfinis.
* Un fichier élaboré dans un format de commande normalisé appelé G-Code ou parfois 'code ISO'. Ce fichier peut être écrit directement par des programmeurs de commande numérique expérimentés, ou plus généralement aujourd'hui être produit par un autre logiciel. Un tel logiciel d'interprétation de code-G nécessite des ressources machines très modestes et peut être utilisé sur des ordinateurs obsolètes. On peut aussi envisager une solution à deux machines, une machine de bureau pour élaborer le code-G, et une vieille machine dans l'atelier pour interpréter celui-ci.

Les points importants :

* La prise en compte du diamètre de la fraise.
Si le logiciel ne le permet pas, vous êtes obligés de faire votre dessin en tenant compte du diamètre de la fraise, impossible à changer, donc. La majorité des versions récentes des logiciels permettent cette prise en compte.
* Les 'attaches'.
Dans le cas ou vous faites un détourage de pièce, afin de maintenir la pièce découpée en place et aussi de maintenir une certaine rigidité à votre planche de base, il peut être très utile de ne pas découper complètement les pièces en laissant des parties attachées à la planche de base. On appelles ces éléments restant des 'attaches'. Dans le cas de ma machine, ou la découpe se fait sur un panneau disposé verticalement, les attaches sont indispensables, car sinon lors de la chute de la pièce, vous risquez des ennuis sérieux.
* La gestion des accélérations.
Un moteur pas à pas ne peut pas accélérer trop fort sans perdre des pas. aussi, la gestion des accélérations, surtout si votre machine est lourde, vous permet d'utiliser une bonne démultiplication donnant de la force, sans trop être pénalisé en vitesse. Mais votre électronique doit suivre et permettre aux moteurs de fonctionner à une certaine vitesse (utilisation d'une régulation PWM, ou chopper).

Il existe des logiciels en Français, les deux qui suivent sont des développements amateur, mais néanmoins de qualité.

NinosCFAO, pour le fraisage 2D et 3D, module CAO intégré, logiciel remarquable, en évolution permanente.
Importation fichier DXF et HPGL (.plt). Comporte un modeleur surfacique. Lit le format STL.
Gère les accélérations, tient compte du diamètre des fraises, et permet les 'attaches'. Vectorisation et mise en relief d'une image.
Peut produire du code-G (code ISO) Coût de la licence 70 Euros avec 2 installations ou 140 Euros avec un dongle USB ou //. En Français. A noter : Ninos peut exporter du code-G, mais utilise un format propriétaire pour piloter l'usinage (.GRV). La licence n'est nécessaire que pour la machine faisant l'usinage ou exportant le code-G, le module conception est toujours accessible. En version de base la licence périra au deuxième crash/changement de votre disque dur... (droit à 2 clés non renouvelables), d'ou l'intérêt du dongle.

CnFraise, pour le découpage 2D.
Lit le format DXF. Tient compte du diamètre des fraises. Pas d'attaches... En Français.

Le logiciel Kellycam (en Anglais) pour le découpage 2D bénéficie aussi d'une certaine notoriété.

Le logiciel CastorCNC (Français) est actuellement en cours de développement.

Votre logiciel de FAO va soit vous permettre de commander directement la machine, soit créer un fichier dans un langage de commande machine appelé code-G.

Logiciel d'interprétation du code-G

Tous ces logiciels sont en Anglais.
Pour exécuter le code-G, un logiciel DOS de bonne qualité, qui coûte 60 $ (US), TurboCNC. Utilisé sur un PC 486DX50, il peut débiter jusqu'a 9000 pas/seconde, mais sur une machine un peu plus puissante, il peut aller jusqu'a plus de 40000 pas/sec. Pas de graphisme.
Master5 et Mach1-2 fonctionnent sous Windows, mais sont vendus à un tarif sensiblement supérieur. Ils ont une présentation graphique facilitant leur usage.

Sous Linux, existe le logiciel EMC.

Un logiciel en français : Cnc3Axes
Fonctionne sous Windows (98, Nt, 2000, XP), pilotage manuel et exécution de code-G. Liaison vers la machine par le port parallèle (configurable).
Ce logiciel est encore en développement et ne gère pas encore les accélérations.
Les fonctions de corrections d'outils (G41, G42, G40), ainsi que les cycles de perçage (G80, G81, G82) sont d'ores et déjà interprétées.
Site de l'auteur

Logiciels spécialisés

Il existe des logiciels dédiés à un usage particulier :

* Pour faire des écritures, DeskEngrave, Freeware qui produit un code s'exécutant sur TurboCNC.
* Un logiciel utile pour tester les ports parallèles, parmon, sur le site de Fred Bulback's http://www.geekhideout.com .

 

 Elaboration des parcours-outils

La modélisation 3D étant importée sur le progiciel de FAO puis relue par celui-ci, il est possible de passer à la programmation des parcours outils, le cœur de l'activité de la FAO. Le programmeur crée les parcours en respectant les choix d'outil, les vitesses de coupe et d'avance, et les stratégies d'usinage à mettre en œuvre. Le progiciel de FAO "plaque" les trajectoires des outils choisis sur la modélisation 3D et enregistre celles-ci sous forme d'équations. Depuis 1990-2000, les progiciels de FAO sont capables de reproduire graphiquement (visualisation volumique) et d'une manière fiable, l'action des outils dans la matière, permettant ainsi au programmeur de vérifier ses méthodes d'usinage et éviter a priori les collisions sur les machines-outil. Il est possible désormais de modéliser entièrement la machine outil et de visualiser les mouvements des organes mobiles de celle-ci (tête, table, axes rotatifs) lors de la simulation d'usinage : cette possibilité est précieuse lors de la vérification et la validation de parcours en 5 axes, où les risques de collision sont décuplés par rapport à un usinage plus classique, en 3 axes.


La Machine-Outil à Commande Numérique

La dernière étape consiste, depuis le programme de FAO (au format texte dit APT ou au format binaire dit CLFile) ainsi élaboré, à générer les blocs ISO pour la machine-outil. Ce programme de conversion est appelé un Post-Processeur. Il existe également des logiciels indépendants de simulation d'usinage permettant de reproduire en 3D le comportement de la machine-outil en décodant directement les blocs générés par le Post-Processeur. Ceci permet de prendre en compte le programme donné à la machine-outil et non pas le résultat de la FAO. Le fichier ISO obtenu est transmis à la MOCN (Machine-Outil à Commande Numérique) par un logiciel de DNC (Direct Numerical Control), puis exécuté par cette machine, après la phase de réglage indispensable.
 

1. Préparations et lecture des documents

Lecture du dessin de définition

Lecture du Contrat de Phase 10

Lecture du Contrat de Phase 20

Ouverture du dessin pièce

Sous SolidWorks Ouvrir : ../TP EFICN tournage/poignée.sldprt

Recherche du repère dessin de la pièce

Insertion - Géométrie de référence - Système de coordonnées

Noter l’orientation et le point d’origine du repère.

Tournage

Déclaration de l’origine programme

Dans l’Arbre de création FeatureManager sélectionner Système de coordonnées 1, puis en maintenant la touche Ctrl, la pièce Poignée

Cliquer sur le bouton « Mise en place des composants »

Remplacer Système de coordonnées 1 par OP1

Mettre 0 dans tous les décalages pour faire correspondre l’origine programme avec l’origine assemblage

Valider par OK

2. Création de l’assemblage d’usinage

Création d’un nouvel assemblage

Fichier – Nouveau – Assemblage – OK

Insertion de la pièce

Insertion – Composant – Depuis un fichier – poignée.sldprt

Cliquer ailleurs que sur l’origine du repère de l’assemblage

Enregistrer l’assemblage

Fichier – Enregistrer sous – poignée1

3. Initialisation du Processus de fabrication Phase 10

Création des phases

Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »

Cliquer sur le bouton Tournage

Compléter les renseignements (voir contrat de phase)

Choisir la machine (Réal-T200)

Définition de la mise en position

Onglet Mise en position

Cliquer sur poignée-1 pour définir la pièce à usiner

Choisir dans la liste déroulante Centrage long+Ponctuelle

Compléter Porte pièce : Mandrin

Valider par OK

4. Définition de l’Origine programme

Création du point origine

Sélectionner la surface avant coté conique de la pièce (plan d’origine)

Passer en mode Esquisse

Cliquer sur le bouton Point pour créer un point au centre de la surface

Accrocher le centre et cliquer

Fermer le mode esquisse

Création de l’origine programme

Insertion + Géométrie de référence + Système de coordonnées

Cliquer sur le point créé précédemment

Cliquer dans la zone Axe Z, et sur la face avant de la pièce

Vérifier l’orientation des axes

Valider par OK

5. Déclaration du Brut

Définition du brut

Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »

Onglet Brut

Cliquer sur poignée-1 puis sur le cylindre

Mettre 48 suivant Z et 40 en diamètre

Compléter les renseignements matériaux

Valider par OK

6. Création de l’opération Mise en Butée avant

Choix des opérations

Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :

Choisir dans la liste d’opérations proposés Mise en butée, puis sur

Choix des outils

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Butée

Onglet Outil

Entrer les N° outils et corecteurs : 2

Valider par OK

Sélectionner l’opération Mise en butée et associer l’outil Butée puis cliquer sur

Paramètres de l’opération

Sélectionner l’opération Mise en butée et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche rapide X puis Z

Cliquer sur le bouton Pointer

Compléter Garde radiale: 2

Valider par OK

Simuler l’opération

7. Création de l’opération Centrer et Percer

Choix des opérations

Sélectionner le trou à usiner

Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :

Valider la sélection par OK

Choisir dans la liste d’opérations proposés Pointer, puis sur

Faire de même pour l’opération Percer

Choix des outils

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Foret TITEX, bouton Foret, Foret à Pointer

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Foret TITEX, bouton Foret, Foret ARS Alu

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Sélectionner l’opération Pointer et associer l’outil Foret à pointer puis cliquez sur

Sélectionner l’opération Percer et associer l’outil Foret DIN 340 puis cliquez sur

Paramètres des opérations

Sélectionner l’opération Pointer et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche X puis Z

Compléter Garde d’approche en Z : 2 et Diamètre de pointage : 6

Sélectionner l’opération Percer et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche X puis Z

Cliquer sur le bouton Perçage borgne

Cliquer sur le bouton Percer avec débourrage

Compléter Garde d’approche en Z : 2, profondeur maxi des passes : 5, et Longueur 19.134

Valider par OK

Simuler les opérations pour vérifier les dégagements

8. Création de l’opération Dresser

Choix des opérations

Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :

Choisir dans la liste d’opérations proposés Dresser, puis sur

Choix des outils

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Charioter-Dresser

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Sélectionner l’opération Dresser et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur

Paramètres des opérations

Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche Z puis X

Compléter Garde radiale : 2 , Profondeur de passe : 1, Longueur totale à usiner : 3

Valider par OK

Simuler les opérations pour vérifier les dégagements

9. Création des opérations Ebaucher profil et Finir Profil

Choix des opérations

Sélectionner une des surfaces à usiner.

Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :

Etendre la sélection par les boutons flèches, à toutes les surfaces à usiner.

Choisir dans la liste d’opérations proposés Ebaucher Profil, puis sur

Choisir dans la liste d’opérations proposés Finir Profil, puis sur

Choix des outils

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Contourner

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur

Sélectionner l’opération Finir Profil et associer l’outil Contourner puis cliquer sur

Paramètres des opérations

Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche XZ

Compléter Garde radiale : 2, Dépassement : 1, Surépaisseur axiale : 0.2, Profondeur de passe : 1, Surépaisseur radiale : 0.5 et Garde Axiale : 2

Onglet Technologie, Modifier la vitesse d’avance

Sélectionner l’opération Finir Profil et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche XZ

Compléter Garde de Dégagement : 2, Garde d’accostage : 2

Valider par OK

Simuler les opérations pour vérifier les dégagements

10. Initialisation du Processus de fabrication Phase 20

Création des phases

Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »

Cliquer sur le bouton Tournage

Choisir la machine (Réal-T200)

Définition de la mise en position

Onglet Mise en position

Cliquer sur poignée-1 pour définir la pièce à usiner

Choisir dans la liste déroulante Appui plan+Centrage court

Compléter Porte pièce : Mandrin

Valider par OK

11. Définition de l’Origine programme

Création du point origine

Sélectionner la surface d’appui (plan d’origine)

Passer en mode Esquisse

Cliquer sur le bouton Point pour créer un point au centre de la surface

Accrocher le centre et cliquer

Fermer le mode esquisse

Création de l’origine programme

Insertion + Géométrie de référence + Système de coordonnées

Cliquer sur le point créé précédemment

Vérifier l’orientation des axes

Valider par OK

Déclaration de l’origine programme

Dans l’Arbre de création FeatureManager sélectionner Système de coordonnées 2, puis en maintenant la touche Ctrl, la pièce Poignée

Cliquer sur le bouton « Mise en place des composants »

Remplacer Système de coordonnées 2 par OP2

Valider par OK

12. Déclaration du Brut

Définition du brut

Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »

Onglet Brut

Cliquer sur poignée-1 puis sur le cylindre

Mettre 46 suivant Z et 40 en diamètre

Compléter les renseignements matériaux

Valider par OK

13. Création des opérations Ebaucher profil et Finir Profil

Choix des opérations

Sélectionner une des surfaces à usiner.

Cliquez sur le bouton « Opérations d’usinage » :

Etendre la sélection par les boutons flèches, à toutes les surfaces à usiner.

Choisir dans la liste d’opérations proposés Ebaucher Profil, puis sur

Choisir dans la liste d’opérations proposés Finir Profil, puis sur

Choix des outils

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Charioter-Dresser

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Cliquez sur le bouton outil :

Onglet Bibliothèque, Tournage SANDVIK, bouton Outils de tournage extérieur, Contourner

Onglet Outil, choisir la référence outil (voir contrat phase)

Entrer les paramètres de coupe (voir contrat de phase) + arrosage

Valider par OK

Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et associer l’outil Charioter-Dresser puis cliquer sur

Sélectionner l’opération Finir Profil et associer l’outil Contourner puis cliquer sur

Paramètres des opérations

Sélectionner l’opération Ebaucher Profil et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche XZ

Compléter Garde radiale : 5, Dépassement : 1, Surépaisseur axiale : 0.2, Profondeur de passe : 1, Surépaisseur radiale : 0.5 et Garde Axiale : 3

Sélectionner l’opération Finir Profil et Onglet Opération

Cliquer sur le bouton Approche XZ

Compléter Garde de Dégagement : 2, Garde d’accostage : 2

Valider par OK

Simuler les opérations pour vérifier les dégagements

14. Génération du Programme

Génération

Cliquer sur le bouton « Gestion des phases »

Sélectionner la phase 10

Onglet CODE ISO

Choisir la Machine : REAL-T200-750

Entre le N° de programme : 201

Cliquer sur le bouton Code le programme CN

Le fichier est sauvegarder sous le nom Poignée1_T10.CN

Sélectionner la phase 20

Onglet CODE ISO

Choisir la Machine : REAL-T200-750

Entre le N° de programme : 202

Cliquer sur le bouton Code le programme CN

Le fichier est sauvegarder sous le nom Poignée1_T20.CN

Vérification

Vérifier le programme

Imprimer le programme par le bouton Imprimante

Sauvegarde sous un autre nom par le bouton Fichier

Transfert vers la machine.

TP (But de la Fabrication assistée par Ordinateur F.A.O.. La F.A.O. est le maillon intermédiaire de la chaîne numérique de la production de pièce mécanique)