Comment paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape ?
La fraiseuse CNC est une puissante machine d’usinage capable de transformer une conception en objet physique. Cependant, vous devez préalablement la programmer pour lui indiquer quoi faire pour atteindre vos objectifs. Voici un guide pratique pour vous aider à paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape.
Étape 1 pour paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape : la conception et la géométrie (CAO)
Le paramétrage d’une fraiseuse CNC consiste à programmer un modèle numérique précis et bien défini. Notez que toute erreur dans les données d’entrée influencera inéluctablement les résultats.
Paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape : configurez l’espace du modèle numérique de l’objet à produire
Commencez par lancer votre logiciel de CAO, SketchUp, Fusion 360 ou tout autre outil CAO de votre choix. Dessinez le modèle numérique de l’objet à usiner tout en veillant à ce que les unités soient définies avec précision et cohérence.
Si vous disposez d’une fraiseuse CNC qui fonctionne en pouces, alors dessinez votre objet en pouces. Pour le dessin, commencez à l’origine globale (0, 0, 0) afin de simplifier l’alignement ultérieur pendant la phase de FAO.
Définissez la géométrie de coupe
Pour définir la géométrie de coupe durant le paramétrage de votre fraiseuse CNC, dessinez ou importez le dessin à réaliser. Veillez à ce que toutes les formes soient des vecteurs fermés. Cela est important, car toute éventuelle ligne ouverte pourrait perturber le logiciel de FAO et entrainer des erreurs de programmation.
De ce fait, utilisez la commande « Connecter » ou « Joindre » pour garantir une jonction parfaite des lignes. En cas d’utilisation d’une gravure en V, votre texte ou vos lignes doivent avoir une largeur appropriée pour la fraise en V à utiliser.
Étape 2 du paramétrage et de l’utilisation d’une fraiseuse CNC étape par étape : la définition du matériau et de l’origine (configuration de la FAO)
Cette étape consiste à définir le monde physique pour l’ordinateur avant de générer les trajectoires d’outils.
Définissez la taille du stock
Au niveau de la configuration, saisissez les dimensions physiques exactes de votre bloc de matériau pour définir la taille du stock. Ensuite, entrez les données de la longueur (X), la largeur (Y) et l’épaisseur (Z) de l’objet.
Surtout, indiquez les données avec précision, car une erreur, aussi petite soit-elle, peut entrainer une découpe de votre table par la machine. Par exemple, pour la découpe d’une feuille de contreplaqué de ¾ de pouce, réglez l’épaisseur Z à 0,75 pouces.
Configurez le système de coordonnées de travail (SCT)
Ici, ouvrez le logiciel CAM, puis définissez le point d’origine du travail (0, 0, 0). Pour les machines Blue Elephant, par exemple, l’origine est généralement définie sur le coin inférieur gauche (X min, Y min) du stock. Précisément, sur la surface supérieure (Z max) du matériau.
Considérez ensuite la traduction de codes. Elle correspond à l’endroit où vous mettez physiquement à zéro les axes de la machine avant le début de la découpe.
Étape 3 pour paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape : la sélection et la définition des outils
Ici, la précision est essentielle pour éviter toute éventuelle casse. La machine ne coupe qu’avec l’outil que vous aurez choisi.
Choisissez l’outil physique à utiliser
Commencez par sélectionner la fraise spécifique à utiliser : fraise en V, fraise en bout, etc. Après avoir choisi, chargez la fraise dans la broche. Pour l’opération, prenez aussi en compte le matériau. Choisissez le carbure pour l’aluminium et les bois durs, puis l’acier rapide (HSS) pour les matières tendres. Toutefois, assurez-vous que le diamètre de l’outil utilisé corresponde à tous les détails de votre conception.
Réglez les paramètres d’outil dans le logiciel FAO
Ici, commencez par saisir les dimensions exactes de l’outil choisi dans la bibliothèque d’outils du logiciel FAO. Celles-ci incluent le diamètre, le diamètre de la queue et la longueur de la coupe. Pour l’utilisation d’une fraise en V, précisez l’angle, par exemple, 60° ou 90°. Ces valeurs permettent à la FAO de détecter les collisions.
Étape 4 du paramétrage et de l’utilisation d’une fraiseuse CNC étape par étape : la définition des avances, des vitesses et des profondeurs
L’étape de la définition des avances, vitesses et profondeurs sert à contrôler le rythme d’usinage. Une éventuelle erreur des réglages peut casser les outils et détériorer les surfaces.
Calculez la vitesse de broche (tour/minute) et la vitesse d’avance (IPM)
Entrez dans les paramètres de l’outil, puis saisissez la vitesse de broche (S) et la vitesse d’avance (F) adéquates. Vous devez calculer ces valeurs en fonction de la charge de copeaux souhaitée. C’est-à-dire l’épaisseur de matériau éliminé par chaque cannelure par révolution. La formule du calcul s’énonce comme suit :
FeedRate (IPM) = ChipLoad x Number of Flutes x RPM
Pour l’utilisation générale sur bois avec une fraise à deux dents de 6,35 mm (1/4 pouce), essayez avec une vitesse de rotation de 18 000 tours/minute et une vitesse d’avance de 2 544 mm (100 pouces/minute). Toutefois, pour des matériaux spécifiques comme l’aluminium, référez-vous aux tableaux d’usinage.
Réglez le décalage (la profondeur de coupe)
Indiquez la profondeur de coupe maximale que l’outil effectuera en une seule passe le long de l’axe Z. Pour un objet en bois, il est recommandé de limiter le pas de coupe à 50 % du diamètre de l’outil. Si vous utilisez un outil de 12,7 mm (½ pouce), fixez le pas à 6,35 mm (0,25 pouce). Quant aux matériaux plus durs, des pas de coupes plus faibles conviennent : 10 % à 25 %, par exemple.
Indiquez les vitesses de descente et de montée
Commencez ici par le réglage de la vitesse d’entrée verticale. Assurez-vous que la vitesse de plongée soit lente, environ 20 % à 40 % de la vitesse d’avance principale (F). Ensuite, activez la progression pour protéger la pointe de l’outil.
Cela va permettre à l’outil de percer progressivement le matériau sur une distance précise au lieu de plonger verticalement.
Étape 5 pour paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape : la génération et la vérification des trajectoires d’outil
Cette étape inclut la phase de programmation pendant laquelle les commandes de mouvement sont créées.
Appliquez les stratégies de trajectoires d’outil
Choisissez la trajectoire d’outil adéquate en fonction de vos besoins de conception. Sélectionnez ensuite l’option Contour/Profil pour les coupes internes ou externes. Indiquez le fraisage en avalant (pour l’évacuation progressive des copeaux) ou le fraisage conventionnel (pour que l’outil s’appuie sur la coupe). Privilégiez le fraisage en avalant pour garantir une meilleure finition.
Au niveau de l’empochage, choisissez « Poche transparente », puis définissez la profondeur souhaitée. Ensuite, utilisez un pas latéral de 40 % à 60 % du diamètre de l’outil pour obtenir un enlèvement de matière efficace.
Lancez la simulation de la trajectoire d’outil
Avant d’exporter le code G, exécutez la simulation visuelle dans le logiciel de FAO utilisé. Cependant, tenez compte des détails suivants :
- le gougeage (l’outil coupe-t-il là où il ne devrait pas couper ?) ;
- l’Introduction/Sortie (les points d’entrée de l’outil semblent-ils sûrs et lisses ?) ;
- le matériel non coupé (toutes les zones sont-elles débroussaillées à la profondeur requise ?) ;
- et la vérification (si la simulation est incorrecte, retournez à l’étape 4 et ajustez les profondeurs ou les stratégies).
Étape 6 du paramétrage et de l’utilisation d’une fraiseuse CNC étape par étape : le post-traitement et l’exportation du code G
Enfin, la dernière étape de la programmation d’une fraiseuse CNC pour créer un fichier lisible par la machine.
Choisissez le post-processeur approprié
Choisissez le fichier de post-traitement spécifique adapté à votre machine de fraisage CNC et à votre type de contrôleur (DSP, ou Mach3). Il permet de traduire les données génériques de trajectoire d’outil en code G précis et compatible avec le firmware de votre machine. Si vous utilisez un post-processeur inadapté, la machine pourrait faire des erreurs.
Exportez le fichier G-code
Pour exporter le fichier G-code, cliquez sur « Exporter » ou « Post-traitement », puis enregistrez le fichier obtenu. Il peut porter l’extension. nc,. tap ou. gcode. Ouvrez ensuite le fichier G-code exporté dans un éditeur de texte simple. Le début du contenu doit comporter un en-tête indiquant les informations relatives au matériau et à votre outil.
Étape 7 pour paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape : la configuration et l’exécution de la machine
Maintenant que votre programme est prêt, vous devez configurer votre fraiseuse CNC, puis l’exécuter pour l’utiliser.
Préparez la pièce physique à usiner
Pour la préparation, fixez solidement le matériau à l’aide du système de vide ou avec des pinces. Les dispositifs de fixation doivent être positionnés de telle manière que l’outil n’entre pas en collision avec eux. Vérifiez également la planéité du matériau.
Mettez à zéro les axes de la fraiseuse CNC
Pour effectuer la mise à zéro des axes de la machine, déplacez-la d’abord à l’aide du contrôleur ou du pendentif. Cela vous permettra de localiser l’origine de travail (0, 0, 0) que vous avez défini pendant la deuxième étape.
Ensuite, utilisez un lecteur de bord ou alignez visuellement le centre de l’outil sur le coin inférieur gauche du matériau. Il ne reste maintenant qu’à définir les zéros X et Y. Pour l’axe Z, utilisez un dispositif de positionnement d’outil. Après cela, placez le dispositif sur la surface du matériau, puis abaissez l’outil jusqu’au contact. Le contrôleur va enfin calculer et définir automatiquement le point zéro de l’axe Z.
Exécutez le programme : phase finale pour paramétrer et utiliser une fraiseuse CNC étape par étape
Chargez votre fichier G-code précédemment exporté sur le contrôleur et lancez la découpe. Pour la sécurité, gardez votre main près de l’arrêt d’urgence en cas d’anomalie lors des premiers passages. Si vous constatez des vibrations excessives, un sifflement aigu ou de la fumée, actionnez l’arrêt d’urgence.
Retournez à l’étape 4 pour ajuster les vitesses de rotation et d’avance, puis relancez la découpe. Observez attentivement et vérifiez qu’il n’y a plus de dysfonctionnement. Ça y est ! Vous savez désormais comment paramétrer et utiliser votre fraiseuse CNC comme un spécialiste. Il suffit de suivre minutieusement chaque étape du processus et le tour est joué !
