Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) sont des dispositifs de fraisage automatisés qui fabriquent des composants industriels sans assistance humaine directe. Ils utilisent des instructions codées qui sont envoyées à un ordinateur interne, ce qui permet aux usines de fabriquer des pièces avec précision et rapidité. Il existe de nombreux types de machines CNC, allant des perceuses aux découpeuses au plasma, elles peuvent donc être utilisées pour fabriquer une grande variété de pièces. Bien que la plupart soient utilisés industriellement dans la fabrication, il existe également des versions de loisir de la plupart des machines qui peuvent être utilisées dans les maisons privées.
Types d’appareils
Les machines CNC les plus courantes sont les fraiseuses, les tours et les meuleuses. Les fraiseuses coupent automatiquement les matériaux, y compris le métal, à l’aide d’une broche de coupe, qui peut se déplacer dans différentes positions et profondeurs selon les instructions de l’ordinateur. Les tours utilisent des outils automatisés qui tournent pour façonner le matériau. Ils sont couramment utilisés pour faire des coupes très détaillées dans des pièces symétriques, comme des cônes et des cylindres.
Les broyeurs utilisent un rouet pour broyer les matériaux et mouler le métal ou le plastique dans la forme souhaitée. Ils sont faciles à programmer, ils sont donc généralement utilisés pour des projets qui ne nécessitent pas la même précision que les fraiseuses ou les tours. En plus de ceux-ci, il existe également des routeurs CNC, qui sont utilisés pour effectuer des coupes dans une variété de matériaux ; ainsi que des imprimantes 3D programmables par ordinateur ; et des poinçons à tourelle, qui sont utilisés pour faire des trous dans le métal ou le plastique. Cette technologie peut également être utilisée avec différents types de découpeuses, y compris celles qui fonctionnent à l’eau, au laser et au plasma.
Programmation et fonctionnement
Le code utilisé pour programmer les unités CNC est appelé génériquement G-Code. Il contient des informations sur l’emplacement des pièces de la machine et indique à la machine exactement où placer un outil. D’autres instructions indiquent à la machine des détails supplémentaires, comme la vitesse à laquelle une pièce doit fonctionner ; à quelle profondeur il doit couper, brûler ou perforer ; et l’angle d’un outil automatisé. La plupart des machines CNC industrielles modernes sont reliées à un réseau d’ordinateurs et reçoivent des instructions d’utilisation et d’outillage via un fichier logiciel.
Avantages et désavantages
Dans un environnement industriel, les machines CNC peuvent être combinées en cellules entières de machines-outils pouvant fonctionner indépendamment les unes des autres. Ils sont souvent pilotés par des conceptions entièrement numériques, ce qui élimine le besoin de rédiger physiquement les plans de conception. Beaucoup sont capables de fonctionner pendant plusieurs jours sans intervention humaine. En fait, certains sont si sophistiqués qu’ils peuvent contacter le téléphone portable de l’opérateur et envoyer une alerte en cas de dysfonctionnement. Ces fonctionnalités automatisées permettent de produire des milliers de pièces avec un minimum de supervision et libèrent l’opérateur pour effectuer d’autres tâches.
En plus de cela, une machine CNC peut former des pièces avec un niveau de précision presque impossible avec des outils plus anciens. Dans une usine conventionnelle, les travailleurs doivent contrôler différents outils à la main et les erreurs sont courantes, mais une machine peut effectuer la même tâche sans se fatiguer et peut fonctionner sans arrêt. Cela permet de gagner beaucoup de temps et la précision améliorée peut aider à éliminer les déchets, car il y a moins de pièces défectueuses qui doivent être jetées.
Malgré leurs avantages, les machines CNC sont plus chères que les anciens types de machines, ce qui peut les rendre inabordables pour les petites opérations. Ils sont également coûteux à réparer et à entretenir. De plus, bien qu’ils limitent le potentiel d’erreurs, ils ne l’éliminent pas entièrement, car les opérations peuvent toujours programmer ou faire fonctionner la machine de manière incorrecte. De plus, ces machines doivent être exploitées par une main-d’œuvre qualifiée avec un type de formation spécifique, qui peut ne pas être disponible dans tous les domaines.
DÉVELOPPEMENT
Les machines CNC ont considérablement évolué depuis leur introduction initiale dans l’industrie manufacturière. Les premiers recevaient des instructions de code via des contrôleurs câblés, ce qui signifiait que le format de programmation ne pouvait pas être modifié. Les modèles ultérieurs ont été programmés via des câbles d’ordinateur central et des disquettes, ce qui a permis des variations dans la programmation. Les plus modernes peuvent être exploités par des fichiers logiciels trouvés sur des CD, des clés USB ou envoyés sur un réseau.