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MACHINES-OUTILS À COMMANDE NUMÉRIQUE
STRUCTURE, MODÉLISATION ET RÉGLAGE

préparation à l’agrégation de génie mécanique E.Duc E. Lefur 16 Septembre 1997

Table des matières
1. Définitions et structure physique des machines-outils à commande numérique . . . . . . . . . . . 4 1.1. Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2. Etude organique d’une machine-outil à commande numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2.1. Structure physique d’une MOCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2.2. Le bâti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 1.2.3. Les axes de déplacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.4. La broche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.5. Le directeur de commande numérique, architecture fonctionnelle . . . . . . . . . . . . 12 1.2.6. Les porte-outils . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3. Etude morphologique d’une machine-outil à commande numérique . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.1. Typologie des machines-outils à commande numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.2. Choix d’une machine en fonction de l’usinage d’une pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.Modélisation géométrique des machines-outils à commande numérique . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1. Pourquoi modéliser les MOCN ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2. Différents types de modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3. Modélisation conventionnelle d’une MOCN . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3.1. Repères géométriques associés à une MOCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3.2. Définition normalisée des axes numériques d’une MOCN [NF ISO 841] . . . . . . . 23 2.3.3. Caractéristiques des repères associées à une MOCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.4. Programmation des MOCN . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.4. Modélisation géométrique des MOCN : Cellule Elémentaire d’Usinage . . . . . . . . . . . . 26 2.4.1. Principe de la cellule élémentaire d’usinage : CEU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4.2. Nomenclature de la CEU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4.3.Mise en oeuvre du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.5. Modélisation vectorielle des MOCN [LEFUR 96] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5.1. Points utilisés pour modéliser la géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5.2. Vecteurs caractéristiques des éléments de la MOCN . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5.3. Equation vectorielle utilisée en usinage à commande numérique . . . . . . . . . . . . . 32 2.5.4. Remarques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.5.5. Apports et limites du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3. Leréglage sur CN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1. Rappel sur le réglage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1.1. le contrat de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1.2….