La Pocket NC est une fraiseuse 5 axes (3 + 2) capable d’usiner des matériaux allant de la cire jusqu’a certains alliages d’acier. Elle dispose de deux plateaux qui sont interchangeables en fonction de l’opération d’usinage que nous voulons effectuer. En effet, elle possède un plateau capable de sécuriser des cylindres allants jusqu’a 25 mm de diamètre et un second plateau permettant de sécuriser des blocs allants jusqu’a 115mm en X, 128mm en Y, 90mm en Z.
La Pocket NC V2-50 bénéficie d’une broche 50 000 tours/minute qui augmente sa capacité à usiner des métaux durs et à travailler avec des outils fins sur des pièces très précises.
Fiche de sécurité
Modélisation d’une pièce
Dans cette partie, nous allons voir quels sont les bonnes pratiques pour designer une pièce destinée à être usinée sur une machine 5 axes. Pour l’exemple, nous allons prendre un design assez simple qui permettrai de fabriquer une cale pour des tubes. L’image de la pièce en question est ci-dessous :
Vous pouvez déjà constater la présence d’un support directement sur le design de la pièce (en bas au milieu). Ce support permet de retenir la pièce jusqu’a la fin de l’usinage. Ce support est obligatoire, sinon la pièce va se détacher du stock (pièce brute) est casser la fraise et/ou la machine. En résumé : elle gardera la pièce attachée à la machine jusqu’a la fin des opérations d’usinages.
Nous venons de parler de stock, mais c’est quoi ?
Ce que nous appelons “stock” est la pièce brute qui va être positionnée dans la machine pour être usinée. Afin de pouvoir au mieux ajuster les opérations d’usinage il est une bonne pratique de créer un solide qui représente votre stock autour de votre pièce. Cela vous aidera à correctement positionner la pièce sur la machine (autant virtuellement que physiquement). Dans notre exemple, nous allons usiner un bloc d’aluminium de 43x50x10mm. Nous allons (dans Fusion 360) rajouter un “Body” qui englobe notre pièce et qui représente notre stock. On obtient ceci :
Afin de faciliter la navigation et de ne pas être gêner par le “stock” nous pouvons le rendre non-sélectionnable et translucide (Opacity Control).
Maintenant, il est possible d’ajuster la pièce à usiner au mieux dans le stock. Ceci vous permettra de créer des chutes potentiellement réutilisable, et d’optimiser vos opérations d’usinages (et donc réduire le temps d’usinage). Ensuite, nous devons définir la zone ou la machine va effectivement usiner la pièce demandée. En effet, c’est lors de la définition de cette zone que nous devons être particulièrement vigilant au bras de la machine (sa longueur ET son diamètre). Si vous ne laissez pas assez de marge entre votre pièce et le plateau, vous pouvez bloquer la machine. Mais ne vous inquiétez pas, il existe des supers outils pour vérifier que tout ce passe correctement avant même de programmer la machine !
Pour revenir à notre exemple, nous allons définir un second “body” inclut dans le premier qui délimitera la zone d’usinage.
Comme pour le stock, il est possible de rendre non-sélectionnable et translucide la zone d’usinage afin de faciliter la configuration des opérations d’usinages.
Il est maintenant possible de virtuellement positionner notre pièce sur la machine et d’y programmer les opérations d’usinage.
A noter : étant donné que nous utilisons Fusion 360 dans ce tutoriel les pièces sont liées entres-elles. Ainsi, lors de futures modifications (exemple : simple ajout de sketch pour créer de nouvelles zones), elles seront automatiquement appliquées dans la partie CAM. Si vous utilisez un logiciel différent, il peut être nécessaire de rajouter une étape ou vous définissez à l’avance des zones de pré-usinage.
Lors de la configuration d’une pièce sur la fraiseuse Pocket NC, il est recommandé aux utilisateurs d’inclure leur système de serrage (comme l’étau Pocket NC ou l’ER-40 Collet Fixture) dans l’environnement CAM. Cela aidera les utilisateurs à visualiser l’orientation de la pièce sur la machine et à éviter les collisions.
Vous pouvez télécharger les fichiers 3D du système de serrage sur la documentation de la machine.
Étant donné que nous utilisons Fusion 360, nous devons dans un premier temps mettre en ligne les différents fichiers 3D dont nous allons avoir besoin.
Une fois les fichiers mis en ligne dans Fusion 360, vous pouvez y accéder n’importe quand depuis votre explorateur de projet.
Calibration du plateau de la machine
L’offset du plateau de notre machine est de 0.8354 in. Nous allons maintenant devoir modifier le fichier du plateau que nous venons de mettre sur Fusion 360 afin qu’il soit identique à la machine.
Mesurez la distance entre la table B et le point final de l’esquisse « B Table Offset » comme indiqué dans l’image ci-dessous. Si la distance ne correspond pas au décalage de la table B pour notre machine, modifiez le croquis de sorte que le point final de la ligne soit à la bonne hauteur au-dessus de la table B . Ce point sera le point d’origine de tous vos toolpaths (parcours d’outils) et représente le centre de rotation des deux axes rotatifs. Si ce point n’est pas utilisé comme point d’origine pour les trajectoires d’outil, la pièce sera coupée à un emplacement différent de celui prévu.
Une fois que vous êtes habitué à ce réglage, vous pouvez utiliser directement ce fichier : https://a360.co/40aIf40.
Préparation de notre pièce
Ouvrez la pièce en double-cliquant dessus dans le panneau de données. Familiarisez-vous avec la géométrie de la pièce et essayez de réfléchir à la façon dont elle sera usinée. Il y a 5 faces à usiner, 3 poches façonnées, 1 trou rond et un hémisphère avec un chanfrein à 45 degrés sur le dessus de la pièce.
Notez que la poche fendue et le trou circulaire sur la pièce ont des bossages qui font 0,20 pouces de profondeur. Cela signifie que l’outil utilisé pour fabriquer cette pièce doit avoir des cannelures d’au moins 0,20 pouces de long ou avoir une tige réduite si ses cannelures sont plus courtes que 0,20 pouces.
Notez également que les dimensions globales de la pièce sont de 1,3″ de large x 1,3″ de profondeur x 1,075″ de hauteur (jusqu’au sommet de l’hémisphère). La pièce sera usinée à partir d’un cube de cire de 2 « x 2 » x 2 « , de sorte que le matériau sera retiré de chaque côté et il restera un bloc de matériau de base sous la pièce – cela fournira un dégagement pour l’étau.
Avec le modèle First Part ouvert, assurez-vous que vous êtes dans l’espace de travail « Conception ». Vous devriez voir « Conception » dans le coin supérieur gauche de l’écran, comme indiqué ci-dessous.
Si elle n’est pas déjà visible, activez la visibilité des esquisses dans la pièce. Ces rectangles représentent le cube de cire complet de 2″ x 2″ x 2″. Pour ce faire, développez la partie « Esquisses » de l’arborescence du modèle. Vous verrez 5 croquis étiquetés « Stock Front », « Stock Sides », « Stock Top », « Side Boundary » et « Front Boundary ». Cliquez sur le symbole de l’œil pour qu’il soit caché et qu’il ne soit pas traversé par une ligne. Cela active la visibilité de ces fonctionnalités. Activez également la visibilité pour « Sketches » dans son ensemble et enregistrez les modifications. Votre arbre de modèle et votre pièce doivent maintenant ressembler à ceci :
Paramètres CAM
Pour commencer la programmation FAO pour la pièce, migrez de l’environnement DESIGN vers l’environnement MANUFACTURE dans Fusion. Pour ce faire, sélectionnez l’onglet déroulant « Modifier l’espace de travail » en haut à gauche de l’écran, puis sélectionnez FABRICATION.
Avant de pouvoir créer des trajectoires d’outil, une configuration doit être créée qui inclut l’emplacement d’origine, le matériau brut et un système de coordonnées. Pour créer une configuration, sélectionnez la liste déroulante des configurations et « Nouvelle configuration ».
La configuration est un outil permettant à Fusion 360 de comprendre le matériau en excès, les objets à éviter et la position initiale de la machine. (Pour modifier une configuration existante, faites un clic droit dessus et sélectionnez Modifier). La première partie d’une configuration consiste à sélectionner l’origine du travail et à orienter le système de coordonnées du travail (WCS). Pour configurer le WCS dans l’environnement Fusion CAM, sélectionnez le menu déroulant WCS à côté de « Orientation » et choisissez « Sélectionner l’axe/le plan Z et l’axe X ». Le champ « Machine » doit être laissé vide pour indiquer « Sélectionner… » et le « Type d’opération » doit être défini sur « Fraisage », comme indiqué ci-dessous :
Deux axes de géométrie devront être sélectionnées pour compléter le champ « Orientation », une pour l’axe Z et une pour l’axe X. L’axe Z devra toujours pointer vers la broche pour correspondre à la direction +Z de la machine physique. Pour ce tutoriel, nous commencerons par le côté ovale faisant face à la broche. Pour ce faire, sélectionnez la case à côté de « Z Axis » avec la souris, puis sélectionnez la géométrie (une ligne droite) sur la pièce qui s’aligne avec l’axe de la broche, comme indiqué ci-dessous. Si l’axe Z (en bleu) illustré ne pointe pas en direction de la broche, sélectionnez la case intitulée « Inverser l’axe Z »:
Répétez cette opération pour l’axe X, en sélectionnant une fonction qui s’étend d’avant en arrière le long de la pièce. Une fois terminé, vous devriez avoir un WCS qui ressemble à l’image ci-dessous avec Y pointant vers le haut et X pointant vers l’arrière. (Sur la Pocket NC, l’axe Y déplace la table de haut en bas, cela doit être reflété dans la configuration pour que le code de sortie fonctionne avec la machine). Si vous avez besoin de changer les directions des axes, utilisez les cases à cocher « Flip _ Axis » pour les retourner.
Ensuite, vous sélectionnerez l’origine des trajectoires d’outils. L’origine sera placée sur un coin du brut afin que nous puissions la localiser en X, Y et Z à l’aide de la machine. Dans le menu Configuration, changez le type d’origine en « Point stock ». Sélectionnez ensuite un coin de la boîte jaune (qui représente le matériau de base) qui se trouve en haut, fait face à la broche et sera positionné près de l’avant de la machine où vous pourrez le voir. Puisque nous prévoyons de pointer le côté ovale vers la broche, le coin illustré ci-dessous est le bon coin à choisir :
