Fabrication assistée par ordinateur

Pour les articles homonymes, voir FAO.

Chrome-cobalt disque avec couronnes pour Implants dentaires usinés avec WorkNC Dental FAO

Le but de la Fabrication Assistée par Ordinateur ou FAO est d'écrire le fichier contenant le programme de pilotage d'une machine-outil à commande numérique. Ce fichier va décrire précisément les mouvements que doit exécuter la machine-outil pour réaliser la pièce demandée. On appelle également ce type de fichiers : programme ISO ou blocs ISO.

Étapes (de la CAO à la Machine-Outil)

Modélisation 3D

La conception de la pièce à fabriquer est réalisée à l'aide d'un progiciel de Conception assistée par ordinateur (CAO) : on nomme le fichier ainsi obtenu "modélisation 3D" ou encore "DFN" pour Définition de Formes Numérisée. Cette modélisation en trois dimensions de la pièce à réaliser est ensuite « exportée », c'est-à-dire sauvée depuis la CAO dans un fichier intermédiaire en utilisant un standard d'échange comme IGES, STEP, VDA, DXF ou autre. Certains outils de FAO sont capables de relire directement les fichiers des grands fournisseurs de CAO. Dans d'autres cas, la CAO et la FAO sont complètement intégrées et ne nécessitent pas de transfert. Pour ces progiciels, on parle de CFAO.

Élaboration 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.

Génération du programme CN

L'étape suivante 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. Le Post-Processeur est développé spécifiquement pour une cinématique machine et une Commande numérique données. Par exemple, l'utilisateur aura besoin de développer ou faire développer un post-processeur pour convertir l'APT du logiciel de FAO CATIA vers le Controleur Numérique SIEMENS 840D de la Machine-Outil DMG DMU60p. Le développement peut-être fait en langage C ou VB (Post-Processeur dit "à Façon") soit avec un Générateur de Post-Processeur. Il existe différents éditeurs de logiciel spécialisés dans ce domaine. On peut citer par ordre alphabétique AUSTIN NC (gPost), CENIT (cPost), ICAM (Campost), IMS (Imspost). Certains éditeurs de logiciel de FAO proposent leur propre Générateur de Post-Processeur mais ne fonctionnent que pour leurs propres parcours d'outils.

Simulation d'usinage

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 vrai programme donné à la machine-outil et non pas le résultat de la FAO. Il existe des acteurs au niveau international qui propose de telles solutions comme GILDEMEISTER (Virtual Machine), ROBORIS (Eureka), SPRING TECHNOLOGIES (Ncsimul), VERICUT (CGTech). Avec ce type de solutions, le temps de mise au point du programme ISO sur la machine est fortement réduit voire disparait totalement. Il n'est plus nécessaire de tester le programme "à vide" (pas de montage dans la machine du brut à usiner) , à "vitesse réduite" (l'opérateur réduit l'avance des axes machines pour avoir le temps d'arrêter l'usinage en cas de collision) ou sur une pièce en matériaux tendres (polyestère, résine). Pour gagner du temps ces logiciels sont fournis pour la plupart avec des interfaces directes avec les logiciels de FAO du marché. Par exemple, un programmeur FAO pourra exporter en quelques clics toutes les données de TOPSOLID'CAM vers NCSIMUL ou VERICUT (les modèles 3D de la machines, des outillages, du brut, des outils coupants ainsi que le programme CN et les paramètres de programmation comme les origines programme).

Transfert vers la Machine-Outil à Commande Numérique

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. Là encore plusieurs acteurs proposent des solutions de DNC comme LMBA (GEDIX et GEFIX), LINK PRODUCTION (SP-X), SMCOM (Cwork), TECHNILOG (Saf).

Site des logiciels cités

NCSIMUL de l'éditeur SPRING Technologies

VERICUT de l'éditeur CGTech

GEDIX de l'éditeur LMBA

TopSolid de l'éditeur Missler Software
CATIA de l'éditeur Dassault Systèmes
GibbsCam de l'éditeur Cimatron Group

Articles connexes

• Commande numérique
• Conception assistée par ordinateur
• Programmation de commande numérique
• Liste d'abréviations de la conception et fabrication assistée par ordinateur
• Stéréolithographie

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