L'introduction de la commande numérique par calculateur (CNC) a été une véritable révolution pour la construction métallique. Grâce à cette technologie, non seulement les coûts de production diminuent, mais aussi les délais de livraison et la main-d'œuvre. Le tour à commande numérique est une machine-outil très utilisée dans les ateliers d'usinage de nombreuses industries, grâce à tous les avantages qu'il apporte à la production.
Qu'est-ce qu'un tour à commande numérique ?
Le tour est la première machine-outil jamais inventée. Ses origines remontent à plusieurs millénaires et, avec le temps, il s'est adapté aux nouvelles technologies pour ne pas tomber en désuétude. L'une d'elles est la commande numérique. Grâce à ce langage alphanumérique, les tours fonctionnent de manière automatisée et réalisent les mêmes opérations que les tours manuels, mais avec beaucoup plus de précision, de rapidité et d'autonomie.
Sur un tour à commande numérique, on peut réaliser différentes opérations de coupe (horizontale, verticale ou courbe) en peu de temps et avec une intervention humaine minimale. Pour cela, l'opérateur doit programmer l'ordinateur intégré à la machine et coder les fonctions nécessaires au travail des différents outils montés sur la tourelle de la machine.
Fonctionnement du tour CNC
Le tour à commande numérique fonctionne grâce au langage alphanumérique CNC, préalablement programmé dans l'ordinateur de la machine. Avant cette programmation, toutefois, un expert – généralement ingénieur et formé à la programmation conversationnelle – doit concevoir la pièce à usiner avec des logiciels CAD et CAM sur des ordinateurs externes. Une fois la conception prête, elle est traduite en langage CNC, qui fonctionne au moyen des codes G.
Ce langage est un type de programmation vectorielle qui regroupe des actions et des paramètres très simples que l'opérateur configure sur l'ordinateur du tour : formes, segments de droite, courbes, coupes, perçages, etc. ; on attribue en outre à la machine la vitesse adaptée pour exécuter ces tâches.
Une fois la conception introduite dans la machine, l'opérateur n'a plus qu'à placer la pièce et la serrer dans le système de bridage du tour, qui se charge de tout le travail. C'est le tour lui-même qui choisit les outils dont il a besoin pour exécuter les commandes reçues. Par ailleurs, il convient de souligner qu'aujourd'hui, grâce à la robotique collaborative, de nombreux tours peuvent être équipés de bras robotisés ou de cobots qui réduisent encore la main-d'œuvre, puisque ce sont eux qui chargent les pièces dans les machines.
Les avantages du tour à commande numérique
Pourquoi utiliser un tour à commande numérique ? Cette machine-outil n'apporte que des avantages aux ateliers d'usinage. Les travaux sont réalisés avec une précision bien supérieure et à grande vitesse, ce qui permet la production en série, contrairement aux tours manuels, dont le fonctionnement dépend entièrement du savoir-faire et de l'effort du tourneur.
De plus, une machine à commande numérique permet d'usiner des pièces de conception très complexe avec des résultats de grande qualité, alors que sur un tour manuel il serait très difficile d'obtenir la précision voulue et que les coûts de production seraient plus élevés.
Les tours CNC sont très simples à utiliser et, selon le nombre d'axes, l'opérateur n'a pas besoin de manipuler la machine ni de changer lui-même d'outil de coupe : c'est la machine qui incline et manipule la pièce selon les besoins, afin de travailler sa surface sous différents angles.
Les applications du tour à commande numérique
Il existe différents types de tours CNC sur le marché, chacun réalisant des tâches spécifiques selon les besoins de production : tours CNC parallèles et verticaux, tours à copier et même tours revolver. Grâce aux axes de ces machines, la tête porte-outil se déplace très facilement sur la pièce, quelle que soit sa forme ; un tour à commande numérique peut donc usiner des pièces coniques, droites, carrées, cylindriques, etc.
Ces tours servent à usiner des pièces très complexes dans des matériaux très variés : métaux (inox, fer, aluminium), bois, verre, etc. On en déduit que les tours CNC sont des machines-outils qui se distinguent par leur polyvalence. Non seulement ils peuvent travailler différents matériaux, mais ils permettent aussi diverses opérations d'usinage comme le tronçonnage, le filetage, le perçage, la gravure, le rainurage et le chariotage de pièces géométriques ; toutes ces opérations sont réalisées en quelques minutes, ce qui dope la production.
La construction métallique est la principale industrie utilisatrice du tour à commande numérique. Dans ce secteur, le tour à commande numérique sert à donner aux métaux une forme précise ; les pièces sont ensuite envoyées vers d'autres industries, comme l'automobile, l'industrie manufacturière ou l'agroalimentaire. En construction métallique, la principale application des tours CNC est l'usinage par enlèvement de copeaux, ainsi que le perçage et le rainurage.