Il existe deux façons de programmer les machines à commande numérique. L'une passe par la méthode ISO, l'autre par la programmation conversationnelle CNC. Alors que la programmation ISO vise la production en série, la programmation conversationnelle est axée sur les petites séries ou les pièces unitaires. La méthode conversationnelle se distingue lorsque les pièces à produire exigent souplesse et rapidité de programmation.
Les clés de la programmation conversationnelle
La programmation conversationnelle CNC est apparue pour la première fois au MIT, dans le Massachusetts (États-Unis). Les chercheurs avaient alors réussi à automatiser une fraiseuse de grandes dimensions en utilisant un ordinateur pour la piloter. Détail curieux : l'ordinateur qui a permis la première automatisation d'une machine-outil était bien plus grand que la fraiseuse elle-même.
Heureusement, les ordinateurs ont évolué au fil des ans et sont devenus toujours plus petits et plus simples à utiliser. Grâce à cela, la CNC s'est étendue à de nombreuses machines-outils, au grand bénéfice de la construction métallique.
Qu'est-ce que la CNC ?
La CNC, ou commande numérique par calculateur, désigne une technologie dont sont équipées certaines machines-outils et qui permet à un ordinateur de contrôler la position et la vitesse de la machine. Grâce à la commande numérique, la machine peut réaliser des mouvements et des travaux qui seraient beaucoup plus difficiles, coûteux et parfois impossibles à exécuter manuellement.
Une machine CNC peut par exemple déplacer un outil sur trois axes simultanément pour exécuter des trajectoires spécifiques préchargées dans la machine. C'est l'ordinateur qui pilote la machine ; l'un des grands avantages de ce système est donc que l'opérateur n'est pas indispensable en permanence. L'utilisation d'une machine CNC permet ainsi de réduire les coûts de production, la main-d'œuvre, et d'améliorer la gestion des déchets.
Mais pourquoi parle-t-on de commande numérique ? Parce que, pour que l'ordinateur puisse exécuter toutes ces tâches en vue d'un travail précis, il doit être programmé au moyen de codes numériques. Comme indiqué plus haut, cette programmation peut être ISO ou conversationnelle. L'ordinateur reçoit les instructions de ce qui doit être exécuté et suit une séquence logique qui se traduit à son tour en commandes pour la machine-outil.
Comment fonctionne la programmation conversationnelle CNC ?
La programmation conversationnelle CNC est bien plus simple à utiliser aujourd'hui qu'il y a quelques décennies, lorsque la procédure était manuelle. Désormais, l'opérateur choisit l'opération que la machine doit exécuter, et c'est la machine elle-même qui demande toutes les données et tous les champs à renseigner avant de commencer. La programmation devient ainsi beaucoup plus simple et rapide.
Une autre façon, plus simple encore, de programmer consiste à passer par des logiciels CAD/CAM. Le CAD permet de réaliser des conceptions sur ordinateur, qui sont ensuite traduites en une série de commandes par le logiciel CAM. Le programme conversationnel (ou les instructions pour l'ordinateur) peut donc être saisi manuellement par l'opérateur, au moyen d'une série de calculs et d'opérations, ou être généré automatiquement grâce à des logiciels comme le CAD et le CAM.
Les machines utilisent un langage spécifique pour fonctionner, c'est-à-dire une série de données à traiter pour réaliser une série de tâches ; pour les opérations d'usinage, elles ont besoin de commandes spéciales. L'ensemble des données, informations ou commandes correspondant à une même phase du processus d'usinage est appelé bloc ou séquence. Ces commandes sont interprétées par la machine au moyen d'un logiciel spécialisé et, pour pouvoir être traitées, elles doivent comporter les fonctions géométriques, machine et technologiques de l'usinage.
Les codes du langage CNC
Dans le monde de la construction métallique, les normes DIN régissent une bonne partie de l'activité, et la programmation conversationnelle ne fait pas exception. Les principaux codes utilisés en CNC proviennent ainsi des normes 66024 et 66025.
Ces codes comprennent la lettre N, qui désigne l'adresse correspondant à un numéro de séquence ou de bloc. N est la commande principale ; elle est suivie d'un code numérique de trois à quatre chiffres, avec un maximum de 1 000 blocs programmables. Cette plage numérique va donc de N000 à N999. La programmation conversationnelle CNC utilise aussi les lettres X, Y et Z pour définir les adresses des cotes selon les axes X, Y et Z de la machine-outil. On utilise également la lettre G, qui correspond à l'adresse des fonctions préparatoires. Elles indiquent, en usinage, la forme de la trajectoire de l'outil, les cycles automatiques, la programmation, la correction d'outil, etc. La lettre G est suivie d'un code numérique à deux chiffres et permet de programmer jusqu'à 100 fonctions : de G00 à G99.