Le filetage est un élément essentiel du processus d'usinage CNC, exigeant un haut niveau de compétence, de précision et des techniques de programmation rigoureuses. Parmi les nombreux codes de filetage, G33 est sans doute l'un des plus précis pour les opérations de filetage plus avancées. Cet article vise à fournir un cadre permettant aux ingénieurs, techniciens et programmeurs d'optimiser leurs flux de travail en proposant un guide complet pour maîtriser le code CNC G33. Ce guide vise à approfondir la compréhension des différentes fonctions et applications pratiques du code G33 afin d'atteindre précision et répétabilité dans les tâches de filetage, qu'elles soient simples ou complexes. Ce guide est particulièrement utile aux programmeurs souhaitant se familiariser avec le monde complexe de la programmation CNC et à ceux souhaitant perfectionner leurs compétences, car il présente des étapes ciblées pour améliorer l'efficacité de l'usinage, ainsi que des connaissances techniques utiles.
Qu'est-ce que G33 dans la programmation CNC ?
Pour réaliser des filetages, le cycle G33 est défini comme cycle fixe en programmation CNC. Il permet à la machine de synchroniser le mouvement de rotation de la broche avec le mouvement longitudinal de l'axe de broche, afin d'obtenir un pas et une forme de filetage précis. Contrairement aux autres cycles de filetage, le cycle G33 permet le filetage en un seul mouvement avec un contrôle prédéfini, ce qui le rend idéal pour les opérations de filetage non conventionnelles ou spécialisées. Principalement utilisé en programmation de tours, il repose sur des paramètres tels que l'avance, le pas de filetage et le sens de rotation de l'axe de broche.
Utilisation de la commande G33
Dans la logique du programme, certains paramètres doivent être décrits pour les opérations du périphérique qui exécuteraient la commande G33, par exemple :
- Vitesse de broche (S) : définit la vitesse de rotation de la broche et doit être réglée avec l'avance afin que le filetage soit effectué sans erreur.
- Vitesse d'avance (F) : doit être définie pour la géométrie des filetages à fournir, spécifiquement proportionnellement au pas /z du filetage.
- Mouvement Z (Z) : définit la profondeur ou la longueur d'un passage du filetage dans la pièce.
- Point de départ de l'opération de filetage : définit le point de départ du cycle de filetage.
Caractéristiques distinctives du G33 par rapport aux autres codes G
Grâce à une caractéristique spécifique qui définit son utilisation en filetage CNC, le cycle G33 conserve son avantage concurrentiel sur les autres codes G des machines CNC. Le tableau suivant présente d'autres caractéristiques par rapport aux codes G :
- Contrairement aux autres codes G utilisés pour différentes opérations d'usinage, le code G33, utilisé en filetage, garantit une synchronisation très précise de la rotation de la broche et du mouvement de l'axe. Des filetages synchronisés garantissent un pas précis.
- Le cycle G33 effectue un filetage en une seule passe. Le filetage progressif en plusieurs passes est considéré comme un filetage plus avancé et est souvent associé à d'autres cycles de filetage comme le cycle G76 (filetage multipasses).
- Le G33 permet de définir un contrôle manuel des threads, permettant de programmer des paramètres spécifiques à chaque thread. Ceci diffère des cycles de threads multipasses automatisés, où la plupart des décisions dépendent des préréglages système.
- Dans G33, le pas du filetage est indiqué dans une même ligne de commande et défini par les paramètres exacts. La commande G33 diffère des autres commandes de filetage en ce sens que les paramètres de pas n'impliquent pas de calculs par ordinateur ou par d'autres commandes, grâce à des commandes prédéfinies.
- Contrairement à d'autres cycles, comme G76, qui intègrent un cycle de retour, G33 n'en possède pas. Les commandes de retrait de l'outil, également appelées mouvements de retrait, doivent être programmées de A à Z.
- Le G33 est universel dans son application car il peut être utilisé pour effectuer des opérations de filetage externe et interne.
Ces différences doivent être prises en compte pour déterminer les opérations de filetage offrant une efficacité maximale. En effet, les choix de codes G auront toujours un lien direct avec l'efficacité et la précision de l'usinage et du filetage.
L'importance de la synchronisation des fils avec les mouvements de la broche
La synchronisation du mouvement de la broche garantit un alignement précis de l'outil de coupe et de la pièce tout au long du cycle de filetage. Cette étape est essentielle au maintien d'un pas et d'une qualité de filetage constants. Une meilleure précision des processus d'usinage est obtenue en adaptant la vitesse de broche à l'avance de l'outil, réduisant ainsi les écarts de filetage et de positionnement. Le contrôle de ces paramètres pendant l'usinage permet d'améliorer la précision et l'efficacité.
Comment utiliser le G33 pour le filetage ?
Paramètres optimaux du pas de filetage et de la vitesse d'avance
Avant d'activer G33 pour le filetage, vérifiez que l'avance correspond au pas de filetage requis. Saisissez ensuite la commande G33 dans le programme CNC, ainsi que la vitesse de broche, le pas et la position de départ spécifiés. Le positionnement correct de l'outil par rapport à la pièce doit être assuré, de même que la rotation de la broche et l'avance de l'outil. Relancez le programme tout en observant le déroulement des opérations pour vous assurer que chaque action est conforme aux plans prévus.
Axe Z au-dessus et en dessous et position finale
Lors du filetage G33, en utilisant l'axe Z, saisissez les positions de début et de fin de l'axe Z en fonction de la longueur de filetage à usiner. Ces valeurs peuvent être saisies directement dans le système et suivront la trajectoire définie par la pièce. Vérifiez systématiquement que la position finale définie n'entraîne pas de coupe supplémentaire et que le filetage est toujours fonctionnel. Vérifiez toujours que les limites définies correspondent aux limites de la pièce avant de commencer l'exécution.
Erreurs courantes dans le threading G33
Des erreurs de filetage G33 peuvent compromettre la précision et entraîner des problèmes d'efficacité opérationnelle. Voici une liste de ces erreurs et de leurs conséquences possibles :
- Impact : La vitesse d'avance correspondant au pas du filetage conduit à la création de filetages de mauvaise qualité.
- Solution : Vérifiez le pas et confirmez que la vitesse d'avance programmée correspond à la vitesse FF définie.
- Impact : Le manque d'alignement entraîne des sections filetées sur-découpées ou sous-découpées qui peuvent endommager la pièce.
- Solution : vérifiez les limites de l’axe Z par rapport à la valeur souhaitée avant d’effectuer l’opération.
- Impact : Les erreurs opérationnelles résultant de dents sautées ou de dépassements de cycles définis créent des filetages de dimensions variables.
- Solution : Assurez-vous que les paramètres définis pour le nombre de cycles et la position de départ de la fraise donnent des résultats réalistes du processus d'usinage.
- Impact : En l'absence de mécanismes de verrouillage, un mouvement d'alimentation aléatoire pendant le cycle de coupe du filetage peut entraîner des profils de filetage inappropriés.
- Solution : Prévoir des verrous anti-rotation afin d'empêcher l'axe d'alimentation de se déplacer librement lors de la coupe des filets.
- Impact : L’absence d’outils appropriés contribue à une perte significative de finition du filetage de la turbine.
- Solution : Déterminer l’instrument de coupe le plus approprié nécessite une sélection minutieuse.
- Impact : Des mouvements imprévus peuvent se produire, ainsi qu'une déformation du fil en raison d'erreurs dans le programme de contrôle.
- Solution : Identifiez les problèmes avant l’exécution en simulant le programme.
Quelles sont les différences entre G33 et G32 ?
Analyse des différences de cycles de threads G33 et G32
Les caractéristiques des cycles de filetage G33 et G32 dans la programmation CNC ont été résumées dans un tableau ci-dessous pour une analyse facile :
G33 : S'applique au filetage en une seule passe avec commande marche/arrêt de la broche, utilisé pour des opérations de filetage particulières avec des niveaux de complexité inférieurs.
G32 : Spécialisé dans le filetage multi-passes avec des multiplicateurs de coupe complexes réglés à des positions prédéfinies.
G33 : Synchronisation de broche de base effectuée, jeu de porte unique, filetage de précision à pas de baïonnette minimum.
G32 : Entraînement multipasse à synchronisation de broche avancée ; maintien constant du pas relatif malgré les variations de charge.
G33 : Manque d'adaptabilité, largement utilisé dans des processus de filetage simples et répétables.
G32 : Adaptable composé, profondeur de filetage variable, multithreading complexe.
G33 : Moins complexe que le G32 en termes de conception, mais peut s'avérer plus difficile à résoudre pour certains problèmes de filetage.
G32 : Plus de contrôle pour corriger les erreurs accentuées entre les cycles.
G33 : Idéal pour les travaux de prototypage fins et peu détaillés et les tâches ponctuelles nécessitant un usinage de haute précision.
G32 : Idéal pour la production répétitive de filetages de haute qualité et de grande précision dans un environnement industriel chargé.
Quand utiliser G33 plutôt que G32
En général, le G33 produit de meilleurs résultats pour les filetages simples et directs, car il est programmé pour un cycle de filetage spécifique. Grâce à sa simplicité et à sa grande simplicité, le G33 offre un excellent rapport qualité-prix, notamment pour le prototypage rapide et la réalisation de filetages personnalisés uniques, capables d'atteindre cette vitesse. Il est plus difficile d'obtenir des résultats précis avec le G33, ce qui fait du G33 une meilleure alternative pour les utilisateurs exigeant précision, finitions soignées, qualité du filetage et passes itératives. Avec le G33, chaque détail passé s'harmonise parfaitement, pour une symétrie parfaite. Les nombreux paramètres ajustables permettent d'évaluer la complexité du filetage, les caractéristiques des matériaux et les besoins de production afin de sélectionner le cycle le plus efficace.
Comment fonctionne le cycle de filetage OD G33 ?
Programmation des filetages G33 et OD
Lors de l'utilisation du cycle G33 pour le thread OD, il est essentiel de définir des paramètres critiques pour obtenir les résultats souhaités. Voici une compilation concise de certaines des données principales utilisées dans ce cycle de thread.
S (Vitesse de broche) : Ce paramètre contrôle la vitesse circonférentielle de la pièce. Le matériau de la broche et de l'outil de filetage doit également être protégé pour garantir une coupe efficace.
F (Avance) : Contrôle la vitesse de déplacement de l'outil, en relation directe avec le pas du filetage. L'ajout d'avances inutiles peut entraîner des imprécisions ; il est donc essentiel d'utiliser une avance précise.
F<> (Distance à parcourir sur l'axe Z) : Spécifie la profondeur du filetage à graver. Elle doit correspondre à la conception de la commande.
P (Pas de filetage) : Indique l'espacement de chaque filetage. Il indique la limite supérieure et les spécifications de forme des filetages et doit être conforme aux normes de filetage existantes.
Coordonnées de position de départ (axes X et Z) : elles définissent l'emplacement de l'outil. Un positionnement incorrect peut conduire à un alignement parfait, mais un mauvais alignement avec la pièce peut entraîner des conséquences indésirables.
Sens de filetage : Sélectionne la norme pour les filetages dont l'orientation doit être spécifiée en fonction de la logique machine, de l'application et de la conception du filetage. Ce scénario est adapté aux filetages à gauche ou à droite.
Nombre de passes : Contrairement à G32, qui permet plusieurs passes itératives, G33 est singulier et ne prend pas en charge cette fonctionnalité. L'opérateur doit planifier manuellement plusieurs passes si des filetages plus profonds sont nécessaires afin d'éviter une charge excessive de l'outil.
Choix d'outils : L'utilisation d'outils de filetage spécialisés avec une géométrie et un matériau appropriés garantit une efficacité de coupe maximale tout en prolongeant la durée de vie de l'outil.
Grâce à une programmation minutieuse de ces paramètres, les cycles de filetage G33 OD peuvent être exécutés avec une fiabilité et une précision inégalées pour produire des filetages de la plus haute qualité.
Application de filetages coniques via G33
Pour les filetages coniques réalisés avec la commande G33, la coordonnée de l'axe X doit être incrémentée proportionnellement à chaque passe. La rotation de la broche doit être synchronisée avec l'incrément de l'axe X. Ainsi, le filetage sera conique à l'angle précis souhaité. Un profil conique net et régulier nécessite un réglage précis de l'avance et de la vitesse de broche. Pendant l'usinage, un contrôle périodique du filetage est recommandé afin de garantir le respect constant des tolérances spécifiées.
Quels sont les paramètres et les spécifications du G33 ?
Aspects importants de la programmation CNC G33
La vitesse de rotation de la broche (en tr/min) influe directement sur le pas du filetage et l'état de surface . Pour un résultat optimal, la vitesse de rotation doit être adaptée au matériau usiné et au type de filetage souhaité. Pour l'acier, on utilise généralement des vitesses comprises entre 100 et 500 tr/min, tandis que les matériaux plus tendres permettent des vitesses plus élevées.
L'avance correspond au déplacement axial de l'outil de coupe par tour de broche. Cette valeur doit être conforme aux spécifications de pas de filetage et de synchronisation. Par exemple, un pas de 1.5 mm nécessite une avance de 1.5 mm par tour.
Ces coordonnées servent à définir la trajectoire et l'emplacement de l'outil. Par exemple, l'axe Z contrôle la longueur du filetage, tandis que l'axe X permet d'ajuster la conicité si nécessaire. La saisie exacte des coordonnées est essentielle pour préserver la précision des dimensions.
La distance entre deux sommets de filet dans une spirale est définie par le pas de filetage. Les pas métriques courants sont de 1.0 mm, 1.25 mm et 2.0 mm, tandis qu'en unités impériales, ils sont généralement inversés et comptés en filets par pouce. Pour éviter une usure excessive de l'outil ou une déformation du matériau, la profondeur de coupe incrémentielle par passe doit être gérée avec soin. Par exemple, une profondeur de coupe de 0.2 mm est courante pour les matériaux de résistance moyenne.
L'équilibre entre la vitesse de broche et la vitesse d'avance est essentiel au maintien de l'intégrité du filetage. Cet équilibre est assuré par la configuration du contrôleur, qui interdit tout retard ou désynchronisation d'avance.
Le choix d'un outil adapté au matériau à fileter (aluminium, acier inoxydable ou laiton) détermine la vitesse de rotation de la broche, qui détermine la profondeur de coupe. Un couple plus élevé dû au matériau entraîne une vitesse de coupe plus faible et une profondeur de coupe plus importante.
L'efficacité de coupe et la durée de vie d'un outil dépendent de sa géométrie et des revêtements de coupe appliqués, tels que TiN ou TiAlN. Ces revêtements doivent être adaptés au matériau et au filetage réalisé.
Le réglage correct des paramètres permet à la programmation G33 de faciliter le filetage tout en répondant à divers besoins de conception et fonctionnels en ingénierie.
Différences entre les codes G incrémentaux et absolus
Dans les programmes CNC, la mesure peut être effectuée avec des codes G absolus et incrémentaux , qui sont deux techniques différentes pour le réglage des positions.
Code G absolu (G90) : les coordonnées de chaque position ont un point d'origine, et chaque coordonnée saisie fait référence à ce même point. Le travail de référencement croisé sur une pièce est uniformisé entre les différentes zones de découpe.
Code G incrémental (G91) : La position actuelle de l'outil constitue l'origine de tous les mouvements relatifs. Chaque coordonnée indique la distance par rapport à la dernière position, ce qui facilite les mouvements dans les tâches itératives et cycliques.
Il s'agit d'une question de préférence concernant les deux pour une application spécifique. Le mode absolu est préférable pour une opération multi-fonctions exigeante, tandis que le mode incrémental est plus adapté aux tâches répétitives ou aux mouvements relatifs.
Le G33 peut-il être utilisé sur toutes les machines CNC ?
Compatibilité avec différentes machines CNC
L'utilisation des commandes de filetage G33 varie selon la marque et le modèle de chaque machine CNC , ainsi que son système de commande. Bien que la plupart des machines CNC modernes semblent prendre en charge le concept G33, il est recommandé de consulter le manuel d'utilisation ou la documentation technique de la machine concernée. Les différences de configuration matérielle, de version de micrologiciel et de spécifications de commande peuvent engendrer des problèmes de compatibilité.
Par exemple, les contrôleurs Fanuc semblent tous apprécier l'exécution de la commande G33 avec filetage monopoint, mais les systèmes plus anciens ou d'autres marques comme Haas ou Siemens peuvent ne pas la prendre en charge ou la gérer différemment. De plus, certains paramètres, comme le pas des filetages et la synchronisation de la vitesse de broche avec l'axe mobile, nécessitent des spécifications matérielles rigoureuses pour exécuter la commande G33.
Voici quelques informations sur la compatibilité :
Capacités de filetage – Garantir la précision de la synchronisation de la broche par rapport à la revendication de filetage.
Documentation – Consultez le manuel d’utilisation pour tout ce qui relève des exclusions ou des exceptions.
Type de contrôleurs – Comme pour toute autre CNC, assurez-vous que le système de contrôle prend en charge les commandes G33.
Correctifs du micrologiciel – Assurez-vous qu’ils ne désactivent aucun paramètre précédemment disponible.
Ces points forts démontrent comment les spécifications techniques de chaque machine CNC doivent être étudiées avec précision pour garantir des performances efficaces lors de l'exécution des commandes de filetage G33.
Fonctionnement du G33 sur un Siemens 840D
Avec le système CNC Siemens 840D, les commandes de filetage G33 sont également prises en charge pour les opérations de tournage et de fraisage. Cependant, une procédure correcte nécessite un alignement précis de la broche et un réglage précis des paramètres de coupe. Cela implique une adaptation précise du contrôleur de la machine au pas de filetage et à l'avance de coupe. Il est recommandé de mettre à jour le système avec la dernière version du firmware afin de bénéficier des améliorations ou corrections disponibles pour G33. Pour une configuration avancée, les utilisateurs du système ont besoin du manuel de programmation Siemens 840D, guide spécialisé sur les opérations de filetage.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : À quoi sert le code G33 dans le cadre de l'usinage CNC ?
R : Le code G33 permet d'exécuter une opération de filetage simple sur un tour CNC. Il assure un mouvement synchronisé de la broche, garantissant ainsi un mouvement de l'outil synchronisé avec la broche de filetage, permettant ainsi un filetage précis.
Q : En quoi un cycle de filetage G76 diffère-t-il du code G33 ?
R : Le cycle de filetage G76 est une forme plus sophistiquée de filetage, appelée « cycle fixe ». Il permet des passes multiples assistées par l'automatisation, ce qui est plus efficace et plus précis que le filetage unique du code G33.
Q : Quel rôle joue le code G97 dans la programmation CNC ?
R : Le code G97 est configuré pour définir la vitesse de la broche en tours par minute (tr/min) plutôt qu'en tours en fonctionnement synchronisé. Il est pratique pour gérer les transitions entre les différentes opérations d'usinage sur les tours CNC.
Q : Comment le code G21 peut-il être utilisé au mieux dans l’usinage CNC ?
R : Le code G21 définit les unités de mesure en millimètres dans un programme CNC, ce qui signifie qu'une fois la commande G21 exécutée, tous les autres mouvements et mesures sont considérés à l'aide du système métrique, ce qui est essentiel pour l'usinage de précision.
Q : Pourquoi devez-vous vous concentrer sur une sous-routine associée lorsque vous travaillez avec la programmation CNC ?
R : Les sous-routines sont des unités de travail de base qui constituent une tâche indépendante pouvant être définie et appelée depuis un autre endroit. En programmation CNCH, elles servent à éliminer les redondances du travail en cours.
Q : En quoi l’application du G90 diffère-t-elle de celle du G91 ?
R : Les GPS G90 et G91 diffèrent en ce que le G90 règle la machine CNC pour utiliser un positionnement absolu avec toutes les coordonnées relatives à un point fixe, tandis que le G91 règle la machine CNC sur un positionnement incrémental, mesurant chaque mouvement par rapport à la position actuelle.
Q : Quelles questions faut-il poser concernant les filetages OD sur un tour contrôlé Siemens 840D ?
R : Outre la syntaxe correcte (G76 ou G33), une attention particulière doit être portée à la trajectoire d'outil définie pour le filetage de précision, la synchronisation de la broche et la trajectoire d'outil globale par rapport aux commandes définies.
Q : Quel est le rôle de l'usinage CNC sur l'axe X ? Pourquoi est-ce important ?
R : Désigne le mouvement horizontal de l'outil ou de la pièce. Le contrôle de l'axe X est essentiel au bon déroulement des opérations d'usinage, comme le tournage et le filetage. L'axe X de la CNC détermine le diamètre du produit final ; son contrôle est donc crucial.
Q : Quelles sont les étapes impliquées dans l’exécution d’un changement d’outil en programmation ?
R : En programmation CNC, un changement d'outil s'effectue à l'aide de commandes spécifiques qui indiquent à la machine de retirer l'outil actuel et de le remplacer par un autre outil de la tourelle ou du magasin. Cela permet à la machine CNC d'effectuer différentes opérations d'usinage au sein d'un même programme.
Q : À quoi sert le cycle G71 dans les tours CNC ?
R : Le cycle G71 permet d'effectuer des opérations d'ébauche sur tours CNC. Il effectue l'enlèvement automatique de matière de la pièce en vue d'opérations de finition plus précises, comme le filetage ou le contournage.
Sources de référence
- Développement de l'apprentissage basé sur la simulation : programmation en G-Code pour Fraisage CNC dans les écoles professionnelles
- Auteurs: SK Rubani et al.
- Date de publication: 22 décembre 2024
- Résumé : Cette étude aborde les défis rencontrés par les étudiants pour visualiser les mouvements des machines liés à la programmation en code G pour le fraisage CNC. Elle présente une approche d'apprentissage par simulation utilisant le modèle DDR, qui comprend les phases d'analyse des besoins, de conception et de développement, ainsi que d'évaluation. La simulation a été développée avec Articulate Storyline 360, intégrant des supports interactifs pour une meilleure compréhension. Les retours des experts et des étudiants ont indiqué que la simulation s'intègre bien au programme de l'école professionnelle et qu'elle est conviviale.(Rubani et al., 2024).
- Conversion d'image en code G à l'aide de JavaScript pour le contrôle des machines CNC
- Auteurs: Yan Zhang et al.
- Date de publication: 27 juillet 2023
- Résumé : Cet article présente une méthode JavaScript de conversion d'images et de texte en code G pour le contrôle de machines CNC. Le code développé inclut des fonctionnalités de chargement d'images, de prétraitement, de binarisation, d'affinage et de génération de code G. L'étude souligne l'efficacité et la convivialité du code, qui permettent la personnalisation et l'optimisation du processus d'usinage. Des évaluations expérimentales ont confirmé son efficacité pour générer un code G précis.(Zhang et al., 2023).
- PENGEMBANGAN POLA PEMBELAJARAN PEMOGRAMAN CNC MELALUI INTEGRASI G CODE, SIMULATEUR CNC ET CAM
- Auteurs: B. Burhanudin et al.
- Date de publication: 27 novembre 2023
- Résumé : Cette recherche vise à développer un modèle d'apprentissage efficace pour la programmation CNC en intégrant la programmation en code G, les simulateurs CNC et les logiciels de FAO. L'étude comprenait des activités de formation synchronisant ces aspects afin d'améliorer la compréhension et les compétences des participants. Les résultats ont montré des améliorations significatives des compétences, notamment dans l'utilisation des simulateurs CNC et la compréhension de la programmation en code G standard.(Burhanudin et al., 2023).
