Exercices Corrigés de Programmation CN : Maîtrisez le Code CNC
La programmation CN (Commande Numérique) est essentielle pour piloter les machines-outils en usinage. Le langage utilisé, souvent le G-Code (ISO 6983 / RS-274D), permet de contrôler les mouvements, la vitesse, l’avance et les opérations d’usinage.
Dans cet article, nous vous proposons une série d’exercices corrigés pour vous aider à maîtriser la programmation CNC en tournage et en fraisage.
1️⃣ Exercice : Chariotage en Tournage CNC
📌 Énoncé
Un arbre en acier C45 de Ø80 mm et 200 mm de long doit être charioté jusqu’à Ø50 mm sur 150 mm de long.
- Profondeur de passe : 2 mm
- Avance : 0.25 mm/tr
- Vitesse de coupe : 180 m/min
🔹 Tâche : Rédiger le programme G-Code pour effectuer cet usinage.
✅ Correction
G21 ; Millimètres
G90 ; Mode absolu
G96 S180 M03 ; Vitesse de coupe constante (180 m/min)
G00 X85 Z5 ; Positionnement rapide
#100 = 80 ; Diamètre initial
#101 = 50 ; Diamètre final
#102 = 2 ; Profondeur de passe
WHILE [#100 GT #101] DO1
G01 X#100 Z-150 F0.25 ; Chariotage progressif
G00 X#100+5 ; Remontée de l’outil
#100 = #100 - #102 ; Réduction progressive du diamètre
END1
G00 X85 Z10 ; Sécurité
M30 ; Fin du programme
2️⃣ Exercice : Contournage en Fraisage CNC
📌 Énoncé
Un carré de 100 mm x 100 mm doit être usiné en contournage sur un centre d’usinage CNC.
- Départ en (X10, Y10)
- Profondeur d’usinage : 5 mm
- Avance : 300 mm/min
- Vitesse de rotation : 2500 tr/min
🔹 Tâche : Écrire le programme CNC.
✅ Correction
G21 ; Millimètres
G17 ; Plan XY
G90 ; Mode absolu
G94 ; Avance en mm/min
T1 M06 ; Sélection de l’outil
S2500 M03 ; Rotation de la broche à 2500 tr/min
G00 X10 Y10 Z10 ; Déplacement rapide
G01 Z-5 F100 ; Descente en usinage
G01 X110 Y10 F300 ; Déplacement droite
G01 X110 Y110 ; Déplacement haut
G01 X10 Y110 ; Déplacement gauche
G01 X10 Y10 ; Fermeture du contour
G00 Z10 ; Sécurité
M30 ; Fin du programme
3️⃣ Exercice : Filetage M20x2 en Tournage CNC
📌 Énoncé
Un filetage M20 x 2 doit être réalisé sur 30 mm de long.
- Profondeur de passe : 0.5 mm
- Nombre de passes : 6
- Vitesse de coupe : 120 m/min
🔹 Tâche : Écrire le programme CNC.
✅ Correction
G21
G90
G97 S120 M03 ; Vitesse fixe
G00 X22 Z5 ; Positionnement rapide
G76 P6 Z-30 I0.05 K2.0 F2.0 ; Cycle de filetage
G00 X50 Z10 ; Sécurité
M30
✔ G76 : Cycle automatique de filetage
✔ P6 : Nombre de passes
✔ K2.0 : Profondeur totale
✔ F2.0 : Pas du filetage
4️⃣ Exercice : Cycle de Perçage en Fraisage CNC
📌 Énoncé
Percer 9 trous Ø10 mm en tableau 3×3 avec 30 mm d’écart.
- Profondeur du perçage : -15 mm
- Vitesse de coupe : 200 m/min
- Avance : 150 mm/min
🔹 Tâche : Écrire le programme G-Code.
✅ Correction
G21
G17
G90
G94
T2 M06 ; Sélection de l’outil
S2000 M03 ; Rotation broche
G00 Z10 ; Sécurité avant perçage
G81 Z-15 R5 F150 ; Cycle de perçage
#100 = 3 ; Trous en X
#101 = 3 ; Trous en Y
#102 = 30 ; Espacement
WHILE [#101 GT 0] DO1
#104 = [3 - #101] * #102
WHILE [#100 GT 0] DO2
#105 = [3 - #100] * #102
G00 X#105 Y#104
G81 ; Exécution du perçage
#100 = [#100 - 1]
END2
#101 = [#101 - 1]
#100 = 3
END1
G80 ; Annulation du cycle
G00 Z10 ; Sécurité
M30
📊 Ce que Vous Apprendrez avec Ces Exercices
✅ Maîtrise du G-Code pour tournage et fraisage
✅ Programmation de cycles automatiques (G76, G81)
✅ Utilisation des boucles paramétriques pour des usinages complexes
✅ Optimisation des passes d’usinage pour une meilleure productivité
📌 Fiche Méthode : Programmation CN (Commande Numérique CNC)
📖 Définition
La programmation CN (Commande Numérique) est un ensemble d’instructions permettant de contrôler une machine-outil CNC (tournage, fraisage, perçage) de manière automatique à l’aide du langage G-Code (ISO 6983 / RS-274D).
📌 Objectifs :
✅ Automatiser l’usinage de pièces mécaniques.
✅ Réaliser des pièces complexes avec précision et répétabilité.
✅ Réduire le temps de production et les erreurs humaines.
🔹 1. Structure d’un Programme CN
Un programme CN est une suite de commandes appelées blocs, chaque ligne contenant une instruction spécifique pour la machine.
📌 Exemple de structure :
%
(NOM DU PROGRAMME)
G21 ; Unités en millimètres
G90 ; Mode absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T1 M06 ; Sélection de l’outil
S1500 M03 ; Rotation de la broche à 1500 tr/min
G00 X50 Y50 Z10 ; Déplacement rapide
G01 Z-5 F100 ; Descente en usinage
G01 X100 Y50 ; Fraisage linéaire
G00 Z10 ; Remonter l’outil
M30 ; Fin du programme
%
📌 Explication :
G21: Programme en millimètres.G90: Mode absolu (coordonnées fixes).G17: Plan XY sélectionné pour l’usinage.G00: Déplacement rapide sans usinage.G01: Mouvement linéaire avec usinage.S1500 M03: Démarrage de la broche à 1500 tr/min.M30: Fin du programme et retour au début.
🔹 2. Principales Commandes G-Code et M-Code
📌 Commandes G-Code Essentielles
| Commande | Description |
|---|---|
G00 | Déplacement rapide |
G01 | Déplacement linéaire avec avance |
G02 | Interpolation circulaire horaire |
G03 | Interpolation circulaire anti-horaire |
G17 | Sélection du plan XY |
G18 | Sélection du plan ZX |
G19 | Sélection du plan YZ |
G20 | Unités en pouces |
G21 | Unités en millimètres |
G28 | Retour à la position de référence |
G40 | Annulation de la compensation d’outil |
G41 | Compensation de rayon à gauche |
G42 | Compensation de rayon à droite |
G90 | Mode absolu |
G91 | Mode relatif |
📌 Commandes M-Code Essentielles
| Commande | Description |
|---|---|
M00 | Arrêt du programme |
M03 | Démarrage de la broche en sens horaire |
M04 | Démarrage de la broche en sens anti-horaire |
M05 | Arrêt de la broche |
M06 | Changement d’outil |
M08 | Activation du liquide de coupe |
M09 | Désactivation du liquide de coupe |
M30 | Fin du programme et retour au début |
🔹 3. Paramètres de Coupe Essentiels
| Paramètre | Définition |
|---|---|
| Vitesse de coupe (Vc) | Vitesse relative entre l’outil et la pièce (m/min). |
| Vitesse de rotation (N) | Nombre de tours/minute de la broche (tr/min). |
| Avance par dent (fz) | Distance parcourue par une dent à chaque rotation (mm/dent). |
| Profondeur de passe (ap) | Épaisseur de matière enlevée à chaque passe (mm). |
📌 Formule pour calculer la vitesse de coupe : Vc=π×D×N / 1000
Où D = diamètre de l’outil (mm) et N = vitesse de rotation (tr/min).
🔹 4. Exemples de Cycles d’Usinage Automatisés
📌 Cycles de Perçage
| Commande | Description |
|---|---|
G81 | Perçage simple |
G82 | Perçage avec pause |
G83 | Perçage en profondeur (cycle de débourrage) |
📌 Exemple de Perçage Automatique
G81 X50 Y50 Z-10 R5 F200 ; Perçage à -10 mm
🔹 5. Exercices Pratiques
📌 Exercice 1 : Contournage d’un Rectangle
📍 Objectif : Programmer le contournage d’un rectangle de 100 mm x 50 mm à une profondeur de -5 mm.
💡 Correction :
%
(Rectangle Fraisé)
G21
G17
G90
G94
T1 M06 ; Sélection de l’outil
S1200 M03 ; Rotation de la broche
G00 X0 Y0 Z10 ; Positionnement initial
G01 Z-5 F100 ; Descente en usinage
G01 X100 Y0 F300 ; Avance droite
G01 X100 Y50 ; Déplacement en haut
G01 X0 Y50 ; Déplacement gauche
G01 X0 Y0 ; Retour au point de départ
G00 Z10 ; Sécurité
M30
%
📌 Exercice 2 : Filetage M20 x 2 en Tournage CNC
📍 Objectif : Programmer un filetage M20 x 2 sur 30 mm de long avec 6 passes.
💡 Correction :
%
(Filetage M20x2)
G21
G90
G97 S600 M03
G00 X22 Z5
G76 P6 Z-30 I0.05 K2.0 F2.0
G00 X50 Z10
M30
%
🔹 6. Sécurité et Bonnes Pratiques
✅ Vérifier le serrage de la pièce et de l’outil avant l’usinage.
✅ Simuler le programme CNC avant l’exécution sur machine.
✅ Adapter les paramètres de coupe en fonction du matériau.
✅ Utiliser un système de lubrification adapté pour prolonger la durée de vie des outils.
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