Voici une série d’exercices corrigés sur la programmation de commande numérique (CNC) pour machines-outils. Ces exercices couvrent des scénarios typiques de programmation en G-code, qui est le langage standard pour les commandes CNC.
Vous devez programmer un perçage de 5 trous alignés horizontalement sur une plaque. Chaque trou a un diamètre de 10 mm et les centres des trous sont espacés de 20 mm. Le premier trou se trouve à 10 mm de l’origine sur l’axe X, et tous les trous sont à 15 mm de l’origine sur l’axe Y. La profondeur de perçage est de 5 mm.
Écrivez le programme G-code pour réaliser ces perçages.
O1000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques (en mm)
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
G0 Z5 ; Remonter l'outil en position de sécurité à 5 mm au-dessus de la pièce
; Boucle de perçage
T1 M6 ; Sélection de l'outil de perçage
G0 X10 Y15 ; Positionnement au premier trou
G81 Z-5 R1 F100 ; Cycle de perçage à une profondeur de 5 mm avec un retour à 1 mm au-dessus de la pièce
G91 ; Mode de positionnement relatif
G0 X20 ; Déplacement relatif de 20 mm pour le deuxième trou
G81 ; Exécution du cycle de perçage
G0 X20 ; Déplacement relatif de 20 mm pour le troisième trou
G81
G0 X20 ; Déplacement relatif de 20 mm pour le quatrième trou
G81
G0 X20 ; Déplacement relatif de 20 mm pour le cinquième trou
G81
G90 ; Retour au mode de positionnement absolu
G0 Z50 ; Remonter l'outil à 50 mm de hauteur
M30 ; Fin du programme
Explication :
Vous devez programmer l’usinage d’un contour rectangulaire de 100 mm de longueur et 50 mm de largeur. Le coin inférieur gauche du rectangle est situé à l’origine (0,0) dans le plan XY. La profondeur de l’usinage est de 5 mm. L’outil doit suivre le contour en sens horaire.
Écrivez le programme G-code pour usiner ce contour rectangulaire.
O2000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T2 M6 ; Sélection de l'outil de fraisage
G0 Z5 ; Remonter l'outil à une position de sécurité
G0 X0 Y0 ; Positionner l'outil au point de départ du contour
G1 Z-5 F200 ; Descendre l'outil à une profondeur de 5 mm avec une avance de 200 mm/min
; Contour du rectangle
G1 X100 Y0 F300 ; Usiner la première arête de 100 mm (axe X)
G1 X100 Y50 ; Usiner la deuxième arête de 50 mm (axe Y)
G1 X0 Y50 ; Usiner la troisième arête de 100 mm (retour sur l'axe X)
G1 X0 Y0 ; Usiner la quatrième arête pour revenir au point de départ
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Explication :
Vous devez usiner un cercle de 80 mm de diamètre centré en X = 50 mm et Y = 50 mm, avec une profondeur de 2 mm. Utilisez une fraise de 10 mm de diamètre, et activez la compensation d’outil pour décaler la trajectoire.
Écrivez le programme G-code pour usiner ce cercle avec la compensation d’outil.
O3000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T3 M6 ; Sélection de la fraise
G0 Z5 ; Remonter l'outil à une position de sécurité
G0 X90 Y50 ; Positionner l'outil au point de départ, décalé de 40 mm du centre
G1 Z-2 F150 ; Descendre l'outil à la profondeur de 2 mm
G42 D3 ; Activer la compensation d'outil droite avec un correcteur de diamètre D3
G2 X90 Y50 I-40 J0 F300 ; Usiner le cercle dans le sens horaire
G40 ; Désactiver la compensation d'outil
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Explication :
Vous devez programmer le perçage et le filetage de 4 trous sur une plaque rectangulaire. Les trous doivent être situés aux coins de la plaque de dimensions 100 mm × 50 mm. Les trous ont un diamètre de 8 mm et un filetage à 10 mm de profondeur.
Écrivez le programme G-code pour percer et fileter ces trous.
O4000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
; Perçage des trous
T4 M6 ; Sélection de l'outil de perçage
G0 Z5 ; Positionner l'outil au-dessus de la pièce
G0 X0 Y0 ; Premier trou au coin inférieur gauche
G81 Z-10 R1 F100 ; Cycle de perçage à une profondeur de 10 mm
G0 X100 Y0 ; Deuxième trou au coin inférieur droit
G81
G0 X100 Y50 ; Troisième trou au coin supérieur droit
G81
G0 X0 Y50 ; Quatrième trou au coin supérieur gauche
G81
G0 Z5 ; Remonter l'outil
T5 M6 ; Sélection de l'outil de taraudage
; Filetage des trous
G0 X0 Y0 ; Premier trou
G84 Z-10 R1 F50 ; Cycle de taraudage avec une avance de 50 mm/min
G0 X100 Y0 ; Deuxième trou
G84
G0 X100 Y50 ; Troisième trou
G84
G0 X0 Y50 ; Quatrième trou
G84
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Explication :
Une machine CNC doit usiner une rainure rectangulaire de 120 mm de longueur et 20 mm de largeur. La rainure doit être réalisée en plusieurs passes de 2 mm de profondeur, avec une profondeur totale de 6 mm. Le coin inférieur gauche de la rainure est situé à X = 0, Y = 0.
Écrivez le programme G-code pour usiner cette rainure en 3 passes.
Voici la suite et la fin de l’Exercice 5 pour l’usinage de la rainure en plusieurs passes :
O5000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T6 M6 ; Sélection de l'outil de fraisage
G0 Z5 ; Position de sécurité
G0 X0 Y0 ; Positionnement au début de la rainure
G1 Z-2 F150 ; Descendre l'outil à 2 mm de profondeur avec une avance de 150 mm/min
; Usinage de la première passe
G1 X120 Y0 F300 ; Usiner la première arête (120 mm en X)
G1 X120 Y20 ; Usiner la largeur de la rainure (20 mm en Y)
G1 X0 Y20 ; Retour en X
G1 X0 Y0 ; Retour au point de départ pour terminer le contour
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
G1 Z-4 ; Descendre à une profondeur de 4 mm pour la deuxième passe
; Usinage de la deuxième passe
G1 X120 Y0 F300 ; Usiner la première arête à la deuxième passe
G1 X120 Y20 ; Usiner la largeur à la deuxième passe
G1 X0 Y20 ; Retour en X à la deuxième passe
G1 X0 Y0 ; Retour au point de départ
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
G1 Z-6 ; Descendre à la profondeur finale de 6 mm
; Usinage de la troisième et dernière passe
G1 X120 Y0 F300 ; Usiner la première arête à la troisième passe
G1 X120 Y20 ; Usiner la largeur à la troisième passe
G1 X0 Y20 ; Retour en X à la troisième passe
G1 X0 Y0 ; Retour au point de départ
G0 Z50 ; Remonter l'outil à 50 mm pour la fin
M30 ; Fin du programme
Vous devez programmer une machine CNC pour usiner une poche rectangulaire de 80 mm × 40 mm, avec une profondeur de 10 mm. La poche est située en X = 10 mm et Y = 10 mm par rapport à l’origine. Vous devez effectuer l’usinage avec une passe de dégrossissage à 5 mm de profondeur, suivie d’une passe de finition à 10 mm de profondeur.
Écrivez le programme G-code pour réaliser l’usinage de cette poche en deux passes.
O6000 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T7 M6 ; Sélection de l'outil de poche
G0 Z5 ; Remonter l'outil à une position de sécurité
G0 X10 Y10 ; Positionner l'outil au coin inférieur gauche de la poche
G1 Z-5 F200 ; Descendre à 5 mm de profondeur pour la passe de dégrossissage
; Usinage de la première passe (dégrossissage)
G1 X90 Y10 F300 ; Usiner la première arête (80 mm sur l'axe X)
G1 X90 Y50 ; Usiner la largeur de la poche (40 mm sur l'axe Y)
G1 X10 Y50 ; Usiner la deuxième arête (retour en X)
G1 X10 Y10 ; Compléter le contour
G0 Z5 ; Remonter l'outil à une position de sécurité
G1 Z-10 F200 ; Descendre à 10 mm de profondeur pour la passe de finition
; Usinage de la deuxième passe (finition)
G1 X90 Y10 F300 ; Usiner la première arête à la profondeur finale
G1 X90 Y50 ; Usiner la largeur à la profondeur finale
G1 X10 Y50 ; Retour en X à la profondeur finale
G1 X10 Y10 ; Retour au point de départ
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Ces exercices couvrent plusieurs cas typiques de programmation CNC en G-code, allant du perçage simple à l’usinage de contours complexes, en passant par l’utilisation de cycles de poche, de compensation d’outil, et de filetage. Ils vous permettent de comprendre comment structurer un programme CNC pour diverses applications industrielles.
Voici une série d’exercices de programmation CNC avec des cas particuliers qui abordent des situations spécifiques, complexes ou inhabituelles dans l’usinage en commande numérique.
Vous devez usiner un contour rectangulaire de 100 mm × 50 mm avec un chanfrein de 2 mm sur les quatre coins. Le contour doit être réalisé en sens horaire, avec une profondeur de coupe de 5 mm. Le coin inférieur gauche du rectangle se situe en (X = 0, Y = 0).
Écrivez un programme G-code pour réaliser l’usinage de ce contour avec un chanfrein.
O1001 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T1 M6 ; Sélection de l'outil de fraisage
G0 Z5 ; Position de sécurité
G0 X0 Y0 ; Positionner l'outil au coin inférieur gauche du rectangle
G1 Z-5 F200 ; Descendre à une profondeur de 5 mm
; Usinage du chanfrein et du contour
G1 X2 Y2 F300 ; Créer le premier chanfrein de 2 mm
G1 X98 Y2 ; Usiner la première arête (98 mm)
G1 X100 Y0 ; Créer le deuxième chanfrein
G1 X100 Y48 ; Usiner la deuxième arête (48 mm)
G1 X98 Y50 ; Créer le troisième chanfrein
G1 X2 Y50 ; Usiner la troisième arête
G1 X0 Y48 ; Créer le quatrième chanfrein
G1 X0 Y0 ; Revenir au point de départ
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Vous devez programmer le perçage de 4 trous dans une plaque, chacun ayant une profondeur différente :
Écrivez le programme G-code pour réaliser ces perçages avec des profondeurs différentes.
O1002 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T2 M6 ; Sélection de l'outil de perçage
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
; Premier trou
G0 X10 Y10 ; Positionnement au premier trou
G81 Z-5 R1 F150 ; Cycle de perçage avec une profondeur de 5 mm
; Deuxième trou
G0 X30 Y10 ; Positionnement au deuxième trou
G81 Z-10 R1 F150 ; Cycle de perçage avec une profondeur de 10 mm
; Troisième trou
G0 X10 Y30 ; Positionnement au troisième trou
G81 Z-15 R1 F150 ; Cycle de perçage avec une profondeur de 15 mm
; Quatrième trou
G0 X30 Y30 ; Positionnement au quatrième trou
G81 Z-20 R1 F150 ; Cycle de perçage avec une profondeur de 20 mm
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Une machine CNC doit usiner un trou fileté. La pièce nécessite un trou de 20 mm de diamètre avec un filetage de 10 mm de profondeur. Le retour de l’outil après le filetage doit être en retrait à vide pour éviter tout endommagement du filetage. La position du trou est en (X = 50, Y = 50).
Écrivez un programme G-code pour percer et fileter ce trou, en intégrant un retrait en fin de filetage.
O1003 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T3 M6 ; Sélection de l'outil de perçage
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
; Perçage du trou
G0 X50 Y50 ; Positionner l'outil au centre du trou
G81 Z-20 R1 F100 ; Cycle de perçage à une profondeur de 20 mm
G0 Z5 ; Remonter l'outil
T4 M6 ; Sélection de l'outil de taraudage
; Filetage du trou
G0 X50 Y50 ; Repositionner l'outil pour le filetage
G84 Z-10 R1 F50 ; Cycle de taraudage avec une profondeur de 10 mm
; Retrait à vide pour protéger le filetage
G0 Z5 ; Revenir en position de sécurité avant retrait à vide
G0 Z50 ; Remonter complètement l'outil
M30 ; Fin du programme
Vous devez usiner un contour circulaire avec un diamètre extérieur de 100 mm. L’outil de fraisage a un diamètre de 10 mm, et vous devez activer la compensation d’outil pour que la trajectoire suive le contour correct du cercle, avec une profondeur de coupe de 5 mm.
Écrivez un programme G-code pour réaliser cet usinage avec compensation d’outil.
O1004 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T5 M6 ; Sélection de la fraise
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
G0 X50 Y0 ; Positionner l'outil au début du cercle (rayon de 50 mm)
G1 Z-5 F150 ; Descendre à une profondeur de 5 mm
G41 D5 ; Activer la compensation d'outil gauche avec le correcteur D5
G2 X50 Y0 I-50 J0 F300 ; Usiner un cercle complet dans le sens horaire
G40 ; Désactiver la compensation d'outil
G0 Z50 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
M30 ; Fin du programme
Vous devez usiner une poche circulaire de 80 mm de diamètre avec une profondeur totale de 10 mm. L’usinage doit se faire en spirale avec des passes de 2 mm. Le centre de la poche est situé en (X = 40, Y = 40).
Écrivez un programme G-code pour réaliser cet usinage en spirale.
Voici la suite et fin de l’Exercice 5 pour l’usinage en spirale d’une poche circulaire :
O1005 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T6 M6 ; Sélection de l'outil de fraisage
G0 Z5 ; Position de sécurité
G0 X80 Y40 ; Positionner l'outil à la surface au point extérieur du cercle
G1 Z-2 F150 ; Descendre à une profondeur de 2 mm pour la première passe
; Usinage en spirale à la première passe
G2 X40 Y40 I-40 J0 F300 ; Usiner en spirale vers le centre avec un rayon de 40 mm
G1 Z-4 F150 ; Descendre à la deuxième profondeur de 4 mm
G2 X40 Y40 I-40 J0 F300 ; Usiner la deuxième passe en spirale
G1 Z-6 F150 ; Descendre à la troisième profondeur de 6 mm
G2 X40 Y40 I-40 J0 F300 ; Usiner la troisième passe en spirale
G1 Z-8 F150 ; Descendre à la quatrième profondeur de 8 mm
G2 X40 Y40 I-40 J0 F300 ; Usiner la quatrième passe en spirale
G1 Z-10 F150 ; Descendre à la profondeur finale de 10 mm
G2 X40 Y40 I-40 J0 F300 ; Usiner la dernière passe en spirale
G0 Z50 ; Remonter l'outil à une position de sécurité
M30 ; Fin du programme
Vous devez usiner un hexagone régulier avec une longueur de côté de 30 mm et une profondeur de 5 mm. Le centre de l’hexagone est situé à l’origine (X = 0, Y = 0), et vous devez utiliser la compensation d’outil pour garantir que l’outil suit le contour extérieur de l’hexagone.
Écrivez un programme G-code pour réaliser cet usinage en utilisant la compensation d’outil.
O1006 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
G17 ; Sélection du plan XY
T7 M6 ; Sélection de la fraise
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
G0 X30 Y0 ; Positionner l'outil au point de départ à l'extrémité droite de l'hexagone
G1 Z-5 F150 ; Descendre à une profondeur de 5 mm
G41 D7 ; Activer la compensation d'outil à gauche avec le correcteur D7
; Usiner les six côtés de l'hexagone
G1 X15 Y25.98 F300 ; Usiner le premier côté
G1 X-15 Y25.98 ; Usiner le deuxième côté
G1 X-30 Y0 ; Usiner le troisième côté
G1 X-15 Y-25.98 ; Usiner le quatrième côté
G1 X15 Y-25.98 ; Usiner le cinquième côté
G1 X30 Y0 ; Usiner le sixième côté pour revenir au point de départ
G40 ; Désactiver la compensation d'outil
G0 Z50 ; Remonter l'outil
M30 ; Fin du programme
Vous devez usiner une pente qui s’étend sur une longueur de 100 mm en X et une hauteur de 10 mm en Z. Le point de départ de l’usinage est situé à (X = 0, Z = 0), et le point final est (X = 100, Z = -10). L’outil doit suivre cette pente en un seul mouvement linéaire.
Écrivez un programme G-code pour réaliser cet usinage en pente.
O1007 ; Numéro du programme
G21 ; Utiliser les unités métriques
G90 ; Mode de positionnement absolu
T8 M6 ; Sélection de l'outil de fraisage
G0 Z5 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
G0 X0 Z0 ; Positionner l'outil au point de départ
G1 X100 Z-10 F150 ; Usiner la pente sur 100 mm de longueur avec une descente de 10 mm
G0 Z50 ; Remonter l'outil à la position de sécurité
M30 ; Fin du programme
Ces exercices abordent des cas particuliers en programmation CNC, comme l’usinage de chanfreins, de contours polygonaux, d’usinages en spirale, et d’autres scénarios complexes. Ils vous permettront de mieux comprendre et manipuler les fonctionnalités avancées du G-code, comme la compensation d’outil, l’interpolation circulaire, et l’usinage en plusieurs passes.
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