Advanced Machine Tool Programming : implementation of trochoïdal and plunge milling in the STEP-NC numerical chain
PROGRAMMATION AVANCEE DES MACHINES OUTILS :
IMPLEMENTATION DE L'USINAGE TROCHOIDAL ET DU TREFLAGE DANS LA CHAINE NUMERIQUE STEP-NC
Résumé
Productivity on machine tools can be increased by improvement of programming them. Nowadays, the language used for programming is the G-code which dates from the beginning of the eighties with the norm ISO 6983. With the new technologies and possibilities offered, the G-code seems to be exceeded and presents drawbacks that create a rupture in the numerical chain at the manufacturing step. A new standard, the STEP-NC, is developed with the aim of landing in the lacks of G-code and to totally integer the numerical chain CAD-CAM-CNC.
The objectives of our works here are to implement two new milling strategies in the STEP-NC standard: trochoïdal and plunge milling. For that, we proposed to build toolpaths by using a pattern that is repeated all along a guide curve. To show the feasibility of the implementation of milling patterned strategies in STEP-NC, we built a complete numerical chain that is able, from a CAD model, to create a STEP-NC file, to generate toolpaths and to manufacture parts on the machine tool. To generate the STEP-NC file, we implemented trochoïdal and plunge milling in PosSFP, the Korean software for shop floor programming. To validate all the tools we built in the STEP-NC numerical chain, we manufactured tests parts in trochoïdal milling.
The objectives of our works here are to implement two new milling strategies in the STEP-NC standard: trochoïdal and plunge milling. For that, we proposed to build toolpaths by using a pattern that is repeated all along a guide curve. To show the feasibility of the implementation of milling patterned strategies in STEP-NC, we built a complete numerical chain that is able, from a CAD model, to create a STEP-NC file, to generate toolpaths and to manufacture parts on the machine tool. To generate the STEP-NC file, we implemented trochoïdal and plunge milling in PosSFP, the Korean software for shop floor programming. To validate all the tools we built in the STEP-NC numerical chain, we manufactured tests parts in trochoïdal milling.
L'augmentation de la productivité sur machine à commande numérique passe, entre autre, par l'amélioration de la programmation de celles-ci. Le langage sur lequel se base actuellement cette programmation date du début des années 80 avec la norme 6983 qui définit les principes du code G. Ce dernier présente certains inconvénients aux vues des nouvelles stratégies d'usinage et crée une rupture de la chaîne numérique au niveau de la fabrication. Un nouveau format émergeant, le STEP-NC, voit le jour actuellement dans le but de palier aux manques du code G et d'intégrer complètement la chaîne CAO-FAO-CN.
Nos travaux ont pour objectif d'implanter deux nouvelles stratégies d'usinage, le tréflage et l'usinage trochoïdal, au sein du format STEP-NC. Pour ceci, nous nous basons sur une description des trajectoires à l'aide de courbes à motif. La construction de ces courbes se fait par répétition d'un motif le long d'une courbe guide. Pour mettre en avant la faisabilité de l'implantation de ces stratégies à motifs dans le format STEP-NC, nous avons développé une chaîne numérique complète permettant, à partir du modèle CAO, de créer le fichier STEP-NC, de générer les trajectoires et d'usiner la pièce sur machine à commande numérique. Une partie de l'intégration de l'usinage trochoïdal et du tréflage dans le format STEP-NC a été réalisé par implémentation dans le logiciel PosSFP, en collaboration avec le laboratoire de l'université de Postech en Corée. Plusieurs pièces tests ont ensuite été usinées pour valider l'ensemble de la chaîne numérique STEP-NC complète dans le cas de l'usinage trochoïdal.
Nos travaux ont pour objectif d'implanter deux nouvelles stratégies d'usinage, le tréflage et l'usinage trochoïdal, au sein du format STEP-NC. Pour ceci, nous nous basons sur une description des trajectoires à l'aide de courbes à motif. La construction de ces courbes se fait par répétition d'un motif le long d'une courbe guide. Pour mettre en avant la faisabilité de l'implantation de ces stratégies à motifs dans le format STEP-NC, nous avons développé une chaîne numérique complète permettant, à partir du modèle CAO, de créer le fichier STEP-NC, de générer les trajectoires et d'usiner la pièce sur machine à commande numérique. Une partie de l'intégration de l'usinage trochoïdal et du tréflage dans le format STEP-NC a été réalisé par implémentation dans le logiciel PosSFP, en collaboration avec le laboratoire de l'université de Postech en Corée. Plusieurs pièces tests ont ensuite été usinées pour valider l'ensemble de la chaîne numérique STEP-NC complète dans le cas de l'usinage trochoïdal.
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