« Différences et avantages entre les machines-outils à commande numérique et les machines-outils classiques »
Dans le secteur actuel de l'usinage mécanique, la commande numérique et les machines-outils CNC occupent une place cruciale. En termes simples, une machine-outil CNC est une machine-outil standard dotée d'un système de commande numérique, mais en réalité, c'est bien plus que cela. La commande numérique est l'équipement d'usinage le plus avancé actuellement utilisé dans l'industrie de l'usinage mécanique, couvrant de nombreuses catégories telles que les tours CNC, les fraiseuses CNC, les aléseuses-fraiseuses CNC, les centres d'usinage à portique CNC et les machines de découpe au fil CNC.
I. Concept de la technologie de commande numérique et des machines-outils CNC
La technologie de commande numérique consiste à utiliser des signaux de programmation numériques pour contrôler le processus d'usinage des machines-outils par ordinateur. En tant que machines destinées à la fabrication de machines, les machines-outils peuvent fabriquer elles-mêmes des machines-outils et incluent diverses méthodes d'usinage telles que le tournage, le fraisage, le rabotage, la rectification, l'alésage, le perçage, l'électroérosion, le cisaillage, le pliage et la découpe laser. L'usinage mécanique vise à usiner des pièces métalliques brutes selon les formes requises, en garantissant deux aspects : la précision dimensionnelle et la précision géométrique. Un équipement capable d'exécuter ces fonctions est appelé machine-outil. Une machine-outil CNC est une machine-outil automatisée de haute précision et à haut rendement, développée à partir d'une machine-outil standard. « Commande numérique » signifie commande numérique. Une machine-outil CNC est une machine-outil automatisée équipée d'un système de contrôle par programme. Ce système peut traiter logiquement des programmes spécifiés par des codes de commande ou d'autres instructions symboliques et les décoder afin que la machine-outil puisse déplacer et usiner des pièces. L'unité de commande d'une machine-outil CNC en est le cœur. Le fonctionnement et la surveillance des machines-outils CNC sont entièrement assurés par cette unité de commande numérique. C'est en quelque sorte le cerveau d'une machine-outil CNC. Les équipements de contrôle numérique auxquels nous faisons habituellement référence comprennent principalement les tours et les centres d'usinage CNC.
La technologie de commande numérique consiste à utiliser des signaux de programmation numériques pour contrôler le processus d'usinage des machines-outils par ordinateur. En tant que machines destinées à la fabrication de machines, les machines-outils peuvent fabriquer elles-mêmes des machines-outils et incluent diverses méthodes d'usinage telles que le tournage, le fraisage, le rabotage, la rectification, l'alésage, le perçage, l'électroérosion, le cisaillage, le pliage et la découpe laser. L'usinage mécanique vise à usiner des pièces métalliques brutes selon les formes requises, en garantissant deux aspects : la précision dimensionnelle et la précision géométrique. Un équipement capable d'exécuter ces fonctions est appelé machine-outil. Une machine-outil CNC est une machine-outil automatisée de haute précision et à haut rendement, développée à partir d'une machine-outil standard. « Commande numérique » signifie commande numérique. Une machine-outil CNC est une machine-outil automatisée équipée d'un système de contrôle par programme. Ce système peut traiter logiquement des programmes spécifiés par des codes de commande ou d'autres instructions symboliques et les décoder afin que la machine-outil puisse déplacer et usiner des pièces. L'unité de commande d'une machine-outil CNC en est le cœur. Le fonctionnement et la surveillance des machines-outils CNC sont entièrement assurés par cette unité de commande numérique. C'est en quelque sorte le cerveau d'une machine-outil CNC. Les équipements de contrôle numérique auxquels nous faisons habituellement référence comprennent principalement les tours et les centres d'usinage CNC.
II. Différences entre les machines-outils à commande numérique et les machines-outils classiques
(1) Efficacité d'usinage
Améliorer considérablement la productivité
Les machines-outils CNC peuvent améliorer considérablement la productivité. Une fois la pièce serrée, il suffit de saisir le programme d'usinage préprogrammé pour que la machine-outil termine automatiquement l'usinage. En cas de changement de pièce usinée, seul le programme de commande numérique doit généralement être modifié, ce qui réduit considérablement le temps d'usinage. Comparée aux machines-outils classiques, la productivité des machines-outils CNC peut être multipliée par plusieurs, voire plus. Leur usinage nécessite souvent des opérations et des réglages manuels fréquents, et leur vitesse d'usinage est relativement lente. Les machines-outils CNC, quant à elles, permettent un usinage continu et automatique, réduisant ainsi les temps d'arrêt et d'attente, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production.
(2) Précision d'usinage
Précision d'usinage extrêmement élevée et qualité de produit stable
Les machines-outils CNC offrent une précision d'usinage élevée et une qualité de produit très stable. L'usinage est automatique selon des programmes, et la précision d'usinage peut être corrigée et compensée par logiciel. La quasi-totalité des produits de haute précision, sophistiqués et de pointe utilisés dans diverses entreprises sont usinés et fabriqués à l'aide de machines-outils CNC. La précision d'usinage des machines-outils générales dépend de multiples facteurs, tels que le niveau technique de l'opérateur et la stabilité de la précision de la machine-outil, ce qui complique la garantie d'un usinage de haute précision. Grâce à la précision du système de commande numérique, les machines-outils CNC peuvent atteindre une précision d'usinage de l'ordre du micromètre, voire supérieure, garantissant ainsi une précision dimensionnelle et géométrique des produits répondant à des exigences strictes.
(3) Degré d'automatisation
Un degré élevé d'automatisation réduit l'intensité du travail
Le degré d'automatisation élevé des machines-outils CNC réduit considérablement l'intensité du travail et estompe largement la distinction entre travail physique et travail intellectuel. Sur les machines-outils classiques, les opérateurs doivent effectuer de nombreuses opérations manuelles, telles que le réglage des outils, la vitesse d'avance et le contrôle du processus d'usinage, ce qui entraîne une forte intensité de main-d'œuvre. En revanche, sur les machines-outils CNC, seul l'opérateur doit saisir les programmes et effectuer les contrôles nécessaires, et la machine peut automatiquement terminer le processus d'usinage. Le processus de travail des opérateurs de machines-outils CNC présente un fort contenu technologique et impose des exigences plus élevées en termes de qualité des opérateurs et de compétences techniques pour le personnel de maintenance. Les personnes sachant utiliser les machines-outils CNC sont appelées « cols gris » ; celles qui maîtrisent la maintenance des machines-outils CNC sont appelées « cols argentés » ; et celles qui maîtrisent à la fois l'utilisation et la maintenance, tout en possédant des compétences polyvalentes en commande numérique, sont appelées « cols dorés ».
(1) Efficacité d'usinage
Améliorer considérablement la productivité
Les machines-outils CNC peuvent améliorer considérablement la productivité. Une fois la pièce serrée, il suffit de saisir le programme d'usinage préprogrammé pour que la machine-outil termine automatiquement l'usinage. En cas de changement de pièce usinée, seul le programme de commande numérique doit généralement être modifié, ce qui réduit considérablement le temps d'usinage. Comparée aux machines-outils classiques, la productivité des machines-outils CNC peut être multipliée par plusieurs, voire plus. Leur usinage nécessite souvent des opérations et des réglages manuels fréquents, et leur vitesse d'usinage est relativement lente. Les machines-outils CNC, quant à elles, permettent un usinage continu et automatique, réduisant ainsi les temps d'arrêt et d'attente, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production.
(2) Précision d'usinage
Précision d'usinage extrêmement élevée et qualité de produit stable
Les machines-outils CNC offrent une précision d'usinage élevée et une qualité de produit très stable. L'usinage est automatique selon des programmes, et la précision d'usinage peut être corrigée et compensée par logiciel. La quasi-totalité des produits de haute précision, sophistiqués et de pointe utilisés dans diverses entreprises sont usinés et fabriqués à l'aide de machines-outils CNC. La précision d'usinage des machines-outils générales dépend de multiples facteurs, tels que le niveau technique de l'opérateur et la stabilité de la précision de la machine-outil, ce qui complique la garantie d'un usinage de haute précision. Grâce à la précision du système de commande numérique, les machines-outils CNC peuvent atteindre une précision d'usinage de l'ordre du micromètre, voire supérieure, garantissant ainsi une précision dimensionnelle et géométrique des produits répondant à des exigences strictes.
(3) Degré d'automatisation
Un degré élevé d'automatisation réduit l'intensité du travail
Le degré d'automatisation élevé des machines-outils CNC réduit considérablement l'intensité du travail et estompe largement la distinction entre travail physique et travail intellectuel. Sur les machines-outils classiques, les opérateurs doivent effectuer de nombreuses opérations manuelles, telles que le réglage des outils, la vitesse d'avance et le contrôle du processus d'usinage, ce qui entraîne une forte intensité de main-d'œuvre. En revanche, sur les machines-outils CNC, seul l'opérateur doit saisir les programmes et effectuer les contrôles nécessaires, et la machine peut automatiquement terminer le processus d'usinage. Le processus de travail des opérateurs de machines-outils CNC présente un fort contenu technologique et impose des exigences plus élevées en termes de qualité des opérateurs et de compétences techniques pour le personnel de maintenance. Les personnes sachant utiliser les machines-outils CNC sont appelées « cols gris » ; celles qui maîtrisent la maintenance des machines-outils CNC sont appelées « cols argentés » ; et celles qui maîtrisent à la fois l'utilisation et la maintenance, tout en possédant des compétences polyvalentes en commande numérique, sont appelées « cols dorés ».
III. Avantages des machines-outils CNC
(1) S'adapter à la production multivariée et en petits lots
Avec la diversification de la demande du marché, la production multi-variétés et en petites séries est devenue une caractéristique importante de l'industrie manufacturière moderne. Les machines-outils CNC peuvent rapidement modifier le programme d'usinage des pièces pour s'adapter aux exigences d'usinage de différentes pièces, sans nécessiter de réglages ni de changements d'outillage complexes. Cela confère aux machines-outils CNC des avantages évidents dans la production multi-variétés et en petites séries, ce qui permet de raccourcir considérablement le cycle de production et de réduire les coûts.
(2) Forte capacité de traitement pour les pièces complexes
Pour certaines pièces aux formes complexes et exigeant une précision élevée, les machines-outils CNC offrent de solides capacités d'usinage. Elles permettent un usinage de haute précision grâce à des technologies telles que la liaison multiaxes et le contrôle complexe des trajectoires d'outils. L'usinage de pièces complexes par des machines-outils classiques nécessite souvent plusieurs processus et serrages, ce qui complique l'usinage et rend la précision difficile à garantir.
(3) Améliorer la cohérence de la qualité des produits
Les machines-outils CNC offrent une précision d'usinage élevée et une excellente stabilité, garantissant une qualité constante des produits. En production par lots, elles garantissent une précision dimensionnelle et géométrique de chaque pièce dans des limites de contrôle strictes, évitant ainsi les écarts de qualité dus aux facteurs humains et à l'instabilité de la précision des machines-outils. Ceci est essentiel pour améliorer la compétitivité des produits sur le marché.
(4) Faciliter la réalisation de l’informatisation de la gestion de la production
Les machines-outils CNC peuvent être connectées aux réseaux informatiques pour informatiser la gestion de la production. Grâce à l'interface de communication du système de commande numérique, des informations telles que l'état de fonctionnement et la progression de l'usinage de la machine-outil peuvent être transmises en temps réel au système de gestion de la production, facilitant ainsi la planification de la production et le suivi qualité par les responsables. Parallèlement, la gestion et la transmission des programmes de commande numérique peuvent également être effectuées via le réseau, améliorant ainsi l'efficacité de la production et le niveau de gestion.
(1) S'adapter à la production multivariée et en petits lots
Avec la diversification de la demande du marché, la production multi-variétés et en petites séries est devenue une caractéristique importante de l'industrie manufacturière moderne. Les machines-outils CNC peuvent rapidement modifier le programme d'usinage des pièces pour s'adapter aux exigences d'usinage de différentes pièces, sans nécessiter de réglages ni de changements d'outillage complexes. Cela confère aux machines-outils CNC des avantages évidents dans la production multi-variétés et en petites séries, ce qui permet de raccourcir considérablement le cycle de production et de réduire les coûts.
(2) Forte capacité de traitement pour les pièces complexes
Pour certaines pièces aux formes complexes et exigeant une précision élevée, les machines-outils CNC offrent de solides capacités d'usinage. Elles permettent un usinage de haute précision grâce à des technologies telles que la liaison multiaxes et le contrôle complexe des trajectoires d'outils. L'usinage de pièces complexes par des machines-outils classiques nécessite souvent plusieurs processus et serrages, ce qui complique l'usinage et rend la précision difficile à garantir.
(3) Améliorer la cohérence de la qualité des produits
Les machines-outils CNC offrent une précision d'usinage élevée et une excellente stabilité, garantissant une qualité constante des produits. En production par lots, elles garantissent une précision dimensionnelle et géométrique de chaque pièce dans des limites de contrôle strictes, évitant ainsi les écarts de qualité dus aux facteurs humains et à l'instabilité de la précision des machines-outils. Ceci est essentiel pour améliorer la compétitivité des produits sur le marché.
(4) Faciliter la réalisation de l’informatisation de la gestion de la production
Les machines-outils CNC peuvent être connectées aux réseaux informatiques pour informatiser la gestion de la production. Grâce à l'interface de communication du système de commande numérique, des informations telles que l'état de fonctionnement et la progression de l'usinage de la machine-outil peuvent être transmises en temps réel au système de gestion de la production, facilitant ainsi la planification de la production et le suivi qualité par les responsables. Parallèlement, la gestion et la transmission des programmes de commande numérique peuvent également être effectuées via le réseau, améliorant ainsi l'efficacité de la production et le niveau de gestion.
IV. Conclusion
En résumé, par rapport aux machines-outils classiques, les machines-outils CNC présentent des avantages significatifs en termes d'efficacité et de précision d'usinage, ainsi que de degré d'automatisation. L'émergence et le développement des machines-outils CNC ont considérablement favorisé le développement de l'industrie de la transformation mécanique et ont fortement soutenu le développement de la fabrication moderne. Grâce aux progrès technologiques continus, les performances des machines-outils CNC continueront de s'améliorer et leur champ d'application s'élargira. Dans l'industrie manufacturière de demain, les machines-outils CNC continueront de jouer un rôle important et deviendront un équipement clé pour la réalisation d'une fabrication intelligente.
En résumé, par rapport aux machines-outils classiques, les machines-outils CNC présentent des avantages significatifs en termes d'efficacité et de précision d'usinage, ainsi que de degré d'automatisation. L'émergence et le développement des machines-outils CNC ont considérablement favorisé le développement de l'industrie de la transformation mécanique et ont fortement soutenu le développement de la fabrication moderne. Grâce aux progrès technologiques continus, les performances des machines-outils CNC continueront de s'améliorer et leur champ d'application s'élargira. Dans l'industrie manufacturière de demain, les machines-outils CNC continueront de jouer un rôle important et deviendront un équipement clé pour la réalisation d'une fabrication intelligente.