Réhabilitation Tour CNC : Mémoire Génie Mécanique

REPOBLIKAN’I MADAGASIKARA
Fitiavana-Tanindrazana-Fandrosoana
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET
DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
ECOLE NORMALE SUPERIEURE POUR L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE
Domaine : Sciences de l’Education
Mention : Education-Apprentissage-Didactique et Ingénierie en Mécanique
Parcours : Professorat d’Enseignement Technique en Génie Mécanique Productique
REHABILITATION DU TOUR A COMMANDE NUMERIQUE
DU LABORATOIRE DE MECANIQUE ET DE METROLOGIE
DE L’ENSET ANTSIRANANA
Mémoire de fin d’études
Présenté et soutenu publiquement, le 13 juin 2017
pour l’obtention du grade de
Master d’Aptitude au Professorat de l’Ecole Normale
Par
SAMBIZARA Florido et JACQUIS Michel Maurice
Membres du jury :
Président : Monsieur RAVELOMIANGO Jean Christian
Encadreurs : Monsieur RAKOTONDRASOA Honoré Eugène
Monsieur RAFEFIMANANA Sambilason Richard
Examinateurs : Monsieur TOMBORAVO Delphin
Monsieur JAOMIARY Antonio
*************** Année-Universitaire : 2015 - 2016 ***************
~ UNIVERSITE D’ANTSIRANANA ~

M´ emoire de fin d0´
etudes
Cahier de charges
Thème du sujet :
REHABILITATION DU TOUR A COMMANDE NUMERIQUE DU LABORATOIRE
DE MECANIQUE ET DE METROLOGIE DE L’ENSET
Objectif :
Rendre opérationnelle le tour à commande numérique du laboratoire de Mécanique et
de Métrologie de l’ENSET.
La commande numérique est actuellement la tendance dans l’usinage. l’ENSET, dans
son laboratoire possède un tour à commande numérique qui était en panne depuis plusieurs
années. Par conséquent, bien que l’on apprend la commande numérique en théorie, la
pratique n’a pas pu être effectuée. En outre, la technologie utilisée est trop ancienne, des
nouvelles cartes électroniques ont vu le jour ces derniers temps(carte ARDUINO) ; elles
permettent de piloter des multitudes de machines industrielles telles les machines-outils
à commande numérique.
Travaux demandés :
1. Etude sur l’architecture d’un tour à commande numérique : structure de la partie
opérative et de la partie commande ;
2. Identification de la technologie câblée utilisée par cette MOCN : la PC, les éléments
constitutifs de la PC, ... ;
3. Etude de programmation sur une MOCN ;
4. Etude de bibliographique des machines à commande numériques ancienne fabrica-
tion et celles de nos jours ;
5. Prise en main de l’une des nouvelles cartes (carte ARDUINO) et du logiciel corres-
pondant ;
6. Application sur le tour pour la remise en état de fonctionnement;
7. Essai ;
Responsables :
– RAKOTONDRASOA Honoré Eugène
– RAFEFIMANANA Sambilason Richard
i

M´ emoire de fin d0´
etudes
Remerciements
La réalisation et l’élaboration de ce présent travail ont été possibles grâce à l’aimable
coopération des personnes à qui nous tenons à adresser nos sincères remerciements, à
savoir :
+Monsieur RAMIFIDISOA Lucius, Directeur de l’Ecole Normale Supérieure pour l’En-
seignement Technique, pour nous avoir permis d’effectuer ce présent mémoire sous sa
juridiction.
+Monsieur RAVELOMIANGO Jean Christian, Responsable de la Mention EADIM et
Président du jury.
+Monsieur RAKOTONDRASOA Honoré Eugène, Responsable du parcours Productique
et en tant qu’encadreur , qui a fait preuve de compréhension et de patience à notre
égard et n’a pas ménagé ses efforts pour que ce mémoire de fin d’études soit en bonne
qualité.
+Monsieur RAFEFIMANANA Sambilason Richard qui est notre deuxième encadreur
pour ses précieux conseils, ses orientations ainsi que ses soutiens durant ces travaux
de mémoire.
+Monsieur TOMBORAVO Delphin et Monsieur JAOMIARY Antonio qui acceptent de
user leurs temps à examiner ce travail.
+Nous remercions également tous les enseignants de l’Ecole Normale Supérieure pour
l’Enseignement Technique, particulièrement les enseignants du parcours Mécanique
pour leurs initiatives de diffuser ceux qu’ils savaient durant les années académiques.
+Nous adressons aussi nos vifs remerciements à nos parents qui nous ont toujours aidés
et encouragés, particulièrement à mon grand frère (SAMBIZARA Florido), Monsieur
SAMBIZARA Prudent pour ses soutiens moraux et financiers jusqu’à ce jour.
+A toutes et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à l’accomplissement de ce
travail.
Merci !
SAMBIZARA Florido et JACQUIS Michel Maurice
ii

Sommaire
Chapitre 1 : GENERALITES SUR LES TOURS
1.1 Historique d’un tour
1.2 Différents types des tours
1.3 Machine-outil à commande numérique(MOCN)
Chapitre 2 : ARCHITECTURE D’UN TOUR EMCO COMPACT 5 CNC
2.1 Partie opérative
2.2 Partie commande
2.3 Etude de fonctionnement
Chapitre 3 : REMIS EN ETAT D’UN TOUR EMCO COMPACT 5 CNC
3.1 Généralités sur la Carte Arduino
3.2 Type des cartes Arduino
3.3 Application
3.5 Logiciels et/ou Programmes utilisés
Chapitre 4 : REALISATION
4.1 Installation des matériels électroniques et électriques
4.2 Poulie crantée
Chapitre 5 : IMPLICATION PEDAGOGIQUE
iii

Table des figures
1.1 Toursantiques.................................. 3
1.2 Tour parallèle avec le chariot porte-outil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Tour parallèle à charioter-fileter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Touràcopier .................................. 5
1.5 Tour semi-automatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.6 Tourautomatique................................ 6
1.7 Tour automatique multibroche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.8 Tourvertical................................... 7
1.9 Tourfrontal................................... 8
1.10Tourrevolver .................................. 8
1.11 Tour parallèle à banc rompu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.12 Tour à commande numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.13 Schéma bloc d’un tour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.14 Evolution de la CN depuis 1952 à 1995 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.15 Schéma simplifié pour une machine à commande numérique . . . . . . . . . 13
1.16 Fonctionnement du moteur pas à pas à aiment permanent . . . . . . . . . 14
1.17 Moteur pas à pas à réluctance variable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.18 Fonctionnement d’un moteur pas à pas à réluctance variable . . . . . . . . 16
1.19 Constitution du moteur pas à pas hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.20 Fonctionnement du moteur pas à pas hybride . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Plaque signalétique sur le moteur de broche . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Poupées d’EMCO COMPACT 5 CNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Tourelle-porte-outils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4 Exemple de 5 outils à charioter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5 Exemple de 2 outils à dresser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.6 Exemples des outils à charioter-dresser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.7 Exemples des outils à aléser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.8 Exemple de 3 outils à aléser-dresser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.9 Outils à rainurer d’extérieur et d’intérieur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.10 Outil à tronçonner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.11 Outils à fileter d’extérieur et d’intérieur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.12 Pupitre de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.13 Déplacements du chariot porte-outil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.14 Structure d’un programme d’usinage avec l’organisation d’un bloc. . . . . . 27
iv