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Prendre l'origine pièce sur une CNC sans palpeur : X, Y et Z à la main

Jeu de cales d'épaisseur d'épaisseur nominale connue pour régler l'axe Z à la main

Cales d'épaisseur d'épaisseur nominale connue. Photo : Glenn McKechnie, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 (recadrée et réduite).

Un palpeur facilite le réglage, mais l’origine pièce peut aussi être prise sans lui. Il faut une référence connue, un accessoire adapté et une idée claire de la coordonnée que l’on règle.

Le plus gros problème n’est généralement pas le contact lui-même. C’est la distance oubliée entre l’axe de l’outil et l’arête ou la confusion entre origine pièce et longueur d’outil.

Résumé rapide

  • Trois valeurs distinctes : origine machine, origine pièce (G54, G55…) et correcteur de longueur d'outil. Elles ne sont pas interchangeables.
  • X et Y : bague d'accostage mécanique de diamètre connu. À l'arête trouvée, l'axe de la broche est décalé de son rayon.
  • Z : contact sur papier, cale d'épaisseur ou cale étalon. La pointe est au-dessus de la surface de l'épaisseur de la cale.
  • CNC bois : décidez si Z = 0 est en haut ou en bas, et contrôlez butées, ventouses et martyr.
  • Autodesk Fusion : l'origine du Setup doit correspondre au point pris sur la machine, et le post-processeur doit la transmettre correctement.

Dans cet article

  1. Trois valeurs à distinguer
  2. X et Y : la bague d'accostage
  3. Z : papier, cale d'épaisseur ou cale étalon
  4. Où enregistrer la valeur ?
  5. CNC bois : en haut, en bas ou sur butées
  6. Réglage dans Autodesk Fusion
  7. Vérifier avant la première coupe
  8. Réglage ou post-processeur ?
  9. Questions fréquentes

Trois valeurs à distinguer

L’origine machine est la référence du système de coordonnées machine. La prise d’origine des axes établit la relation entre la position de la machine et cette référence ; elle ne détermine pas à elle seule où se trouve la pièce.

L’origine pièce est l’origine du programme par rapport à la pièce. Les commandes programmées en ISO utilisent souvent un système de travail comme G54 ou G55. Le décalage permet d’utiliser les coordonnées pièce indépendamment de sa position sur la table.

Le correcteur de longueur d’outil décrit la longueur de l’outil par rapport à la référence utilisée. Deux outils avec la même origine programme peuvent avoir des correcteurs différents. Il ne faut donc pas confondre origine pièce et table d’outils. Pour plus de détails, voir Compensation d’outil dans Autodesk Fusion.

Choisissez d'abord l'origine. Définissez un coin ou un centre précis de la pièce, le sens des axes et la surface de référence pour Z. Le même point doit correspondre au setup du programme en FAO.

L’article explique le principe pour le fraisage 3 axes. La saisie des valeurs, l’activation des correcteurs et le mode réglage dépendent du manuel de votre machine.

X et Y : trouver l’arête et tenir compte du rayon

Pour déterminer X et Y à la main, une bague d’accostage mécanique convient bien. Sa touche a un diamètre connu et signale la position de l’arête au contact. Au moment où l’arête est trouvée, l’axe de la broche n’est cependant pas sur l’arête : il en est éloigné du rayon de la touche.

Bague d'accostage mécanique avec embout cylindrique et embout conique
Bague d'accostage mécanique pour arêtes et centres. Photo : Glenn McKechnie, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.

Procédure pratique

  1. Nettoyez l’arête de référence et bridez la pièce. Choisissez une face qui correspond à l’origine du programme et qui n’est ni arrondie, ni éclatée, ni bavurée.
  2. Montez la bague et réglez la vitesse selon le fabricant. Une bague d’accostage mécanique rotative n’est pas prévue pour les vitesses d’usinage courantes ; les fabricants indiquent généralement environ 400–600 tr/min. Si la broche ne le permet pas (typique des électrobroches haute vitesse des machines à bois), utilisez un autre accessoire.
  3. Approchez l’arête en mode réglage, par petits incréments. Saisissez le moment où l’arête est trouvée selon la notice. Répétez la mesure pour vérifier la répétabilité.
  4. Enregistrez le décalage en tenant compte du rayon. Procédez de même pour le second axe. Dégagez-vous de la pièce avant de passer sur un autre côté.
Illustration de la recherche d'une arête de pièce avec une bague d'accostage mécanique
Principe de la recherche d'arête avec une bague d'accostage mécanique. Illustration technique : Robert Hewitt, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0 (réduite).
Exemple de contact par l'extérieur : la touche fait Ø 10 mm, soit 5 mm de rayon. En touchant l'arête gauche, si +X pointe vers l'intérieur de la pièce, l'axe de la bague est à X = -5 mm. En touchant l'arête opposée d'une pièce de 300 mm de large, à X = 305 mm. Ce sont des coordonnées géométriques, pas des valeurs universelles à recopier dans la table des décalages.

Sans bague, on peut localiser une arête de manière indicative avec l’outil à l’arrêt et une cale, en tenant compte du rayon de la partie réellement en contact et de l’épaisseur de la cale. Les arêtes de coupe, le faux-rond et une arête irrégulière dégradent la répétabilité ; pour un travail précis, utilisez un accessoire de mesure adapté.

Z : papier, cale d’épaisseur ou cale étalon

La hauteur peut être déterminée en approchant à la main la pointe de l’outil de la surface de référence au-dessus d’un matériau d’épaisseur connue. La méthode du papier figure aussi dans le manuel Haas pour le réglage manuel d’outil. Elle est accessible, mais le résultat dépend de l’épaisseur du papier et du toucher.

Prise d’origine sur la face supérieure

Nettoyez la surface et la cale. Broche arrêtée, placez l’outil au-dessus du point de mesure et réduisez l’incrément manuel. Laissez la cale sous l’outil et descendez Z doucement jusqu’à sentir une légère résistance répétable en la faisant glisser. N’enfoncez pas l’outil dans la matière et ne tenez jamais la cale près d’une arête en rotation.

Lors d’un contact sur cale, la pointe n’est pas sur la surface : elle est au-dessus de l’épaisseur de la cale. Compensez cette différence avec la fonction de réglage de l’origine ou de l’outil, selon la procédure de la commande. Après enregistrement, dégagez l’outil et vérifiez le résultat.

Exemple : si la surface de la pièce est Z = 0 et la cale fait 0,10 mm, la pointe au contact correspond à Z = +0,10 mm. Avec une cale étalon de 10 mm, à Z = +10 mm. Valable pour une orientation où +Z pointe à l'opposé de la face usinée.

Où enregistrer la valeur ?

Si les longueurs d’outils sont déjà correctement mesurées et leurs correcteurs actifs, cette procédure détermine la position de la surface de référence dans le système de travail. Si vous mesurez seulement maintenant la longueur de l’outil, vous modifiez la donnée correspondante dans la table d’outils. LinuxCNC permet par exemple de saisir la dimension de la cale directement dans la table d’outils lors du contact.

Après le changement d’un outil monté à la main, la nouvelle longueur doit être prise en compte. Mesurez l’outil dans la table ou utilisez la procédure validée pour reprendre Z.

Appliquer la même correction à la longueur d'outil et au décalage d'origine peut produire une profondeur de coupe incorrecte. Ajustez la valeur prévue par la procédure de réglage de votre machine.

CNC bois : origine en haut, en bas ou sur butées ?

Pour les pièces en panneau et en bois massif, il est utile de décider si Z = 0 représente la face supérieure ou inférieure de la pièce. Le choix doit correspondre au programme, à l’épaisseur réelle et au mode de bridage. Il faut aussi distinguer la face inférieure de la pièce de la table : des ventouses, des consoles ou un montage peuvent se trouver entre les deux.

Référence ZPanneau de 18 mm, +Z vers le haut
Face supérieure de la pièceFace supérieure : Z = 0
Face inférieure : Z = -18 mm
Une poche de 5 mm a son fond à Z = -5 mm
Face inférieure de la pièceFace inférieure : Z = 0
Face supérieure : Z = +18 mm
Une poche de 5 mm a son fond à Z = +13 mm

Ces chiffres décrivent la géométrie de la même poche avec deux origines différentes. Ils ne signifient pas qu’on peut les recopier tels quels dans tout format bois : une commande donnée peut exprimer la profondeur autrement. Plus de détails sur le secteur dans Autodesk Fusion dans l’industrie du bois.

Mise en place répétée sur butées

Si la machine ou le montage offre des positions de butées vérifiées, X et Y peuvent en être déduits sans rechercher les arêtes à chaque chargement. La zone de travail active, la butée utilisée et l’orientation de la pièce doivent toutefois correspondre. Des copeaux entre la pièce et la butée ou un mauvais appui décalent la pièce, même si les valeurs enregistrées restent identiques.

Sur une table à consoles, incluez la hauteur des supports et des ventouses dans le contrôle. Sur une table de nesting, vérifiez la surface du martyr. Après un changement de montage ou un surfaçage du martyr, revérifiez la référence en hauteur. Saisir l’épaisseur du matériau ne remplace pas le contrôle de la position réelle de la pièce.

Réglage dans Autodesk Fusion

Dans Manufacture > Setup, définissez l’orientation des axes de travail et l’Origin. Stock box point sélectionne un point de la boîte englobante du brut ; Model box point, de celle du modèle. Selected point permet de choisir un point de référence précis. Z doit pointer à l’opposé de la face usinée.

Si vous prenez l’origine à la main sur un coin du brut, choisissez dans Fusion le coin correspondant du brut. Si le modèle a une surépaisseur, son coin peut se trouver ailleurs. Si vous prenez l’origine sur le panneau brut alors que la FAO calcule depuis la pièce finie, la différence se retrouve dans l’usinage.

Le post-processeur doit conserver la référence prévue. Le programme généré doit utiliser le système de travail ou la définition d'origine de la machine. Un setup Fusion correct n'est qu'une moitié ; l'interprétation correcte sur la CNC est l'autre. Le rôle du post-processeur est expliqué dans Qu'est-ce qu'un post-processeur en FAO.

Faire vérifier la sortie du post-processeur →

Vérifier avant la première coupe

Avant d’usiner, vérifiez la position du programme par rapport à la pièce réelle et au bridage. Utilisez le mode de vérification de la machine, le bloc à bloc et une limitation de vitesse adaptée. Ne comptez pas seulement sur la réduction de l’avance : le rapide peut avoir un réglage distinct.

Cinq points de contrôle

  1. L’origine active sur la machine correspond au programme et au setup FAO.
  2. Les sens X, Y et Z correspondent à l’orientation de la pièce.
  3. Le rayon de la bague et l’épaisseur de la cale sont pris en compte.
  4. Le bon outil est dans la broche et la commande utilise sa bonne longueur.
  5. Les hauteurs de sécurité tiennent compte de l’obstacle le plus haut, bridage compris.

Entre deux arêtes mesurées, remontez d’abord l’outil à une hauteur de sécurité.

Ne vérifiez pas l'origine par un déplacement aveugle vers X0 Y0 Z0. Cette position peut justement se trouver sur la surface de la matière ou dans une zone de collision. Un essai à vide au-dessus de la matière vérifie surtout la position de la trajectoire en X et Y ; la bonne profondeur de coupe doit être confirmée séparément.

À l’atelier, une fiche de réglage claire indiquant l’origine et les outils aide aussi, par exemple celle de Setup Sheet Studio pour Autodesk Fusion.

Problème de réglage ou de post-processeur ?

Si tout le programme présente le même décalage, vérifiez d’abord l’origine pièce, les correcteurs actifs et le bridage. Si le problème survient après un changement d’outil, vérifiez la longueur et son utilisation dans le programme. L’erreur peut aussi venir de la sortie du post-processeur, mais sans vérifier ces données, la cause ne peut pas être établie de façon fiable.

Questions fréquentes sur la prise d'origine

Comment prendre l'origine pièce sur une CNC sans palpeur ?

X et Y se déterminent avec une bague d'accostage mécanique de diamètre connu, en tenant compte de son rayon lors de l'enregistrement du décalage. Z se détermine en approchant l'outil de la surface de référence sur du papier, une cale d'épaisseur ou une cale étalon, en tenant compte de son épaisseur. Le point choisi doit correspondre à l'origine définie en FAO.

Quelle différence entre l'origine machine et l'origine pièce ?

L'origine machine est la référence du système de coordonnées machine, connue de la commande après la prise d'origine des axes. L'origine pièce est l'origine du programme par rapport à la pièce ; sur les commandes ISO, elle est souvent enregistrée dans un système de travail comme G54 ou G55. La prise d'origine machine seule ne dit pas où se trouve la pièce.

Pourquoi tenir compte du rayon de la bague d'accostage ?

Au moment où l'arête est trouvée, l'axe de la broche n'est pas sur l'arête : il est décalé du rayon de la touche. Avec une bague de 10 mm touchant l'arête gauche par l'extérieur, l'axe est à X = -5 mm si +X pointe vers l'intérieur de la pièce.

Quelle épaisseur de papier ou de cale faut-il prendre en compte ?

Toujours celle que vous utilisez réellement. En touchant sur une cale, la pointe est au-dessus de la surface de son épaisseur, par exemple Z = +0,10 mm avec une cale de 0,10 mm ou Z = +10 mm avec une cale étalon de 10 mm. Le papier a une épaisseur incertaine et dépend du toucher : c'est plutôt une méthode indicative.

La prise de Z manuelle va-t-elle dans le décalage d'origine ou dans la longueur d'outil ?

Cela dépend de la procédure. Si les longueurs d'outils sont déjà mesurées et leurs correcteurs actifs, vous positionnez la surface de référence dans le système de travail. Si vous mesurez la longueur de l'outil, vous modifiez la table d'outils. N'inscrivez jamais la même erreur dans les deux.

Z = 0 doit-il être sur la face supérieure ou inférieure du panneau ?

Les deux sont valables tant qu'ils correspondent au programme. En nesting et pour les pièces en panneau, on choisit souvent la face inférieure ou le martyr ; pour les poches et le surfaçage, la face supérieure. L'essentiel est que machine, FAO et sortie du post-processeur utilisent la même référence.

Comment régler l'origine dans Autodesk Fusion pour qu'elle corresponde à la machine ?

Dans Manufacture > Setup, définissez l'orientation des axes et l'Origin. Si vous prenez l'origine sur un coin du brut, choisissez Stock box point et le coin correspondant du brut, pas celui du modèle. L'axe Z doit pointer à l'opposé de la face usinée.

Comment savoir si le problème vient du réglage ou du post-processeur ?

Si tout le programme est décalé de la même valeur, vérifiez d'abord l'origine pièce, les correcteurs actifs et le bridage. Si l'erreur apparaît après un changement d'outil, vérifiez la longueur. Ce n'est qu'ensuite qu'il est utile de chercher dans la sortie du post-processeur.

Marek Skoták
Marek Skoták
Spécialiste de l'intégration CAD/CAM et CNC

Marek Skoták possède plus de 18 ans d'expérience dans le développement de post-processeurs personnalisés pour Autodesk Fusion et l'automatisation FAO pour machines CNC dans les industries du bois et du métal.

L'usinage sur la machine ne correspond pas au setup Fusion ?

Envoyez-nous un projet Autodesk Fusion d'exemple, le programme CN généré et une courte description de la façon dont vous prenez l'origine pièce sur la machine. Nous vérifierons l'origine, l'orientation des axes et la sortie du post-processeur.

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