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Les stratégies d’Usinage 2D et 3D dans Fusion 360 Manufacture. 1ère partie.

chemins d'outils

Vous avez une machine CNC, et vous utilisez Fusion 360 pour concevoir vos pièces. Le truc, c’est que les 2, séparément, marchent très bien (enfin, j’espère pour vous 😉 ). Là où les choses se compliquent un peu, c’est au moment de choisir les stratégies d’usinage 2D et 3D dans l’atelier Manufacture de Fusion 360, pour sélectionner les chemins d’outils usinant votre pièce, puis générer le GCode à envoyer à votre machine.

Ne sachant pas quelle machine vous avez, cet article ne va pas adresser des questions particulières, comme les vitesses d’avance et vitesse de coupe. Il y a d’autres articles sur le Blog qui peuvent vous aider dans ces réglages. Nous n’allons pas non plus parler de post-processeur spécifique, mais utiliser celui pour GRBL comme exemple. GRBL est un peu le plus petit dénominateur commun, en termes de capacités à interpréter le GCode, puisqu’il tourne sur un Arduino 8 bits. Si vous ne trouvez pas de post-processeur correspondant mieux à votre machine, essayez GRBL, il y a de fortes chances que ça fonctionne.

Stratégies d’usinage 2D et 3D, qui, que, quoi?

Une des question qui revient le plus souvent lorsqu’on débute en fraisage CNC porte sur la différence, dans Manufacture, entre les opérations 2D et 3D. Et la réponse est loin d’être intuitive. En effet, la différence n’a rien à voir avec les mouvements de a fraise en 2 ou 3D. Il faut se placer “du pont de vue de Fusion 360”. Et, de ce point de vue, une opération 2D est une opération dont le chemin va suivre une ligne, une arête, un angle, alors qu’une opération 3D se calcule à partir d’une surface, à priori non plane (mais qui pourrait l’être).  On peut bien sûr, selon la pièce, combiner des opérations 2D et 3D pour un même usinage.

2019-03-26 13_30_21-Autodesk Fusion 360 (Startup License)2019-03-26 13_30_57-Autodesk Fusion 360 (Startup License)

Nous reviendrons en détail sur ces différentes opérations, mais on va commencer par le commencement, c’est à dire la préparation du travail à effectuer sur notre pièce de matériau brut. Fusion 360 appelle ça “Setup”. Il peut y en avoir plusieurs pour une même pièce, notamment si on doit la retourner, mais les principes décrits vont s’appliquer pour tous vos setups.

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Installer GRBL sur l’Arduino (Téléverser)

Comment installer la dernière version de GRBL sur un Arduino Uno: c’est une opération familière pour ceux qui  “bricolent” un peu avec un Arduino, mais pour de nombreux amateurs de CNC, c’est encore de la magie noire…. Rien de bien compliqué, pourtant, comme nous allons le montrer dans cet article.

Ce dont vous avez besoin:

  • 1 PC (ou Mac)
  • 1 Arduino Uno (ça fonctionne de la même manière avec un Arduino Mega, il faudra juste indiquer la bonne carte)
  • 1 Cable USB pour brancher l’Arduino sur le PC
  • L’Environnement de Développement Intégré Arduino (IDE)
  • La dernière version de GRBL

Vous pouvez télécharger l’IDE Arduino pour Windows ici:  https://www.arduino.cc/en/Main/Donate et ici pour Mac: https://www.arduino.cc/en/Main/Donate
Pour obtenir la dernière version de GRBL, allez sur le répertoire GitHub, cliquez sur release, et téléchargez le code source https://github.com/gnea/grbl/releases. La version actuelle est v1.1f (g pour la version en pré-release)

Il existe une version optimisée pour l’Arduino Mega2560, que vous pouvez télécharger ici: https://github.com/gnea/grbl-Mega/releases  Tout ce qui suit s’applique de la même manière pour les 2 versions.

 

Installer GRBL dans les librairies Arduino

 

2019-05-13 11_09_56-Installer GRBL sur l’Arduino (Téléverser) - Open Live Writer

 

Vous pouvez extraire les fichiers de l’archive zip directement dans le répertoire librairies de l’Arduino. Lorsque vous installez l’IDE Arduino sur votre machine (Je parles de Windows, n’ayant pas de Mac. Il faut retrouver les répertoires équivalents sur le Mac et sur Linux), un répertoire Arduino est créé dans votre répertoire Documents. A l’intérieur de ce répertoire Arduino se trouvent quelques répertoires avec des exemples de code, et un répertoire “libraries”. C’est dans ce répertoire qu’il faut copier (où extraire) le répertoire GRBL.

Ensuite, il faut “dire” à l’IDE Arduino qu’il y a une nouvelle librairie. Pour se faire, menu Croquis/ Importer Bibliothèque/ Ajouter Bibliothéque, et sélectionner le répertoire GRBL dans votre répertoire librairies.

A l’intérieur de votre répertoire GRBL, se trouve un répertoire “Examples”, qui contient un répertoire “grblUpload”. Copiez ce répertoire à l’extérieur du répertoire “libraries”. Le mieux est sans doute de le copier directement sous “Arduino”

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GRBL, Homing et fins de course.

Position du Homing pour $23=1

Homing est la fonction qui permet de donner une position de référence sur les 3 axes de la machine, de manière à ce qu’un certain nombre d’opérations soient possibles grâce à un « repère » physique constant, tel que la position de brides et d’attaches, d’une sonde, etc….

La position de ce repère sur la machine dépend des paramètres indiqués dans GRBL. Comme la chose n’est pas absolument intuitive (???), on va tâcher d’illustrer tout ça.
Tout d’abord, il vous faut déterminer où vous voulez que le homing se fasse:

Paramètre $23 – Direction du Homing

Vous avez 4 choix possibles:

Position du Homing pour $23=0

Position du Homing pour $23=1
Position du Homing pour $23=1
Position du Homing pour $23=2
Position du Homing pour $23=2
Position du Homing pour $23=3

 

Comme vous pouvez le voir sur les illustrations, les coordonnées absolues sont données en négatif par rapport au point 0,0,0. C’est a priori le défaut pour toutes les machines CNC professionnelles, et pour LinuxCNC, dont GRBL s’inspire. Ne me demandez pas pourquoi, aucune idée! 🙂

Bien sûr, du choix de la direction du Homing va dépendre la position des switches de fin de course. Notez qu’il n’est pas nécessaire de mettre de fin de course en Z+. De mon point de vue (mais ce n’est que mon point de vue), il n’est pas non plus nécessaire de mettre des switches de chaque coté des Axes X et Y. Personnellement, ayant choisi la position $23=3, je n’ai des fins de course qu’en X- et Y-.

Etapes du Cycle de Homing

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La Chaîne Logicielle

Chaîne Bois

De l’idée de départ jusqu’à la fabrication de la pièce sur votre machine CNC, tout va se passer sur l’ordinateur, utilisant différents logiciels selon l’étape du processus à effectuer, constituant ainsi une chaîne logicielle.

LA Chaîne logicielle, dans l’absolu, n’existe pas. Il y a la vôtre, celle que vous allez petit à petit adopter, qui vous sera la plus familière. Même si, selon les cas particuliers, vous allez sans doute avoir besoin de l‘adapter.

Dans cet article, La Chaîne Logicielle est générique. Nous allons voir les différentes étapes nécessaires pour transformer une idée en objet fini, et évoquer les différents outils logiciels qui peuvent être utilisés. Certains logiciels permettent d’effectuer TOUTES les étapes, où presque, alors que d’autres ne permettent qu’une seule opération. Nous reviendrons plus en détail sur certains de ces logiciels dans le futur.

Il existe aussi de nombreux utilitaires, permettant de passage d’une étape à une autre, comme la conversion d’un fichier DXF en GCode, mais je n’en parlerais pas dans cet article, dans la mesure où le but est d’avoir le MINIMUM d’étapes. Je vais donc me focaliser sur les outils plus complets, par rapport à des utilitaires ne remplissant qu’une seule fonction. Le Forum est là pour en parler, une discussion me semble plus appropriée qu’un article, qui ne peut brosser qu’un tableau générique.

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Panneau de Contrôle Grbl

Panneau de contrôle Grbl en Français

Comme je l’ai évoqué dans mon article précédent, Grbl est un logiciel “firmware”, exécuté sur un Arduino, qui analyse le GCode reçu, construit un modèle mathématique des actions à effectuer, et exécute ces mouvements en envoyant un flot continu de pulsions haute fréquences aux moteurs pas à pas. Le seul petit détail, c’est que Grbl n’a aucune interface utilisateur, par différence avec Mach3, PlanetCNC où encore LinuxCNC, qui tous répondent à la même définition, mais permettent de piloter la machine depuis des écrans appropriés. Il faut donc disposer d’un autre logiciel, exécuté sur une autre machine, en liaison avec Arduino, pour pouvoir interagir avec la machine. Il existe plusieurs de ces logiciels, mais aujourd’hui je veux vous présenter le “Panneau de Contrôle Grbl” (Grbl-Panel, en Anglais) logiciel Open source dont je viens de finir la traduction complète.

Présentation

Le Panneau de Contrôle Grbl n’est pas le plus “joli” des divers logiciels interfaces pour Grbl qui existent, par contre il est certainement le plus “professionnel”, dans la mesure où il intègre de nombreuses fonctions habituellement trouvées sur des machines industrielles. Il “clone” plus où moins un panneau physique comme on pourrait le trouver sur une machine Fanuc où Haas. Tous les outils nécessaires au réglage et au fraisage sont organisés de manière claire, correspondant à l’expérience acquise par la pratique de dizaines d’années d’organisation d’un poste de machiniste. L’interface est épurée et ne comprend pas la partie graphique qui flatte l’œil mais n’apporte pas grand chose de concret à l’interface home machine.

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