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ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL
MEC4510 – FAO ET MACHINESOUTILS 3cr. (3.52.53)
HIVER 2005 INTERVENANTS : Guy Cloutier3404711 #4153 B450.10guy.cloutier@polymtl.cawww.grdfp.polymtl.ca/cloutier CorinnePotvin àconsulter pendant la séance(étudiante, grades supérieurs)  YanBoutin(coordonnateur duB451, C124LRFV)  GuyGironne C124 (technicien,usinage Matsuura) OBJECTIFS GÉNÉRAUX :Ce cours vise à…·des processus de création, de transfert, de vérification et de correction d’informations propres à Exercer la FAO : gamme, parcoursoutils, dossier de fabrication, préparation d'une production,… ·et analyser les informations nécessaires à la programmation d’une MOCN : code ISO, cycles Engendrer spéciaux, programmation paramétrée, simulations et optimisations de trajectoires,… ·: cinématique machine, Acquérir et modéliser une connaissance spécifique de la machine perpendicularités, écarts d’axes rotatifs, recalage des zéros, … OBJECTIFS SPÉCIFIQUES : À la fin du cours, l’étudiant sera évalué sur son (ses) habileté(s) à… · décrireles principales parties d’une MOCN et des ses équipements auxiliaires (capteurs et actionneurs, transmetteurs de mouvement, montages modulaires, chargeurs de palettes et d’outils,…), · effectuerdes opérations numériques de géométrie directe et de géométrie réciproque sur les structures mécaniques articulées (SMA) de machinesoutils, · programmer,lire et interpréter un code ISO (codes G, M, ...), · programmerune MOCN à l'aide d'un logiciel de FAO, ·et analyser certaines techniques simples d’étalonnage machine, exécuter · interpréterdes données d’écarts au sens des moindres carrés, ·les propagations d’erreurs à travers la cinématique machine. calculer · Portionnon évaluée: L’étudiant aura mis au contact du vocabulaire anglais applicable à la commande numérique, en préparation directe à leur insertion sur le marché du travail.Il aura été exposé à un large éventail de sources d’information puisées dans des normes et des documents de créateurs de MOCN, il saura élaborer un dossier de fabrication et à le répartir entre les divers acteurs d'une production,
SITUATION DU COURS : Ò Préalable MEC3310 obligatoire : La connaissance du logiciel CATIAV5 Windows estimpérative. Préalable MEC3500 obligatoire et corequis MEC4530 suggéré : La connaissance des procédés est requise, un approfondissement des principes d'usinage est un fort avantage :Constituez vos équipes de façon à ce qu’au moins deux étudiant dans l’équipe aient suivi ou suivent ces cours.Accessoirement, il peut aussi être avantageux qu’un membre de l’équipe ait suivi le cours de contrôle dimensionnel MEC4500. Ò Outil implicite : La connaissance du logiciel MATLABest un atout certain, et doit être approfondie.
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DOCUMENTATION : Le cours ne bénéficie pas d'un manuel de référence.Comme chaque machineoutil diffère quelque peu de sa voisine, le passage à l’acte sécuritaire demande de s’investir dans les cahiers constructeur qui accompagnent l’achat de la machine.L'essentiel de la matière se trouve donc dans des fichiers PDF disponibles sur le disqueK:des salles d'informatique, et dans lesCahiersmis à votre disposition. Ò Pour les instructions CATIA:, on renvoie l'étudiant à son polycopié du cours MEC3310Introduction à l’utilisation du logiciel CATIA; la documentation CATIA est disponible à même le réseau. Ò Pour les instructions VERICUT, on renvoie l'étudiant aux fichiers PDF (français) ou aux fichiers d’aide Ò HTML (anglais) de CGTech Inc.VERICUT estun outil logiciel de FAO utilisé dans les grosses et moyennes entreprises. Ilse classe parmi les logiciels de FAO dédiés les plus performants. Pour celles et ceux voulant à tout prix se doter d’un manuel, plusieurs informations pratiques seront trouvées dans le manuel de Cameron, et plusieurs aspects théoriques sur les calculs dans Méry : MOCN, fraiseuses,Cameron, R. ; Technologie et usinage àBonne et complète introduction :MOCN, tours, codes G, M, H,commande numérique, Éléments de fabricationprogrammation, ajustements.Niveau cycles spéciaux;assistée par ordinateur; Éd. StMartin, 1996. [TJCEGEP; peu d’interprétation mathémati syntaxe, utilisation.1189 C15 1996 ex. 1](en reserve)que, langage informatique parfois abusif. Mathématique: géoméMéry, B. ; Machines à commande numérique :Math. de la MOCN pour CFAO, analyse trie machine, mise enDe l'étude des structures à la maîtrise dumachines, robotique.Notationfrançaiseroute, mise au point.langage ; Paris : Hermès, 1997. [TJ 1189 M47(nous utilisons l’américaine). Faibleen Principes techno.1997 ex. 1](en réserve)langage ISO (trop spécifique «NUM»). Des manuels présentant des exemples de programmation en code machinesont : Code G, M, cyclesMagnin, R., Urso, J.P.;Mémotech – commandeexemples, ardu, pas évident... Dense, spéciaux ; syntaxe,numérique, programmationexcellent pour retrouver une information; Collection A. utilisation. Capliez,Éducalivre, 1991 [TJ 1189 M24 c.1].rapidement. Attention, code ISO variable. Code G, M, cyclesPolywka, J. & Gabrel, S.;Programming of Grandequantité d’exemples indirectement spéciaux ; syntaxe,computer numerically controlled machinescommentés (de lecture plus difficile que; Ind. utilisation. Press,1992. [TJ 1189 P643 1992 c.1]les commentaires directs). Code ISO.Sava, M. & Pusztai, J.;Computer Numerical Ouvraged’introduction. Control Programming; Prentice Hall, 1990. [TJ 1189 S29 1990 c.1] Les manipulationsdemandent d’approfondir les détails spécifiques à chaque machine : Codes « M », vitesses,Matsuura Machinery Corporation ; MC760VXLA référence « constructeur » pour la dimensions, courses,Operator’s Manual, T159 MC760VXE02 MX3,machineoutils, ses courses, puissances, couplevitesse brocheJune 1990 ex.1 à 5. [](en réserve) vitesses,et ses équipements auxiliaires. Codes « G », variablesYaskawa Electric ; Yasnac MX3 Operator’sLA référence « constructeur » pour la et paramètres (#),Manual, TOEC8439.38 ex. 1 à 5. []commande, le fin détail des codes ISO relais et automate.(en réserve)les paramètres internes. implantés, Programmes deMatsuura Machinery Corporation ; InstructionLA référence « constructeur » sur la façon palpage. Manualfor Automatic Measurement/Automaticdont il faut utiliser le palpeur Renishaw et Alignment, T089 AUTOMATIC MEASUREMENTsur les sousprogrammes paramétriques E01, August 1990 ex.1 à 5. [](en réserve) fournis.
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NOMENCLATURE : Le cours demande d’accéder à un grand nombre de fichiers PDF sur le domaine LABOS (disqueK:\). Le professeur a cherché à uniformiser la nomenclature des noms de fichiers pour faciliter votre classement.  Lesnoms de fichiers commencent généralement par le sigle du cours « Mec4510 », il se logeront de o façon regroupée dans un répertoire quelconque.  S’il y a une chronologie entre eux, les fichiers portent un numéro séquentiel : «Mec4510_04_ ». o Dans un répertoire trié selon les noms, ils apparaîtront dans la bonne séquence.  Letitre caractéristique du fichier s’ajoute à droite :« Mec4510_04_EtalonnageMachine.pdf ». o  Il n’y a aucun caractère accentué ou spécial (&, ?, %, $, …) ni aucun espace blanc.Le fichier sera o facile à retrouver sur UNIX autant que sur Windows. ON VOUS DEMANDE DE FAIRE DE MÊME DANSVOSNOMS DE FICHIERS  Commencerpar « Mec4510 ». o  Ajouterle numéro d’équipe : « Mec4510_03A_ » o  Inclurele numéro de la séance de laboratoire et le numéro d’exercice : « Mec4510_03A_S02Xrc04 » o  Nepas oublier les «0 »,qui feront s’inscrire les fichiers dans le bon ordre alphanumérique sur o l’Explorateur Windows et faciliteront la recherche d’un fichier particulier (01, 02,…, 09, 10, 11,…). Sinon, l’ordre de rangement sera mauvais (1, 10, 11, …, 2, 20, 21, …, 3,…). ÉVALUATION : Les examens sont individuels.Une évaluation d’équipe est faite pour les laboratoires (S#), qui comprennent des simulations, des préparations et des manipulations; les documents (feuilles détachées, fichiers ou dossiers CATIA et VERICUT, rapports) sont déposés pour évaluation aux moments indiquées. Activité ContenuFormat PoidsDépôt S1/2 Vericut– Exercices de familiarisationFeuilles en fin d’énoncé2,0% FinS2 S3/4 Piècesimple – Programmation & simulationFichiers Catia et Vericut2,0% FinS4 S5/6 Métroloie machine – Perendicularité &al a eRa ort24 mars& rorammes 8,0% S7 Piècesim le– Usinae Particiation et déanna eObli .Fin S7 S8/9/10 PièceCETIM – Palpage avancéRapportrammes 8,0%& pro21 avril Travail Normeset vérification des machinesRésumémars, FAQ16,0% 30 Exam Examenintra sur PC –ériodes 464748Local . 30,1%24 février Exam Examenfinal 33,9% Total 100,0% Les travaux sont normalement à remettre en fin de séance de laboratoire ou en fin de période de cours, dans le local où se déroule l’activité.Ils sont déclarés « en retard » à la fin de la pause qui suit la fin de l’activité. Advenant que des travaux doivent être déposés dans le casier du cours, près du B447, ils sont déclarés « en retard » si remis après 15h45.La cueillette est quotidienne : un travail déposé à 15h50 est donc déclaré avoir « une pleine journée de retard », car il n’est retiré qu’à 15h45 le lendemain. Les retards dans le dépôt des rapports, fichiers ou feuilles volantes sont pénalisés : 25% par jour de retard.
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Rapports de laboratoire et Travail d’équipe(Il y a deux rapports, Réf. S5/6 et S8/9/10) Contenus Les contenus spécifiques sont stipulés dans les énoncés de travail. Les contenus génériques attendus sont relativement évidents : · Noms,prénoms et matricules ; · Titres; ·raisonnable des conditions d'exécution d’un laboratoire; ex. Énumérationappareils et instruments: a) pour une mesure, un usinage ou un étalonnage; b)langages, librairies et versions pour une programmation informatique; c)armoire de commande, version et année pour un programme de machineoutil. C.àd.l'information permettant à un ingénieur de reproduire le travail. Vous êtes évalués¾entre autres¾sur vos choix d'inclure ou d'omettre une information dans vos conditions d'exécution. Exemple: Il n'est pas nécessaire d'inclure la vitesse d'une UAL d'ordinateur si le temps de calcul d'une routine ne constitue pas un élément du rapport.Cela devient nécessaire dans le cas contraire. Les contenus à éviter absolument sont ceux sans valeur technique ou scientifique.Exemples :« Au sein du e marché intensément compétitif du XXIsciècle… »,« …levillage planétaire…», «…la mondialisation des marchés… »,…Le professeur est allergique à ces clichés, même dans l'introduction.Contenant Rendez vos travauxbrochés dans la couverture cartonnée de l’École(disponibles à la coopérative). Respectez une structure et des normes de présentation logiques et raisonnables : page titre (en plus de la couverture cartonnée), marges suffisantes, interligne à 1.5 (ni 1 ni 2), pagination ; introduction, corps scindé en sections avec titres, conclusion, bibliographie (au besoin), annexes (au besoin). Prenez les mesures matérielles permettant deprotéger l'intégrité physique du contenu: rapport broché à sa couverture cartonnée le long de la marge de gauche, broches appropriées au nombre de pages, disquette dans une pochette collée à l’intérieur de la couverture arrière (pas dedisquette volante). Choisissez vos symboles et traitez vos croquis et figures en prévoyant laphotocopie noir et blanc du rapport :inutile d'enjoliver par la couleur… c’est même dangereux si les tracés et les symboles ne se distinguent pas clairement les uns des autres après la photocopie noir et blanc. Pourbaissersa note(si c’est vraiment ce qui vous intéresse)Exemples d’erreurs de certains de vos prédécesseurs : Afin debaissermanote, je peux rendre un rapport… 1. Sansanalyser le problème posé (« 'Tin l'prof, v'la c'que j'ai fait pis débrouille toi pour savoir pourquoi! »). 2. Enappelant « analyse » des évidences (« Plus la table avance moins vite, moins sa vitesse est plus grande... ») ou des clichés qui ne veulent plus rien dire («C'est en raison de la précision de la qualité toujours croissante en mondialisation des marchés de la rétroingénierie simultanée qu'il faut… »). 3. Sanscopie exécutable des programmes ou sans accès aux modèles et macros numérisés. 4. Sansscript‘Tin l’prof, t’a rien qu’à trouver par quel bout’ faireconvenablement les exécutables (« enchaînant marcher ces 32 programmes Matlab là! ») 5. Sansoptimiser le code (« Pourquoi une boucle FOR ?Suffit deCopier/Coller100 fois, non ? »). 6. Sansexpliquer la structure du code (ordinogramme, algorithme,…). 7. Sansdocumenter le code luimême (« Comment ça il faut ajouter des commentaires dans le code,… »). 8. Sansinclure et expliquer la validation du code (par simulation, par comparaison,…). 9. Sansinterpréter les résultats numériques (« Bin voilà, c’est 0,65 radians.C’est tout! »). 10. Sansconsidérer les chiffres significatifs (« Bin voilà, c’est 0,653489351672 radians… M. le juge! »). 11. Sansque tous aient endossé le contenu par leurs signatures sur la couverture cartonnée. 12. Sansétiquette sur la disquette (« Mais de qui peut bien provenir cette disquette dans mon lecteur ??? »). 13. Sansreliure ou pochette (« Un trombonne, qui pince les feuilles et la disquette, c'est moins cher ? »). 14. Sansmarges, la reliure venant cacher une partie du texte, des figures ou du code. 15. Sansen distinguer les sections, avec titres individuels, et sans table des matières. 16. Sanspagination (« Qu'il se débrouille pour trouver!Ça lui apprendra à nous demander un rapport. »). 17. Sansnuméroter les lignes de code, et en écrivant dans le texte : « Se référant à la ligne 4628,… » 18. Sansrelief (rien en caractère gras, rien en italique, rien de souligné, pas de listes/tableaux/figures,…) 19. Sansuniformité (équations et variables parfois en TimesRoman 12, parfois en Arial 10, parfois en…). 20. Sansavoir corrigé l’orthographe et la syntaxe (« Mais zargumans son présenter sang fôôte ! »). Mec4510_PlanDeCours(H05).doc4de 7 – 20050110
CALENDRIER : Horaire Web :COURS– Mardi 12h45, 13h45, 14h45 ;LABORATOIRES– Jeudi 13h45, 14h45, 15h45. Salles : Sallede cours régulière (SCR) A503 ; Salle d’informatique (SPC) (C539.2) ;Laboratoire de recherche en fabrication virtuelle(LRFV) C124. Triplet :premier nombre du triplet (3.5  2.5  3) est réalisé par l’utilisation des heures normales du Le LABORATOIRE. Auxsemaines 01, 07 et 11, les heuresLABORATOIREsont utilisées pour faire cours.Le local est communiqué en temps et lieu. Nouveautés :Des logiciels sont mis à jour (CATIA, VERICUT) ou descours est fréquemment remanié : Le chapitres sont substitués (vérification des machines).Votre autonomie sera sollicités. LRFV :année, le fonctionnement du CetteLRFVest largement assuré par des recherches et des contrats. Conséquemment, · lespersonnels ont plusieurs tâches sans rapport avec l’enseignement; · desindustriels attendent des livrables à des dates précises. LeLRFVest un laboratoire de recherche etnonunatelier de serviceou unlaboratoire d’enseignement. « la disponibilité de la Matsuura peut être affectée ».Nous demandons votre collaboration dans l’application de l’horaire desateliers MOCN.  [No]SemainePériodes 25, 26, 27– A503Périodes 46, 47, 48VERICUT, CATIA,  dulundi Technologies,traitements numériquesMatlab & atelier MOCN – C539.2, C124  MOCN– Évolution, morphologie etOutils mathématiques; [01] 10jan conséquences. (SCR)Codes APT et ISO, Repères(SCR)  FAO& Vericut ; fonctionnalités, problé [02] 17jan Parcoursoutils,décalages, …(SCR) matiques, outils géométriques(SCR)  ‘Miseen œuvre’ de production :S01 :Vericut – Environnement, librairies [03] 24jan Posages, outils & machine(SCR) outils,vues, APT, XCaliper, rapports  Sousprogrammationparamétrique S02: Vericut – Composants, modèles, [04] 31jan et utilisation de palpeurs(SCR) ISO,collisions, contrôleurs, AutoDiff  Métrologiemachine, auto palpage :S03 : CATIA ; Pièce simple – Parcours [05] 07fév perpendicularité (SCR)outil ; Production APTCatia  Métrologiemachine, autresS04 : Vericut ; Pièce simple – Importation [06] 14fév méthodes élémentaires(SCR) APT/ IGES STL, vérification Matsuura  Matlab– Calculs numériques en FAO : [07] 21févExamen Intra., 464748 (______.__) Représentation et déplacement d’outil [ ]28 févRelâche Relâche  Modèlegéométrique de machines :S05 : Palpage d’équerre – Analyse et [08] 07mars Mobilités nominales(SCR) programmation(Matlab)  Modèlegéométrique de machines :S06 : Palpage d’équerre – Exécution [09] 14marser Mobilités réelles(SCR)atelier MOCN) (1 Modèlegéométrique réciproque :S07 : Pièce simple – Montage, jauges [10] 21marse Mobilités nominales(SCR) outils,origines(2 atelierMOCN) Modèlevariationnel :S08 : Palpage avancé – Correcteurs de [11] 28mars Effets des écarts(SCR) palpagesur parcours non paraxiaux  Modèlevariationnel : TraitementS09 : Palpage avancé – Accostage [12] 04avrile des écarts dans la mise au point(SCR) orthogonal& CN (3atelier MOCN) Miseau point globale : Posages,S10 : Palpage avancé – Comparaison [13] 11avril machine & outils(SCR) Vericut [14] 18avril
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FONCTIONNEMENT : Formation des équipes: ? Lesétudiants forment des équipes stables de 3 ou d’au plus 4 pourtousles travaux à remettre. ? Leséquipes formées s’inscrivent sur la feuille circulée au premier laboratoire. ?Équipiers, attention: L’examenintrafait en individuel, sur PC se; il est essentiel de pleinement maîtriser les commandes CATIA, les commandes VERICUT, le langage MATLAB et le code ISO. Heures d’utilisation des machinesoutils au C124: ? Chaqueéquipe réserve sa période d'utilisation sur les feuilles fournies par le professeur. ?auune impossibilité horaire, une équipe réserve une nouvelle période d’utilisation AdvenantLRFV, avec l'accord du coordonnateur.Ces modifications se font sept jours ou plus avant l’horaire prévu.(Le coordonnateur a fort à faire, il n’est pas toujours facile à rejoindre… même pour moi.) Heures « laboratoire » (salle PC ou LRFV) : ?La présence est obligatoire,départ devancé sur travail terminé seulement. ?TousLes retardataires sont pénalisés à raison de 20% de lales coéquipiers se présentent aux séances. e note par bloc de 5 minutes de retard, l’entrée est refusée après la 15minute. Lesabsents ont la note 0. ?retard de plus de 15 minutes par l’équipe entière entraîne l’annulation de la réservation.La reprise Un n’est possible que sur rendezvous et justification de l’absence. ?la période réservée ni le temps total accordé à chaque laboratoire ne peuvent être prolongés. Ni Heurescours: ?présence aux Laheurescoursest laissée à votre discrétion, à vos risques et périls (si vous ne venez pas au cours, vous avez opté pour le travail autonome sans me demander le bénévolat d’un cours privé). Tout étudiant est responsable d’assurer sa présence lors d’évaluations individuelles. ? Lesabsents à l’examen intra subissent unexamen oral et sur PCdifféré. Réservations: L'utilisation de certaines ressources demande une réservation soit de ma part, soit de la vôtre : ?: Démonstration et/ou manipulation, MatsuuraLRFV; vous devez prendre rendezvous. ?des PC : Je peux lancer une réservation pour des périodes autres que celles prévues à l’horaire Salle (généralement sans encadrement, mais ça se discute).La classe présente une demande à cet effet. Mise en garde : Le code machine (code dit « ISO »)n’estpasDes portionsidentique d’une machine à l’autre.crucialesdu « patois » propre à chaque armoire de commande diffèrent, surtout pour les codes « non attribués » par la norme ISO.La norme ne garantit l’uniformité qu’à environ 40%, et pas dans les fonctions avancées.Cette réalité industrielle a des conséquences majeures sur le cours et sur la pratique professionnelle : ?références citées à la bibliothèque peuvent Lescréer une certaine confusionlorsqu’on passe de l’une à l’autre.Puisque la même action n’est pas toujours décrite par le même code,apprendre par l’exempledemande de constamment se référer aux autres pages du manuel. ?mise en route d’une machine programmée peut provoquer des blessures, des accidents et des pertes La matérielles,dès qu’on se fie à toute documentation autre que celle livrée avec la machine même.?pour la documentation source, l'état de cette documentation peut ne pas refléter des options Même présentes ou absentes de l'armoire de commande, ou des adaptations de dernière minute apportées par le créateur mais non documentées.Le fonctionnement à vide et à vitesse réduite s’impose en validation. ?Le cours vous aidera à développerpratique professionnelle nécessite d’avoir « appris à apprendre ». La de bons « réflexes » visàvis des références et documents disponibles. L’apprentissage de la programmation Matlab ne s’improvise pas, d’autant plus qu’elle est étroitement liée à la maîtrise des notions théoriques dispensées.Travaillez régulièrement.
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FORMATION DES ÉQUIPES : Quand, où et par qui: re ?équipes sont formées par les étudiants, avant le début de la 1séance de laboratoire en salle PC. Les re ?séance, pendant la distribution des comptes informatiques. Ellessont enregistrées au début de cette 1 re ?étudiants non enregistrés à la fin de cette 1séance sont regroupés en équipes par le professeur. Les Comment composer les équipes: ? IlLes heures « Atelier MOCN » ne peuvent s’insérern’y a qu’une machineoutil pour toutes les équipes. dans l’horaire du cours.Cependant, le laboratoire doit s’exécuter à la semaine prévue. ? Lescoéquipiers s’assurent d’avoir des heures communes disponibles, hors de celles normalement prévues pour le cours : e  Audébut de la 2séance de laboratoire, les équipes inscriront leur(s) réservation(s) «Atelier o MOCN » sur des grilles horaires comme celle du tableau cidessous.  Letechnicien doit pouvoir manger : pour chacune des journées de la semaine, la ligne horaire 11h30 o est occupéeOUla ligne horaire 12h45 est occupée,mais non les deux.  Votrecomposition d’équipe et vos «heures communes disponibles» doivent en tenir compte, et o doivent prévoir que la réservation se fait sur la base des « premiers arrivés, premiers servis ». Tableau : Exemple de grille de réservation des heures « Atelier MOCN » HEURES LUNDIMARDI MERCREDIJEUDI VENDREDI  8h30 9h3010h3011h3012h3012h4513h4514h4515h4516h45Comment faire enregistrer son équipe: ? Leséquipiers formant équipe s’assoient par 3 ou par 4 dans la salle des PC, comme sur la figure : Pour faciliter l’enregistrement de l’équipe par le professeur et l’assistant, une équipe occupe 2 fois 2 sièges dos à dos plutôt que 4 sièges côte à côte. ?équipiers Lesnese branchentpassur le poste de travail à l’aide de leur compte LABOS régulier. Des comptes MEC4510 seront distribués; ils vous accordent des droits d’écriture dans un dossier. ?professeur et l’assistant circulent avec un Le formulaire et distribuent les comptes.Figure : Disposition d’une équipe en salle PC. ?équipiers s’inscrivent sur le formulaire et Les signent. Mec4510_PlanDeCours(H05).doc7de 7 – 20050110