Tutoriel Kern Pyramid Nano

Vue d'ensemble

Le Kern Pyramid Nano est un centre micro-usinage ultra-précis spécialisé dans la fabrication de composants microélectroniques et de précision. Ce tutoriel vous guidera à travers les opérations principales et les meilleures pratiques d'utilisation.

Caractéristiques principales:

• Courses: 300 mm (X) / 280 mm (Y) / 250 mm (Z)
• Broche: 50 000 tr/min
• Précision: nanométrique
• Commande: Heidenhain TNC 640

Mise en route

Initialisation de la machine

1. Mise sous tension

   • Vérifier que tous les câbles d'alimentation sont correctement connectés
   • Appuyer sur le bouton de mise sous tension principal
   • Attendre la séquence de démarrage complète (environ 3 minutes)
   • Observer que tous les indicateurs de diagnostic s'affichent correctement sur l'écran Heidenhain TNC 640

2. Prise d'origine

   • Activer le mode prise d'origine sur la commande TNC 640
   • Sélectionner l'axe X, puis appuyer sur le bouton de démarrage
   • Répéter pour les axes Y et Z
   • La machine doit revenir à sa position initiale avec les butées de fin de course
   • Vérifier que les coordonnées affichent X0, Y0, Z0

3. Vérification du système

   • Tester le mouvement des axes avec des déplacements manuels faibles (mm)
   • Vérifier l'absence de bruit anormal ou de saccades
   • Contrôler la température de la broche et du système de refroidissement
   • S'assurer que le système de lubrification fonctionne correctement

Changement d'outil

1. Accéder au carrousel d'outils via l'écran TNC 640
2. Sélectionner l'outil désiré dans la liste
3. Appuyer sur le bouton de changement d'outil automatique
4. Attendre que le changement se termine
5. Vérifier visuellement que l'outil est correctement serré dans la broche

Réglage des paramètres de base

• Vitesse de broche: régler selon le matériau (recommandé: 30 000 à 50 000 tr/min pour micro-usinage)
• Avance: adapter en fonction de la finesse requise (passe de quelques micromètres)
• Refroidissement: activer pour tous les matériaux, sauf certains alliages
• Mode de déplacement: sélectionner interpolation linéaire ou circulaire selon le profil

Micro-usinage nanométrique

Principes fondamentaux

Le Kern Pyramid Nano utilise une technologie de positionnement ultra-précis permettant des tolérances nanométriques. Cette précision exceptionnelle requiert une attention particulière aux détails.

Préparation de la pièce

1. Montage de la pièce

   • Installer la pièce sur la table magnétique ou dans l'étau de précision
   • S'assurer que la pièce est bien maintenue et immobile
   • Vérifier l'absence de vibrations ou de jeu
   • Mesurer la hauteur de la pièce avec un comparateur

2. Étalonnage du capteur de contact

   • Activer le mode capteur sur la commande TNC 640
   • Approcher doucement l'outil de la surface de référence
   • Laisser la machine détecter le contact automatiquement
   • Noter la position de référence affichée

3. Configuration de la géométrie d'usinage

   • Entrer les coordonnées de départ (point zéro pièce)
   • Vérifier que le système de coordonnées correspond au plan de travail
   • Mémoriser les offsets d'outil pour chaque position

Techniques de micro-usinage

• Passes légères: réaliser des passes de 0,1 à 1 micromètre de profondeur
• Avances réduites: utiliser des avances de 0,5 à 5 mm/min selon le matériau
• Observation continue: surveiller les vibrations et le bruit d'usinage
• Refroidissement contrôlé: maintenir une circulation de fluide constante
• Repos entre passes: laisser la machine et la pièce refroidir entre les passes

Matériaux courants

Matériau	Vitesse (tr/min)	Avance (mm/min)	Notes
Aluminium	40 000 à 50 000	2 à 5	Excellent pour micro-usinage
Laiton	35 000 à 45 000	1,5 à 4	Bonne finition de surface
Acier inox	25 000 à 35 000	1 à 3	Demande plus de refroidissement
Cuivre	30 000 à 40 000	1 à 2,5	Très précis et stable
Titane	15 000 à 25 000	0,5 à 2	Haute difficulté, surveillance requise

Mesure et vérification

1. Utiliser un micromètre numérique pour les mesures de précision
2. Effectuer des mesures après chaque passe critique
3. Comparer avec les tolérances spécifiées dans le programme CNC
4. Ajuster les offsets si les écarts dépassent les limites acceptables

Programmation Heidenhain

Structure d'un programme Heidenhain TNC 640

0 BEGIN PGM KERN_NANO_001 MM
1 BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-50
2 TOOL DEF 1 L+10 R+0.5
3 TOOL CALL 1 S40000
4 CYCLE DEF 200 FORAGE
5 Q200=2
6 Q201=-20
7 Q206=150
8 Q211=0.1
9 CYCL CALL
10 L X+150 Y+100 FMAX
11 L Z+10 FMAX
12 M30
13 END PGM

Éléments clés de programmation

• BEGIN PGM: déclarer le nom du programme
• BLK FORM: définir la zone de travail et les limites
• TOOL DEF: définir les paramètres de l'outil (longueur, rayon)
• TOOL CALL: appeler l'outil avec vitesse de broche (S en tr/min)
• CYCLE DEF: définir les cycles spécialisés (forage, poche, etc.)
• L: déplacement linéaire avec coordonnées X, Y, Z
• M30: fin de programme

Variables de cycle courant

• Q200: profondeur par passe
• Q201: profondeur totale
• Q206: avance en plongée (F)
• Q211: avance en dégagement (F)
• Q220: rayon de congé
• Q235: direction de rotation (sens horaire/antihoraire)

Compensation d'outil

1. Accéder au menu Compensation sur TNC 640
2. Entrer les valeurs de longueur et rayon de l'outil
3. Sélectionner le type de compensation (G41 à gauche, G42 à droite)
4. Vérifier que le système applique correctement la compensation

Sous-programmes et répétitions

Utiliser les sous-programmes pour simplifier la programmation:

CALL PGM SOUS_PROG_001
REPETITION 5

Optimisation des programmes

• Minimiser les mouvements rapides (FMAX) inutiles
• Grouper les opérations similaires
• Utiliser les cycles prédéfinis plutôt que la programmation manuelle
• Mémoriser les offsets fréquemment utilisés

Dépannage

Problèmes courants

La machine ne démarre pas

• Symptôme: pas de réponse après mise sous tension
• Cause probable: alimentation électrique défectueuse ou connecteur mal enfiché
• Solution:
  • Vérifier tous les connecteurs d'alimentation
  • Contrôler le disjoncteur principal
  • Réinitialiser le système en éteignant puis rallumant

Imprécision de positionnement

• Symptôme: écarts supérieurs aux tolérances spécifiées
• Cause probable: capteurs de position sales ou mal calibrés
• Solution:
  • Nettoyer les capteurs de position avec un chiffon sans fibres
  • Recalibrer les axes via la prise d'origine
  • Vérifier la rigidité du montage de la pièce

Vibrations excessives

• Symptôme: bruits anormaux, finition de surface médiocre
• Cause probable: vitesse de broche trop élevée ou outil mal équilibré
• Solution:
  • Réduire la vitesse de broche de 10 à 15 pour cent
  • Vérifier que l'outil est correctement serré dans la broche
  • Réduire la profondeur de passe
  • Contrôler que la pièce est fermement maintenue

Broche qui vibre ou s'arrête

• Symptôme: ralentissement ou arrêt imprévu de la broche
• Cause probable: surcharge thermique, broche encrassée ou problème d'alimentation
• Solution:
  • Laisser la broche refroidir pendant 15 à 20 minutes
  • Nettoyer l'intérieur de la broche avec de l'air comprimé
  • Vérifier l'alimentation électrique de la broche
  • Consulter le journal d'erreurs sur l'écran TNC 640

Écran TNC 640 gelé ou sans réponse

• Symptôme: interface utilisateur ne répond pas aux commandes
• Cause probable: surchauffe de l'électronique ou bug logiciel
• Solution:
  • Éteindre complètement la machine
  • Attendre 5 minutes
  • Mettre sous tension et laisser le système redémarrer
  • Si le problème persiste, consulter le support technique Heidenhain

Fluide de coupe qui s'écoule anormalement

• Symptôme: fuite visible ou débit insuffisant
• Cause probable: conduit colmaté ou pompe défectueuse
• Solution:
  • Vérifier que le réservoir de fluide est rempli
  • Inspecter les conduits pour détecter les bouchons
  • Redémarrer le système de circulation
  • Nettoyer les buses de distribution si nécessaire

Maintenance préventive

• Quotidienne: nettoyer la table de travail et l'intérieur de la cabine
• Hebdomadaire: vérifier le niveau de fluide de coupe et le niveau d'huile de lubrification
• Mensuelle: inspecter les outils pour déterminer l'usure, calibrer les capteurs
• Trimestrielle: effectuer un test complet de précision, nettoyer les optiques du système de positionnement

Quand contacter le support

Contacter le support technique Kern ou Heidenhain dans les cas suivants:

• Codes d'erreur qui ne peuvent pas être résolus
• Bruits mécaniques anormaux persistants après dépannage
• Perte de précision importante qui ne peut pas être corrigée par recalibrage
• Défaillance du système de refroidissement ou de lubrification
• Problèmes électriques ou de communication avec la commande