Réalisation d'un système électronique pour l'automatisation des machines de fabrication mécanique, tel est le projet mené par une équipe de recherche de l'université de M'sila. Le professeur Mezache Amar, chef de projet, explique les étapes de fabrication de la commande CNC et démontre l'efficacité d'une telle technologie dans les entreprises industrielles. Les laboratoires de recherche de l'université Mohamed Boudiaf de M'sila regorgent d'études scientifiques tout aussi remarquables les unes que les autres, auxquelles s'attellent d'éminents chercheurs. Mezache Amar, chercheur dans cet établissement, a élaboré en 2010 un projet portant sur la réalisation d'un système électronique pour l'automatisation des machines de fabrication mécanique. «Il s'agit de la fabrication d'une commande CNC (commande numérique des machines à outil). Cet outil a un impact considérable sur l'industrie de fabrication mécanique», explique d'emblée le professeur. Selon ce dernier, la machine CNC est un appareil piloté à partir des instructions d'un programme sans intervention directe de l'opérateur pendant son exécution. Elle peut être un tour, une fraiseuse, une perceuse ou une aléseuse. «Notre objectif était de concevoir et de fabriquer une carte de commande à base d'un microcontrôleur de type DSPIC30F3010 dans le but d'asservir les axes de mouvement de cette machine», déclare-t-il. Il ne fait nul doute que la révolution robotique gagnera dans l'avenir le monde industriel et les entreprises seraient à même de produire, à peu de choses près, sans intervention humaine. En effet, le système d'automatisation — aussi complexe soit-il — auquel les chercheurs se vouent aujourd'hui constitue la technologie qui améliore à coup sûr l'efficacité interne de l'organisation. M. Mezache instruit que la machine CNC est constituée de plusieurs composants qui lui permettent d'effectuer sa tâche avec rectitude. «L'appareil permet à partir de la commande des axes de la machine, d'usiner des profils complexes avec une très grande précision», précise-t-il. La rigueur de cette machine repose sur plusieurs éléments. Chaque instrument possède une caractéristique spécifique qui détermine sa fonction. «La commande CNC est une technique qui utilise des données composées de codes alphanumériques. Ces codes permettent de représenter les instructions géométriques et technologiques nécessaires à la conduite de la machine», développe le professeur. Ce dernier indique que l'appareil intègre un ou plusieurs ordinateurs spécifiques pour réaliser toutes ou partie des fonctions de commande. Pour donner corps à ce projet, l'équipe de recherche a fabriqué une interface qui permet de configurer le fonctionnement de la machine. Les chercheurs ont également mis au point une programmation spécialisée de langage pour ce type de machines qu'on appelle G-code. «L'utilisateur peut écrire un programme dit ‘‘programme pièce'' qui est un ensemble ordonné d'instructions en G-code sur des interfaces homme-machine (HM) installées sur PC telles que ‘‘Mach3, Master5, Turbo CNC, etc''», rapporte le Pr Mezache. D'après lui, ces interfaces lisent et interprètent le programme pour introduire des consignes de position de chaque axe à travers les ports de communication. Les consignes en provenance du PC sont transmises vers des cartes électroniques dites «cartes de contrôle». «Chaque moteur d'axe possède sa carte de contrôle. Cette dernière comprend des entrées pour recevoir la consigne de la commande CNC et l'information des capteurs de position, de vitesse, de courant et des fins de course afin de réguler des déplacements (x, y, z) en boucle fermée de chaque axe», explique-t-il. Etapes de réalisation de la commande CNC La réalisation du système électronique pour l'automatisation des machines à outils est très complexe et implique bon nombre d'instruments. La fabrication de la commande est scindée en quatre étapes. La première phase consiste à construire une structure mécanique avec des règles en acier qui, selon le Pr Mezache, offre à l'appareil une bonne robustesse et une précision parfaite. La seconde étape comprend le développement du langage de programmation appelé G-code. «Le langage de programmation et le logiciel de commande de la machine CNC occupent un espace important dans ce projet de recherche et demandent des connaissances approfondies. En premier lieu, on a commencé par une étude détaillée du script G-code. Le logiciel de commande le plus adapté à notre application est le Mach3. Ce dernier a été utilisé en vue d'offrir une grande souplesse pour l'utilisateur de la machine», précise le chercheur. La troisième étape est centrée sur l'étude théorique sur la régulation PID numérique ainsi que les méthodes d'identification des systèmes linéaires. «Pour contrôler la position désirée de chaque déplacement (x,y,z), on a installé des capteurs de type encodeur optique (capteur de position). On a également placé les capteurs de fin de course aux extrémités de chaque axe afin d'arrêter le fonctionnement du moteur DC et de protéger la machine contre les éventuels dépassements de l'outil en dehors de son espace de travail», indique le Pr Mezache. Et enfin la quatrième étape consiste à concevoir des diverses cartes de commande, implémentation du PID numérique et mise en marche de la machine CNC. «La carte de commande permet de déplacer l'outil qui est en rotation sur les axes (x,y,z) pour atteindre tout l'espace de travail désiré. Le logiciel Mach3 est choisi dans cette réalisation afin de faire l'interprétation entre l'image de référence et l'organe de commande», développe-t-il.
