CH627111A5

CH627111A5 - Method for producing a numerical control program for a machine tool and installation for implementing this method

Info

Publication number: CH627111A5
Application number: CH729078A
Authority: CH
Inventors: Paul Willemin
Original assignee: Willemin Machines Sa
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1981-12-31
Also published as: DE2837138A1

Description

La présente invention a pour objet un procédé pour la réalisation d'un programme de commande numérique d'une machine-outil et une installation pour la mise en œuvre de ce procédé. The present invention relates to a method for carrying out a digital control program of a machine tool and an installation for the implementation of this method.

La réalisation des programmes de machines-outils à commande numérique est une opération longue, fastidieuse et coûteuse, nécessitant de grands soins et attention. En effet, l'opérateur relève les cotes successives du contour de la pièce à usiner, selon deux, voire trois axes de coordonnées, et introduit chaque paire ou triade de coordonnées dans l'installation servant à la réalisation matérielle du programme. The realization of the programs of machine tools with numerical control is a long, tedious and expensive operation, requiring great care and attention. Indeed, the operator notes the successive dimensions of the contour of the workpiece, according to two or even three coordinate axes, and introduces each pair or triad of coordinates into the installation used for the physical implementation of the program.

Il est à remarquer que l'expression «réalisation matérielle du programme» englobe tout moyen de réalisation du programme, que ce soit par voie magnétique, par perforation de bandes ou de cartes, par l'application des procédés de réalisation des mémoires mortes, etc. It should be noted that the expression “material realization of the program” includes any means of carrying out the program, whether by magnetic means, by perforation of strips or cards, by the application of processes for making read-only memories, etc. .

Le procédé de réalisation d'un programme mentionné ci-dessus est non seulement lent et coûteux mais, de plus, implique une forte limitation quant à la définition atteignable. Il n'est en effet guère envisageable, pratiquement, de prendre de cette manière la mesure des cotes de points très rapprochés les uns des autres. The method of carrying out a program mentioned above is not only slow and expensive but, moreover, involves a strong limitation as to the definition achievable. It is indeed hardly possible, practically, to take in this way the measurement of the scores of points very close to each other.

Le but de la présente invention est de fournir un moyen qui permette une réalisation rapide et sûre d'un programme de commande numérique de machine-outil avec, en outre, un accroissement notable de la définition, ce qui a pour conséquence une augmentation de la précision des pièces réalisées à l'aide de la machine. The object of the present invention is to provide a means which allows a fast and safe realization of a numerical control program of machine tool with, moreover, a notable increase in the definition, which results in an increase in the precision of the parts produced using the machine.

Ces objectifs sont atteints grâce aux moyens revendiqués. These objectives are achieved thanks to the means claimed.

Le dessin représente, à titre d'exemple et schématiquement, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et deux variantes. The drawing shows, by way of example and schematically, an embodiment of the subject of the invention and two variants.

La fig. 1 est une vue en élévation d'un détail d'une première forme d'exécution d'une installation pour la réalisation de programmes de machines-outils à commande numérique. Fig. 1 is an elevational view of a detail of a first embodiment of an installation for carrying out programs of numerically controlled machine tools.

La fig. 2 est une vue en plan de ce détail. Fig. 2 is a plan view of this detail.

La fig. 3 est un schéma-bloc du circuit électronique de cette installation. Fig. 3 is a block diagram of the electronic circuit of this installation.

La fig. 4 est une vue en plan, analogue à celle de la fig. 2, d'un détail d'une variante. Fig. 4 is a plan view, similar to that of FIG. 2, a detail of a variant.

La fig. 5 est une vue en élévation d'un détail d'une autre variante. Fig. 5 is an elevational view of a detail of another variant.

La fig. 6 en est une vue en plan. Fig. 6 is a plan view thereof.

L'installation représentée aux flg. 1 à 3 comprend un plateau tournant 1, entraîné en rotation par un moteur électrique 2, qui est destiné à recevoir un dessin 3 portant la représentation en 4 du profil d'une pièce à usiner, en l'occurrence une came. The installation shown in flg. 1 to 3 comprises a turntable 1, driven in rotation by an electric motor 2, which is intended to receive a drawing 3 carrying the representation in 4 of the profile of a workpiece, in this case a cam.

L'installation comprend un dispositif de lecture optique connu en soi, dont l'organe mobile est une tête de lecture 5 dont le faisceau lumineux 6 vise le dessin 4 et se déplace radialement par rapport à l'axe de rotation du plateau 1, dans la direction de la flèche 7 de la fig. 1. Ce dispositif de lecture optique ne sera pas décrit en détail, puisqu'il est connu en soi [voir par exemple le dispositif de la maison Sick S.A. Optik und Elektronik, à Waldkirch (Allemagne)]. Il sera simplement mentionné que les déplacements de la tête de lecture 5 sont commandés par une vis 8 se vissant dans un chariot 9 sur lequel est montée ladite tête de lecture. La vis 8 est elle-même entraînée par un moteur électrique 10. The installation comprises an optical reading device known per se, the movable member of which is a reading head 5, the light beam 6 of which targets the drawing 4 and moves radially relative to the axis of rotation of the plate 1, in the direction of arrow 7 in FIG. 1. This optical reading device will not be described in detail, since it is known per se [see for example the device from the company Sick S.A. Optik und Elektronik, in Waldkirch (Germany)]. It will simply be mentioned that the movements of the read head 5 are controlled by a screw 8 which is screwed into a carriage 9 on which said read head is mounted. The screw 8 is itself driven by an electric motor 10.

Les positions angulaires successives du plateau 1 sont relevées par un capteur optique 11 qui observe une graduation, non représentée au dessin, figurant sur la face inférieure du plateau 1, à la périphérie de celui-ci. Quant aux positions successives de la tête de lecture 5, The successive angular positions of the plate 1 are noted by an optical sensor 11 which observes a graduation, not shown in the drawing, appearing on the underside of the plate 1, at the periphery of the latter. As for the successive positions of the read head 5,

elles sont relevées par un capteur constitué par une règle à lecture optique 12. Des capteurs tels que les capteurs 11 et 12 sont connus en soi [voir par exemple les règles optiques de la maison Dr Johannes Heidenhain, à Traunreut (Allemagne)] et, par conséquent, ne seront pas décrits ici en détail. they are detected by a sensor constituted by an optical reading rule 12. Sensors such as sensors 11 and 12 are known per se [see for example the optical rules of the house Dr Johannes Heidenhain, in Traunreut (Germany)] and, therefore, will not be described here in detail.

Dans le schéma-bloc de la fig. 3, on retrouve le moteur 2, appelé Ma (moteur angulaire) et le moteur 10, appelé MX (moteur dans l'axe des X), le capteur 11, portant l'indication codeur a, et le capteur 12, portant l'indication codeur X. Ces deux codeurs ont leurs sorties reliées à un circuit d'adressage bidirectionnel In/Out (I/O bus) représenté par le bloc 13, auquel est relié, par ailleurs, un tableau des commandes et affichages représenté par le bloc 14. Ce dernier constitue l'organe de conversation; il permet d'introduire des ordres tels que la mise en marche, la recherche et l'identification de l'origine, l'avance manuelle de la tête de lecture optique, etc., et, simultanément, d'afficher les coordonnées en cours selon l'indication fournie par un processeur, désigné par 15, qui fait partie d'un ordinateur indiqué d'une façon générale par 16. La sortie du circuit d'adressage 13 est reliée audit processeur 15 qui est, par ailleurs, relié à des mémoires mortes 17 et à des mémoires vives 18. In the block diagram of fig. 3, there is the motor 2, called Ma (angular motor) and the motor 10, called MX (motor in the X axis), the sensor 11, bearing the indication encoder a, and the sensor 12, carrying the encoder indication X. These two encoders have their outputs connected to a bidirectional In / Out addressing circuit (I / O bus) represented by block 13, to which is connected, moreover, a table of controls and displays represented by block 14. The latter constitutes the organ of conversation; it allows you to enter commands such as switching on, finding and identifying the origin, manual advance of the optical pickup, etc., and simultaneously displaying the current coordinates according to the indication provided by a processor, designated by 15, which is part of a computer indicated generally by 16. The output of the addressing circuit 13 is connected to said processor 15 which is, moreover, connected to from read only memories 17 and to non-volatile memories 18.

Le processeur constitue le centre de calcul et de commande de l'installation. Il interprète et distribue les ordres externes provenant du tableau de commande 14; il saisit les coordonnées fournies par les deux capteurs 11 et 12; il effectue la réduction d'échelle en tenant compte de l'échelle du dessin 4; il élimine les informations éventuellement inutiles de façon à ne fournir à un enregistreur à cassette 19, en passant par l'intermédiaire d'un circuit transmetteur parallèle/ The processor constitutes the computer and control center of the installation. It interprets and distributes the external orders coming from the control panel 14; it captures the coordinates provided by the two sensors 11 and 12; it performs the downscaling taking into account the scale of drawing 4; it eliminates possibly unnecessary information so as not to provide a cassette recorder 19, passing through a parallel transmitter circuit /

série 20, que les informations nécessaires pour l'enregistrement du programme, par exemple sur une bande magnétique. series 20, as the information necessary for recording the program, for example on a magnetic tape.

Les impulsions produites par les capteurs sont tout d'abord toutes stockées dans les mémoires 18. Ce n'est qu'à la fin de l'opération de lecture que le processeur 15 envoie à l'enregistreur 19 les informations permettant l'enregistrement du programme. En The pulses produced by the sensors are first of all stored in the memories 18. It is only at the end of the reading operation that the processor 15 sends to the recorder 19 the information allowing the recording of the program. In

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

627 111 627,111

effet, il est judicieux d'éliminer les informations inutiles. C'est ainsi, par exemple, que si un segment du pourtour de la pièce à usiner est constitué par une droite, on n'enregistrera pas les coordonnées de chaque point de cette droite mais on se contentera d'indiquer qu'une des coordonnées ne varie pas d'une des extrémités à l'autre de celle-ci. Indeed, it makes sense to eliminate unnecessary information. Thus, for example, if a segment of the periphery of the workpiece is made up of a straight line, we will not record the coordinates of each point of this straight line but we will simply indicate that one of the coordinates does not vary from one end to the other of the latter.

Les mémoires vives 18 permettent le stockage temporaire des informations ainsi que l'établissement du Scratch pad (aide-mémoire de l'ordinateur). Les mémoires mortes 17 contiennent le software, c'est-à-dire le programme de travail du processeur. RAM 18 allows the temporary storage of information as well as the establishment of the Scratch pad (computer memory aid). The ROMs 17 contain the software, that is to say the work program of the processor.

Enfin, le circuit transmetteur parallèle/série 20 transforme le langage parallèle (multifils) de l'ordinateur 16 en un langage série (monoconducteur) assimilable par l'enregistreur à cassette 19. Ce dernier n'effectue que l'enregistrement, cette fonction étant seule nécessaire dans le cas d'espèce, de sorte qu'il est meilleur marché qu'un appareil apte à effectuer l'enregistrement et la restitution. Finally, the parallel / serial transmitter circuit 20 transforms the parallel language (multi-wire) of the computer 16 into a serial language (single-conductor) which can be assimilated by the cassette recorder 19. The latter performs only the recording, this function being only necessary in the present case, so that it is cheaper than a device capable of carrying out the recording and the restitution.

Il est à remarquer que l'installation décrite et représentée a deux axes de coordonnées, mais qu'il suffirait d'ajouter un codeur supplémentaire et un programme 17 de commande du processeur 15 plus complexe pour que l'installation puisse travailler selon trois axes de coordonnées. It should be noted that the installation described and represented has two coordinate axes, but that it would suffice to add an additional encoder and a program 17 for controlling the processor 15 more complex so that the installation can work along three axes of contact information.

La variante de la fig. 4 se distingue de la première forme d'exécution par le fait que la table (désignée par 21) portant le dessin 22 est fixe, la tête de lecture optique 23 étant agencée de façon à pouvoir se déplacer suivant deux directions perpendiculaires, indiquées par les deux flèches 24 et 25, correspondant respectivement aux axes des X et des Y. A cet effet, une vis 26, commandée par un moteur 27, produit les déplacements d'un chariot 28 dans la direction de la flèche 24. Cette vis 26 est portée par un chariot 29, supportant également le moteur 27 et se déplaçant dans la direction de la flèche 25. Une vis 30 commandée par un moteur 31 produit les déplacements du chariot 29. Les positions de la tête de lecture 23 selon l'axe des X et selon l'axe des Y sont relevées par deux règles optiques 32 et 33 respectivement. L'appareil représenté à la fig. 4 peut se substituer à celui des fig. 1 et 2 pour s'utiliser sur une installation telle que décrite et représentée à la fig. 3. The variant of fig. 4 is distinguished from the first embodiment by the fact that the table (designated by 21) carrying the drawing 22 is fixed, the optical reading head 23 being arranged so as to be able to move in two perpendicular directions, indicated by the two arrows 24 and 25, corresponding respectively to the axes of X and Y. For this purpose, a screw 26, controlled by a motor 27, produces the displacements of a carriage 28 in the direction of arrow 24. This screw 26 is carried by a carriage 29, also supporting the motor 27 and moving in the direction of the arrow 25. A screw 30 controlled by a motor 31 produces the movements of the carriage 29. The positions of the read head 23 along the axis of the X and along the Y axis are noted by two optical rules 32 and 33 respectively. The apparatus shown in fig. 4 can replace that of FIGS. 1 and 2 for use on an installation as described and shown in fig. 3.

Il est à remarquer que le dessin de la pièce à usiner pourra être s remplacé par tout modèle de celle-ci, par exemple une photographie, lin gabarit ou même un échantillon de la pièce elle-même. Dans ces deux derniers cas, la lecture pourra être soit optique, comme dans les exemples décrits ci-dessus, soit mécanique, comme dans l'exemple des fig. 5 et 6. It should be noted that the drawing of the workpiece can be replaced by any model of it, for example a photograph, linen template or even a sample of the part itself. In the latter two cases, the reading may be either optical, as in the examples described above, or mechanical, as in the example in FIGS. 5 and 6.

io Dans ces deux figures, l'appareil comprend une table rotative 34, analogue à la table 1 des fig. 1 et 2, portant un gabarit 35 de la pièce à usiner. Une tête de lecture mécanique 36, portant un palpeur 37, est soumise à l'action d'un ressort de rappel 38 qui maintient ce palpeur appliqué contre la tranche du gabarit 35. Les positions angulaires de 15 la table 34 sont observées par un capteur 39, analogue au capteur 11 de la première forme d'exécution, et les positions de la tête de lecture 36, qui se déplace suivant la flèche 40 de la fig. 6, sont observées par un capteur 41. L'installation de la fig. 3 sera sans autre utilisable avec cet appareil. In these two figures, the apparatus comprises a rotary table 34, similar to table 1 in FIGS. 1 and 2, carrying a template 35 of the workpiece. A mechanical reading head 36, carrying a feeler 37, is subjected to the action of a return spring 38 which keeps this feeler applied against the edge of the template 35. The angular positions of the table 34 are observed by a sensor 39, analogous to the sensor 11 of the first embodiment, and the positions of the read head 36, which moves along the arrow 40 in FIG. 6, are observed by a sensor 41. The installation of FIG. 3 will be without other usable with this device.

20 L'échelle du modèle par rapport à la pièce pourra être quelconque, le processeur 15 devant, bien entendu, être agencé de façon à en tenir compte. The scale of the model relative to the part can be arbitrary, the processor 15 having, of course, to be arranged so as to take it into account.

Il est à remarquer que le présent procédé et la présente installation conviendront particulièremement à la réalisation d'éléments de 25 pièces d'horlogerie (boîtes et mouvements), du fait qu'ils permettent l'emploi, pour la réalisation des programmes, de dessins à une grande échelle et, surtout, du fait qu'ils conduisent à une définition extrêmement serrée des points successifs considérés. It should be noted that the present process and the present installation will be particularly suitable for the production of elements of 25 timepieces (cases and movements), because they allow the use, for the production of programs, of drawings on a large scale and, above all, because they lead to an extremely tight definition of the successive points considered.

Grâce au présent procédé et à la présente installation, la 30 réalisation de programmes de commande numérique de machines-outils ou de tout appareil évoluant dans un système de coordonnées, tel qu'un pantographe par exemple, s'effectue à une très grande rapidité, à très bon marché et avec une précision non atteinte à ce jour. Thanks to the present method and to the present installation, the realization of numerical control programs of machine tools or of any device operating in a coordinate system, such as a pantograph for example, is carried out at a very high speed, very inexpensive and with a precision not achieved to date.

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

627,111

1. Method for carrying out a numerical control program of a machine tool, characterized in that a drawing, a model or a copy of the workpiece is used, the said drawing is observed , model or example so as to produce relative displacements between the latter and a reading member, said relative displacements are transformed into electrical pulses, and the latter are used as information serving for the material realization of the program.

2. Method according to claim 1, characterized in that a drawing or a model of the workpiece is used which is on a scale greater than 1.

2

3. Method according to claim 1, characterized in that one proceeds to a reading of the drawing, model or copy of the workpiece by optical means.

4. Method according to claim 3, characterized in that one uses a drawing of the workpiece consisting of a photograph thereof.

5. Method according to claim 1, characterized in that one uses a model of the workpiece consisting of a template thereof.

6. Method according to claim 1, characterized by the fact that all of said information is sent to a memory, any potentially unnecessary information is eliminated and, once the reading is completed, the non-eliminated information is used for the material production of the program.

7. Installation for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises an observation device intended to observe a drawing, a model or a copy of the workpiece, a transducer device transforming the relative displacements between a reading member of said observation device and the drawing, model or example in electrical pulses, and an electronic device transforming said electrical pulses into information capable of controlling a device for the physical production of the program.

8. Installation according to claim 7, characterized in that the transducer device comprises sensors at the rate of one sensor per coordinate axis.

9. Installation according to claim 8, characterized in that said sensors are constituted by rules with optical reading.