FR2466798A1 - Procede de commande numerique d'une machine-outil - Google Patents

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Yoshihisa Kato
Koichi Takeda
Takuya Oku
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Abstract

a. Procédé de commande numérique d'une machine-outil. b. Procédé de commande caractérisé en ce qu'on introduit dans une unité de calcul toutes les données nécessaires au calcul du déplacement des outils en utilisant plusieurs mémoires tampons d'entrée, on calcule successivement les données d'usinage à l'aide des données d'entrée et on transfère les calculs dans la mémoire tampon d'usinage. c. L'invention concerne les machines-outils à commande numérique. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention concerne un procédé de commande d'une machine-
outildans laquelle le mouvement de la machine est calculé automatiquement en introduisant la forme de l'usinage et des dimensions finales de la pièce ainsi que les conditions d'usinage à l'aide de touches d'un calvier faisant partie du tableau de commande, la machine étant commandée
en fonction du résultat de ces calculs.
Les machines connues à commande numérique sont
classées en trois types.
Dans le premier type de machines, toutes les données de commande sont introduites par l'intermédiaire de bandes perforées. Dans le second type, les données sont introduites par
un clavier.
Dans le troisième type, on effectue un usinage réel
et on enregistre les données qui en résultent.
Les deux premiers types demandent un programme détaillé du mouvement du dispositif à commander en utilisant un codage numérique particulier; cela demande beaucoup de travail et de temps pour préparer les bandes perforées et présente des
difficultés pour règler les outils.
Dans le troisième type, l'habileté de l'utilisateur qui fait réellement le travail influence considérablement les opérations ultérieures et il y a de nombreux inconvénients dans la commande de sorte que ce type de machines n'est pas très utilisé. Le présent demandeur a déjà proposé un dispositif décrit au brevet US 4 033 206 pour supprimer les inconvénients des solutions connues. Ce dispositif se caractérise en ce qu'on introduit les données à l'aide de commutateurs numériques et non par des bandes, on réduit le nombre de phases d'entrée
de données et on simplifie les opérations d'entrée.
Pour cela, le dispositif permet entrer les données d'usinage de la forme et la finition de la forme ainsi que les dimensions à donner à l'ébauche et les conditions d'usinage ainsi que le
mode de réplacement de l'outil qui sont les conditions fixées.
Ce type de dispositif permet de résoudre tous les
inconvénients de l'art antérieur.
La présente invention a pour but de perfectionner la
commande d'un tel dispositif.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande caractérisé en ce qu'on enregistre les données nécessaires au travail d'usinage dans un microcalculateur en les réduisant au minimum nécessaire à l'usinage de la forme et à la finition de la forme, alors que les diverses données réellement nécessaires pendant l'exécution du travail, telles que le chemin de déplacement de l'outil pendant la finition grossière et le chemin de déplacement de l'outil pendant la finition définitive, sont successivement calculées à l'aide des données enregistrées dans un microcalculateur, le traitement des données associé aux diverses pièces se faisant avec un
minimum de données enregistrées.
Le procédé de commande selon l!invention permet d'introduire de façon simple des données concernant la forme de finition et les dimensions, cet enregistrement se faisant dans le microcalculateur qui calcule automatiquement la dimension d'usinage grossier et la finition grossière pour
effectuer les opérations correspondantes.
Le procédé de commande selon l'invention permet de faire l'usinage de forme complexe ayant des parties concaves
et des parties convexes, et cela de façon simple.
L'invention concerne également un procédé selon lequel les données d'usinage destinées à être introduites dans le calculateur sont corrigées automatiquement suivant la forme de l'arête de coupe de l'outil d'usinage, pour
effectuer cet usinage.
Suivant une autre caractéristique, l'invention concer-
ne un procédé qui permet à l'opérateur d'utiliser le calculateur pour décider si la forme de l'arête de coupe de l'outil et la forme de l'usinage de la pièce pour laquelle les données sont
introduites dans le calculateur, sont appropriées ou non.
Selon le procédé, on peut exécuter de façon précise deux opérations successives d'usinage avec deux types
d'outils dont le diamètre du bec est différent.
Il est ainsi possible de faciliter la commande de dispositifs de ce type,de rendre cette commande plus
précise et d'améliorer les caractéristiques.
La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - La figure 1 est un exemple de tableau de commande pour introduire les données nécessaires à l'usinage selon l'invention. - La figure 2 est un schéma bloc d'une installation selon l'invention, - La figure 3 montre la forme de la pointe d'un outil, - Les figures 4a...... 4e montrent diverses phases d'un
procédé au cours duquel le calculateur CPU prépare un enregis-
trement d'usinage sur la base des données fournies par-le tampon
d'entrée.
- La figure 5 est un exemple de la forme de-l'usinage
d'une machine travaillant par copie.
- La figure 6 montre comment trouver la ligne de finition grossière à partir de la forme de l'usinage de finition
sur une machine à copier.
- La figure 7 montre une interpolation linéaire d'une
machine à copier.
- La figure 8 montre le calcul d'une intersection
d'une machine à copier.
- La figure 9 est un ordinogramme montrant comment préparer un- ensemble de données pour la finition grossière au cours de n'importe quelle phase d'usinage d'une machine à copier. - La figure 10 montre comment trouver la ligne de
finition-grossière sur une machine à copier.
- La figure 11 est un ordinogramme montrant comment préparer un ensemble de données pour l'usinage grossier sur
une machine à copier.
- La figure 12 donne un exemple de forme d'usinage
d'une pièce cylindrique.
- La figure 13 donne un exemple d'une forme d'usinage
ouvert d'une pièce cylindrique.
- La figure 14 représente un exemple de forme d'usinage concave à une seule passe pour une pièce cylindrique selon
l'invention.
- La figure 15 montre un schéma d'instructions de mouvements d'un outil pour l'usinage grossier d'une pièce cylindrique. - La figure 16 est une vue géométrique montrant comment trouver le point de départ de l'usinage grossier pour
I 4
une pièce cylindrique dans le cas d'une forme concave à une
seule passe pour une partie conique.
- La figure 17 est une vue géométrique montrant comment trouver la fin de course d'usinage grossier d'une pièce cylindrique dans le cas d'une partie conique.. - La figure 18 est une vue géométrique montrant comment trouver le point de départ d'usinage grossier d'une pièce cylindrique dans le cas d'une partie concave à une seule
passe sur un cercle convexe.
- La figure 19 est une vue géométrique montrant comment trouver l'extrémité de l'usinage grossier sur une pièce cylindrique dans le cas d'une partie convexe0 - La figure 20 est une vue géométrique montrant comment trouver le point de départ d'un usinage grossier d'une pièce cylindrique dans le cas d'une partie concave à une seule
passe, sur un cercle concave.
- La figure 21 est une figure géométrique montrant comment trouver l'extrémité de l'usinage grossier d'une pièce
cylindrique dans le cas d'une partie concave.
- La figure 22 est un ordinogramme montrant l'applica-
tion d'un procédé de commande d'usinage grossier d'une pièce
cylindrique dans le cas d'une partie concave à une seule passe.
- Les figures 23, 24 montrent l'application d'un chemin de coupe pour un outil d'usinage grossier obtenu par
le procédé de commande d'usinage grossier d'une pièce cylin-
drique selon l'ordinogramme de la figure 22.
- La figure 25 est un ordinogramme montrant un procédé de commande d'usinage grossier d'une pièce cylindrique
dans le cas d'une partie ouverte.
- La figure 26 montre une forme d'usinage correspondant à une partie concave à une seule passe, permettant d'exécuter une commande d'usinage grossier d'une pièce cylindrique au cours
d'une seule phase selon l'invention.
- Les figures 27, 28 montrent une interférence entre un
outil et une forme d'usinage, rendant l'usinage impossible.
- La figure 29 montre un procédé d'interpolation connu
utilisé dans les cas de l'impossibilité d'un usinage.
- Les figures 30 - 35 montrent l'application du procédé
de l'invention à diverses formes.
- La figure 36 est un ordinogramme qui aboutit à la
décision de l'impossibilité de l'usinage.
- La figure 37 est un autre ordinogramme qui aboutit
à la décision d'un usinage impossible.
- La figure 38 donne un exemple d'une forme d'usinage avec entrée des données dans un dispositif de commande. - La figure 39 est une vue à échelle agrandie de
l'arête de coupe d'un outil utilisée ns des tours.
- La figure 40 montre une pièce usinée sans compensation
du rayon du bec de l'outil.
- Les figures 41, 42 montrent des pièces usinées avec
compensation du rayon du bec de l'outil.
- Les figures 43, 44 montrent deux phases successives exécutées en utilisant deux types d'outils selon le procédé
connu de compensation du bec de l'outil.
- Les figures 45, 46, 47 et 49, 50 montrent deux phases successives exécutées en utilisant deux types d'outils selon le
procédé de commande de l'invention.
- La figure 48 est un ordinogramme montrant le
procédé de commande selon l'invention.
DESCRIPTION DE DIVERS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS
La figure 1 montre un exemple de tableau de commande d'un dispositif de commande mettant en oeuvre le procédé de commande numérique selon l'invention, en montrant la situation
globale de l'invention de façon très compéhensible.
La référence 2 concerne les touches prévues sur le tableau de commande 1, pour déterminer la forme à usiner sur le tour; la référence 3 concerne des témoins lumineux pour indiquer à l'utilisateur le type de données nécessaires suivant la forme de l'usinage prévue par les touches. Les touches et les lampes témoins portent des indications dans les langues appropriées. Les touches des dix chiffres 4 sont utilisées
pour introduire les valeurs numériques suivant les indica-
tions données par les lampes témoins 3. Une touche de démar-
rage de tableau 5 est utilisée pour que le microcalculateur fournisse en sortie le signal de début de fonctionnement la touche de réglage 6 est utilisée pour enregistrer des données dans le microcalculateur après l'introduction des données en utilisant les touches 2 ou 4. La touche 7" de la fonction comme précédemment" est utilisée lorsqu'on usine une
6 2466798
pièce suivant uen forme prédéterminée, tellement complexe qu'il faut introduire les données d'usinage dans le microcalculateur, dans certaines phases plutôt qu'à un instant donné et lorsque les grandeurs numériques indiquées par les lampes témoins 3 qui s'allument à l'instant dans lequel il faut entrer les données pour la petite énième phase d'usinage sont les mêmes valeurs numériques pour le même produit qu'au cours de la phase
d'usinage (n-l). L'orsqu'on actionne la touche 7, les gran-
deurs numériques introduites pour le même produit, au cours de (n-l) phase d'usinage, sont guidées et concuremment de telles grandeurs sont affichées sur un dispositif indicateur 16 qui sera décrit ultérieurement. La référence 8 concerne la touche de correction utilisée pour corriger les données qui viennent
d'être fixées; la référence 9 concerne une touche d'efface-
ment de toutes les données utilisée pour effacer toutes les données introduites dans le microcalculateur-; la référence concerne une touche d'effacement d'une phase d'usinage, pour effacer les données introduites dans le microcalculateur et
qui correspondent à une phase d'usinage.
La référence 11 concerne une touche de programme
utilisée pour donner des instructions de calcul et d'enregis-
trement des diverses données nécessaires pour la commande
réelle de la machine après avoir introduit les données né-
cessaires; la référence 12 concerne un commutateur de mode de fonctionnement utilisé pour assurer le passage entre le fonctionnement manuel et le fonctionnement automatique du tour; la référence 13 concerne un commutateur de pièce utilisé pour lire la partie des données sur différentes pièces à usiner,
ces données étant enregistrées au préalable et.qui corres-
pondent à la pièce à usiner à ce moment, pour permettre un usinage automatique de la pièce. La référence 14 concerne des lampes témoins indicatrices de l'état du tour; la référence
concerne des lampes témoins indicatrices de situations anor-
males, au niveau de l'un des différents dispositifs; la réfé-
rence 16 concerne un indicateur indiquant les grandeurs d'en-
trée en manipulant les touches du clavier 4. Il est en outre prévu un groupe de commutateurs représentés dans la partie droite de la figure 1, et qui servent à commander le tour à la main.
La présente invention concerne un procédé de com-
7 2466798
mande d'une machine outil à commande numérique comportant un
tel moyen d'entrée de données.
La figure 2 est un schéma d'ensemble d'un circuit
pour la mise en oeuvre d'un procédé de commande selon l'in-
vention; dans ce schéma le microcalculateur 17 comporte une unité centrale de calcul CPU 18,.une mémoire morte 19, les
tampons d'entrée 20 et un ensemble de tampons d'usinage 21.
-Le tour 22 est relié au microcalculateur 17 par l'intermé-
diaire d'un interface 23 pour les machines-outils à commande
numérique (encore appelées de façon simplifiée machines NC).
Il y a N tampons d'entrée 20 et les données de la pièce correspondante sont introduites dans chaque tampon d'entrée
en règlant le commutateur d'entrée qui sera décrit ulté-
rieurement. Les données à introduire dans chaque tampon d'en-
trée 20 sont classées en données communes et en données de phase opératoire concernant chaque phase d'usinage. Les
données communes concernent la position d'origine (pour in-
dexer un outil) la tolérance de finitions et, comme repré-
senté à la figure 3, l'angle de coupe, l'angle de sortie de coupe / et le rayon r du bec ou de la pointe de l'outil
pour un numéro donné d'outil. Les données de phase opé-
ratoire englobent la forme de l'usinage, les coordonnées X et Z d'un point de coupe, les coordonnées X et Z d'un point de départ, les coordonnées X et Z d'un point d'extrémité ou point d'arrivée, le rayon R d'un coin, le degré de coupe 't, le numéro m de l'outil de finition, le numéro de l'outil
d'usinage grossier m', la vitesse de rotation N et la vi-
tesse d'avance V. En outre, si la forme de la pièce à usiner est trop complexe pour introduire des données relatives à
cette forme d'usinage à l'instant de la commande du commuta-
teur de réglage de l'entrée des données 25 on peut intro-
duire ces données pas à pas. Chaque tampon d'entrée 20 per-
met d'enregistrer des données allant jusqu'àen phases d'usi-
nage. L'assemblage de tampons d'usinage 21 se compose d'un tampon de finition, d'un tampon de finition grossière et d'un tampon d'usinage grossier. Les données relatives au chemin de
déplacement d'un outil pendant l'usinage de finition, le che-
min de déplacement de l'outil pendant la finition grossière
et le chemin de déplacement d'un outil pendant l'usinage gros-
sier, données calculées par l'unité CPU 18 sur la base des
8 - 2466798
données introduites dans le tampon d'entrée 20, peuvent être introduites dans les différents tampons de l'ensemble 21. En outre il y a seulement un ensemble de tampons d'usinage 21 quel que soit le nombre de tampons d'entrée 20 de façon qu'à chaque fois on puisse modifier le type de pièces à usiner et que les données calculées par l'unité CPU 18 sur la base des données enregistrées au préalable dans le tampon d'entrée 20 associé à la pièce, changent, et entraînent la réinscription des données enregistrées dans l'ensemble 21.-La référence 24 concerne un commutateur de changement de.pièce désignant un
tampon particulier parmi les N tampons d'entrée 20 dans le-
quel les données doivent être enregistrées ou lues. La réfé-
rence 25 concerne le commutateur de réglage des données d'en-
trée utilisé pour introduire des-données dans- le tampon d'en-
trée désigné par le commutateur de changement de pièce 24. La référence 26 concerne un commutateur de correction de données d'entrée -utilisé pour corriger les données qui viennent d'être introduites par le commutateur de réglage-de données d'entrée
25. La référence 27 concerne un-commutateur d'effacement to-
tal des données d'entrée pour supprimer toutes les données
introduites dans les tampons d'entrée 20. La référence 28 con-
cerne le commutateur de préparation des données d'usinage utilisé pour commander l'unité CPU 18 et calculer sur la base des données enregistrées dans le tampon d'entrée 20 ainsi que pour enregistrer les données obtenues dans l'ensemble 21. Ces
différents commutateurs sont prévus sur le tableau de com-
mande (21) et sont reliés au microcalculateur 17 par un inter-
face de lecture de commutateur 29.
Les figures 4a - 4e schématisent le procédé de pré-
paration de l'assemblage des tampons d'usinage 21 pour une donnée d'une phase particulière d'usinage, choisie parmi les données enregistrées dans les tampons d'entrée 20 en manipulant
le commutateur de réglage des données d'entrée 25.
La figure 4a montre la forme de base obtenue lors-
qu'on introduit dans le tampon d'entrée 20, les données cor-
respbndant à la forme de l'usinage au point de départ T au point d'arrivée F et au rayon R. Après avoir introduit les données de la forme de base dans -le tampon d'entrée 20, on enfonce le commutateur de données d'usinage 28 puis l'unité CPU 18 calcule le centre P de l'arc de cercle, le sommet K
9 2466798
de l'arc et le point de contact d entre la pente (tangente) et
l'arc (figure 4b). Parmi les angles de coupeO m,& m'- de l'ou-
til de finition m et de l'outil de dégrossissage m', l'une désigne l'avance dont la plus petite est appelée d\ et les angles de sortie de coupe i3 m, 3 m' de l'outil de finition m et de l'outil de dégrossissage m', dont le plus petit est appelé A. Les points d'intersection b et e sont calculés à partir de
et de 13 pour trouver une forme d'usinage qui peut être réelle-
ment exécutée sur le tour à l'aide de l'outil réalisé au préa-
lable. La compensation du rayon du bec se fait alors suivant le rayon rm de l'outil de finition m (figure 4c) et le chemin a', b', c', dû K', e', f', P' du mouvement réel de l'outil de finition m est calculé pour que par l'usinage on obtienne la forme de la figure 4b. En outre, le rayon de l'arc passe de R à rm. Puis on prépare le tampon de finition. Comme représenté à la figure 4d, on compense le rayon de la pointe de l'outil par le rayon rm' de l'outil de dégrossissage et on calcule un chemin a", b", c", d", K", e", f", P" de mouvements provisoires de l'outil de dégrossissage pour l'usinage, pour arriver à la forme calculée à la figure 4b et on change le rayon de l'arc de R à rm'. En outre on calcule avec la tolérance de finition les points d'usinage grossier a"', b"', cl", d"', K"', el', fIl', P'", Pl à partir du chemin de déplacement de l'outil de
dégrossissage m' pour préparer le tampon de finissage grossier.
Enfin, comme représenté à la figure 4e, on calcule les points d'usinage grossier Gi, Hi, Ji donnant la tolérance de finition i en partant des points de finition grossière pour préparer le tampon de finition grossière. En outre, lorsque cet usinage grossier se fait par un mouvement alternatif de l'outil de 30. dégrossissage m' est effectué n fois comme représenté à la figure 4e, on ne recherche pas chaque fois les points Hi, Ji,
Gi et on ne les enregistre pas dans le tampon de finition gros-
sière; au lieu de cela on enregistre seulement Hi, Gi, Ji la
première fois dans le tampon de finition grossière puis lors-
que le calculateur passe sur la phase suivante, il fait les
calculs successifs en fonction des données de l'instant pré-
cédent et enregistre les résultats dans le tampon de fini-
tion grossière, pour remettre successivement à jour le contenu de ce tampon; il suffit dans ces conditions d'une faible
capacité de mémoire pour arriver à un nombre infini d'ins-
1 n
1U 2466798
tants d'usinage grossier. Le fonctionnement décrit ci-dessus est donné dans la liste ci-après Tampon d'usinage Tampon d'entrée (pour chaque pas d'usinage)
Tampon de Tampon de Tampon d'usi-
(pour chaque cas finition finition nage grossier d'usinage) grossière Forme d'usinage X (T) X (a') X (a'") X (Gi - 1) Z (T) Z (a') Z (a'") X (Gi) X (A) x (b') X (b'") Z (Gi) Z (A) z (b') Z (b'") X (Hi) X (F) X (c') X (c'") Z (Hi) z (F) Z (c') Z (c'") X (Ji) R X (d') X (d'") Z (Ji) z (d') z (d'") m X (K') X (K') m' Z (K') Z (K'") N X (e') X (e'") V z (e') Z (e'") X (f') X (f"') Z (f') Z (f'")
X (P') X (P'")
Z (P') Z (P'")
R-rm X (P" -)
Z (P" ".)
R-rm' il 2466798 Dès que le calculateur CPU 18 effectue les calculs sur la base des données enregistrées dans le tampon d'entrée
pour terminer l'ensemble 21, le tour est commande automa-
tiquement par la donnée de l'ensemble 21 et la pièce est usinée
- 5 à la forme prédéterminée.
Si on enregistre seulement un-minimum de données nécessaires pour l'usinage dans le tampon d'entrée 20 et le chemin du déplacement de l'outil nécessaire pour l'usinage effectif est calculé chaque fois par l'unité CPU 18 sur la
base des données appliquées au tampon d'entrée 20; le résul-
tat des calculs est enregistré dans l'ensemble 21. Suivant cette installation, la liste indiquée montre que le contenu enregistré dans le tampon d'entrée 20 est considérablement réduit et comme il suffit d'un seul ensemble tampon d'usinage 21, quel que soit le nombre de tampons d'entrée 20, on peut enregistrer un grand nombre de formes d'usinage de pièces dans
le microcalculateur 17, en même temps.
Pour augmenter la capacité de stockage de chaque tampon d'entrée 20 on peut prévoir une unité CPU, distincte pour la détection du numéro du travail, en plus de l'unité CPU 18 pour préparer l'ensemble 21 sur la base des données appliquées au tampon d'entrée 20, l'unité CPU qui détecte le numéro de la pièce étant reliée au tampon d'entrée 20. Si lorsqu'on effectue un transfert d'instruction de l'unité CPU 18 dans lunité CPU de détection de numéro de pièce, la donnée enregistrée dans le tampon d'entrée 20 est transférée à l'unité CPU 18. On peut ainsi augmenter la mémoire dans
les limites de ce qui est autorisé pour l'unité CPU de dé-
tection de numéro de pièce, quelle que soit la capacité en
adresses de l'unité CPU 18.
La description précédente montre que dans le pro-
cédé ci-dessus, la donnée nécessaire à l'usinage d'une pièce
peut s'enregistrer en utilisant une capacité de mémoire, mini-
male, ce qui permet d'enregistrer en même temps dans le micro-
calculateur, les données nécessaires à l'usinage d'un grand nombre de pièces. Il en résulte que dans un atelier fabriquant de petites séries, très diversifiées, lorsqu'on veut fabriquer de façon répétée, un nombre limité de pièces, il est nécessaire
d'enregistrer les données concernant les pièces dans le micro-
calculateur. En procédant de la sorte on peut effectuer l'usi-
12 2466798
nage d'une pièce particulière en actionnant simplement les.
commutateurs pour lire les données correspondant à cette pièce.
Il n'est pas nécessaire de réenregistrer les données chaque fois que l'on change de pièce, comme cela était nécessaire; on augmente ainsi le rendement.
De plus lorsqu'il faut enregistrer dans le micro-
calculateur les données correspondant à une pièce particulière, il suffit d'introduire un minimum de données, ce qui facilite
considérablement cette introduction. Même si la forme de l'usi-
nage de la pièce est suffisamment complexe pour dépasser le nombre de phases d'usinage permises par un tampon d'entrée, ce problème se règle en introduisant le numéro de la pièce dans plusieurs tampons d'entrée. De la sorte, il est possible de
traiter un nombre n de phases d'usinage, permises par un tam-
pon d'entrée multiplié par le nombre de tampons d'entrée N (c'est-à-dire n x N) en manipulant simplement le commutateur de changement de pièce et le commutateur de préparation du
tampon d'usinage.
Un procédé de préparation du tampon d'usinage 21 envisagé ci-dessus sera décrit ci-après en prenant comme exemple une machine de copie traitant une forme complexe ayant des parties concaves et des parties convexes comme représenté
à la figure 5.
Comme décrit ci-dessus, chaque tampon d'entrée a une partie de mémoire pour enregistrer un ensemble de données de coupe Y x, g z. un ensemble de tolérances d'usinage Lx, Lz, un ensemble de tolérances de finition 6 x, & z et un point de
coupe T quel que soit le nombre de phases d'usinage.-(Les suffi-
xes x et z correspondent aux composantes x et z). Le tampon de finition a une section de mémoire pour enregistrer une forme d'usinage, un point de départ A, un point d'arrivée F, un point central P, un rayon R et autres éléments (y compris la vitesse
de rotation et l'avance) pour chaque phase d'usinage.
Le tampon de finition grossière a la même organi-
sation que le tampon de finition.
Le tampon de finition grossière a une partie de mémoire pour enregistrer un jeu de tolérances de finition
grossière d'usinage S' xi, 6 zi, un point de départ de dégros-
sissement Ai, un point d'arrivée de dégrossissement Fi et un point central de dégrossissement Pi, quel que soit le nombre
de phases d'usinage.
La donnée d'entrée décrite ci-dessus se rapporte à des éléments concernant la forme d'usinage, les dimensions de
finition et le tampon d'entrée.
Le modèle de la forme d'usinage est divisé en trois parties à savoir une droite, un arc convexe et un arc concave. Lorsque le contour de la forme de finition d'une pièce se décompose en une combinaison de lignes droites, d'arcs
convexes et d'arc concaves, on introduit les données correspon-
* dant aux lignes droites suivant les coordonnées du point de départ et du point d'arrivée et les coordonnées des points de départ et d'arrivée ainsi que le rayon de courbure de l'arc
concave ou convexe.
Les coordonnées s'expriment en prenant l'origine droite de la pièce, l'axe Z correspondant à l'axe de la pièce et l'axe X étant perpendiculaire à l'axe précédent. Ce procédé
permet d'utiliser directement les dimensions d'usinage de fini-
tion de la pièce.
Un exemple pratique-de données d'entrée d'un
modèle de forme d'usinage et des dimensions d'usinage de fini-
tion seront effectués ci-après selon la figure 5. On divise le contour en commençant à l'extrémité gauche en une ligne droite, un arc convexe et un arc concave et on introduit les données pour les diverses phases d'usinagede la manière suivante: i-__________à _________________-. ___________--1à_______-r-à_______ Partant du point d'entrée, l'unité CPU 2 calcule la forme d'usinage, le point de départ, le point d'arrivée, le point central, le rayon et autres éléments (y compris la vitesse de rotation et la vitesse d'avance) pour chaque phase d'usinage; Les résultats sont enregistrés dans le tampon de finition. En Phase Point de Point d'usinage Modèle départ d'arrivée Rayon 1 Ligne droite Al F1 2 Arc convexe A2 F2 R2 3 Ligne droite A3 F3 4 Arc concave A4 F4 R4 Ligne droite A F5 6 Arc convexe A6 F6 t 6 7, Arc convexe A7 F7 R7 8 Arc concave A8 F8 R8 9 Ligne droite A9 F ___
fonction de telles donnéesp l'unité CPU 2 décide si faut com-
penser la pointe de l'outil de coupe et si les chemins d'usinage des phases d'usinage adjacentes sont continus ou non; la donnée résultante est enregistrée comme chemin de déplacement de l'outil de finition pour l'usinage de finition de façon-à assurer la
commande continue de l'usinage.
Lorsque la préparation des données d'usinage de toutes les phases d'usinage du tampon d'entrée est terminée,
l'opération suivante consiste à préparer les données pour l'usi-
nage de finition grossière.
Dans ces conditions, le chemin de déplacement de l'outil d'usinage de finition grossière est tel qu'il est décalé du chemin de déplacement de l'outil d'usinage de finition d'une distance correspondant à la tolérance de finition. On
peut ainsi avoir une forme en reliant un nombre infini de rec-
tangles définis par les coordonnées X et Z des composantes de position ainsi que les tolérances de finition 6 X, 6 z suivant
la ligne de finition (voir figure 6).
Comme la forme de-l'usinage au cours de chaque phase d'usinage est la même que la forme de finition, la façon
de trouver la dimension de finition grossière au cours de cha-
que phase d'usinage sera décrite ci-après. La façon de trouver le point d'usinage grossier étant la même pour chaque phase d'usinage pendant une opération d'usinage donnée (par exemple Nième phase d'usinage) si le point de départ de la finition correspond à ANU le point d'arrivée à FN, et le point central
à PN et si le point de départ de la finition grossière corres-
pondante correspond à AN', le point d'arrivée à FN' et le point central à PN', le point de finition grossière est représenté
par le point de finition auquel on ajoute la tolérance de fini-
tion. On obtient ainsi: X(AN') = X(AN) + x X(FN') = X,(FN) + x
X(PNI) = X(PN) + X
Z(AN') = Z(AN) z
Z(FN') = Z(FN) Z
Z(PN = Z(PN) - & z Dans ces relations, le signal plus ou moins qui précéde S est déterminé de façon que le signe est plus pour X(AN) - X(FN), et
que le signe soit moins pour l'inégalité X(AN) > X(FN)-.
Lorsque les calculs sont faits suivant la règle ci-dessus, dans le cas d'une forme telle que celle de la figure 7, avec un point de départ X(AN) pour la Nième phase d'usinage qui est inférieur ou égal au point d'arrivée X(FN) et avec un point de départ X(AN_1) qui pour la phase d'usinage précédente est supérieur au point d'arrivée X(FN_1), on a un décalage du point de contact entre ces deux phases d'usinage. Le point
d'arrivée de la finition grossière tFN') est-donné par les for-
mules suivantes: X(FN') = X(FN) + x Z(FN') = Z(FN) +z mais le point de départ de la finition grossière (AN_1,) pour la (N-l) phase d'usinage est donné par les formules suivantes: X(AN_') = X(AN-1) + x Z(ANl') = Z(ANl) z Ainsi les points (FN') et (AN1') ont la même coordonnée X, mais l'ordonnée Z est séparée de 2 (z.*AN 1 = FN) Ainsi dans le cas:
X(AN) - X(FN)
X(Anl)) X(Fn_1) la différence entre le point de contact au cours des deux phases d'usinage peut se supprimer et on peut arriver à une commande continue en procédant par interpolation suivant une ligne reliant (FN')et (AN1') ' En outre, cette différence au point de contact se produit au cas de la figure 8. On a ainsi: xX(AN) > X(FN)
X(AN_1) X(FN-1)'
X(FN') = X(FN) + 'x Z(FN') = Z(FN) - z X(AN-1') = X(AN-1) + x Z(AN ') = Z(AN-1) + z.
Dans ce cas, les points (FN') et (AN_') se che-
vauchent d'une distance correspondant à 2 z ('e AN 1 = FN).
Puis, l'intersection entre la ligne dreite(ou arc) (AN')-> (FN') et l'arc (ou ligne droite) ( ')1 est calculée par l'installation qui compense l'arc en utilisant
l'intersection comme point de contact.
Cette intersection peut se calculer facilement en
partant de l'équation de la ligne de finition grossière corres-
pondant à la Nième phase d'usinage et l'équation de la ligne de
finition grossière pour la (N-l)ième phase d'usinage.
Dans les autres cas que les deux décrits ci-dessus (figures 7, 8) il n'y a pas une telle différence entre les points de contact si bien qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une compensation. En résumé, l'ordinogramme pour les calculs des différents points du Nième usinage de finition grossière est celui représenté à la figure 9; le même ordinogramme est utilisé successivement pour toutes les phases d'usinage et les résultats sont stockés dans le tampon de finition grossière. En outre, dans l'ordinogramme de la figure 9, pour N = 1, on indique que
la phase d'usinage précédente (N - 1) n'existe pas et les résul-
tats des calculs précédents sont stockés dans le tampon de
finition grossière.
De telles grandeurs stockées dans le tampon de finition grossière indiquent les points principaux de la ligne de finition grossière pour l'usinage ce finition grossière et
l'instant de l'usinage de inition grossière, réel, l'interpola-
tion linéaire ou l'interpolation courbe se font entre les points adjacents, suivant la forme (droite ou courbe) pour obtenir des
données d'usinage de contour continu.
La préparation du tampon d'usinage grossier sera
décrite ci-après.
Dans le cas, l'expression "usinage grossier" ou "dégrossissage" concerne l'usinage d'une ébauche brute, jusqu'à ce que l'on atteigne la ligne de finition grossière et la partie
coupée ou enlevée est en général appelée "tolérance".
Dans cette invention, la tolérance est définie comme étant la courbe obtenue en reliant un nombre infini de rectangles déterminés par L, L sur la ligne de finition (comme représenté à la figure 10) l'ensemble englobant la tolérance
entre la ligne de finition et la ligne de finition grossière.
La quantité de la coupe et la tolérance d'usinage & z. sz découlent de la relation L,/LZ = x/ = x/ sur la base des tolérances entrées initialement Lx, Lz, du degré de
coupe %x et de la tolérance de finition ix-
La dimension L de la tolérance suivant l'axe X x peut se fixer suivant la partie d'ébauche de tolérance maximale utilisée comme norme. M9mé s'il y a quelques variations dans la tolérance réelle entre les parties des ébauches inviduelles ou la même ébauche par rapport à une valeur fixée, il n'y a pas
de difficulté car il ne s'agit là que qu'un usinage grossier.
En particulier du fait que la tolérance est choisie en fonction de la ligne de finition qui est la forme ou la courbe d'usinage finale, cette façon-de procéder n'influence pas la précision
d'usinage de la pièce.
Comme l'usinage grossier est exécuté en coupant progressivement l'ébauche à partir de l'extérieur et en passant
à la ligne de finition grossière, la quantité enlevée, le nom-
bre de répétitions d'opérations d'usinage grossier est tel que si l'on divise la tolérance par la quantité enlevée ou quantité coupée, on obtient un quotient (nombre entier) et un reste; le reste est ajouté à la quantité coupée pour le temps d'usinage grossier. En premier lieu, on décrira la façon de trouver
à chaque fois le chemin de l'outil pour l'usinage grossier.
Cela peut s'envisager de la même manière que pour trouver la ligne de finition grossière à partir de la ligne de finition décrite ci-dessus. Ainsi, on prend le point de finition AN de l'ordinogramme de la figure 9 comme point de finition grossière AN' et les tolérances de finition x', z comme tolérances de finition grossière Gxil Szi Toutefois, on réduit les tolérances de finition grossière [xi' îii d'une quantité correspondant à
la quantité coupée pour chaque usinage grossier.
De façon pratique, en se reportant à l'ordino-
gramme de la figure 11, on calcule le chemin de l'outil pour le premier usinage grossier en fonction dé l'instruction de départ
de l'usinage. A cet effet, on soustrait les tolérances de fini-
tion ix' iz des tolérances d'entrée L, L, puis on soustrait du résultat les grandeurs pour les coupes Gx' ez La phase suivante consiste à décider si les grandeurs 6.i' 6zi sont chacune égale ou inférieure à 0. Si les deux réponses sont oui, lhsinage se termine; si les deux réponses
sont non; pour la phase d'usinage N utilisée comme phase d'usi-
nage finale n', on prend les points de départ X(A-), Z(A.), les i i points d'arrivée X(Fi), Z(Fi), et les points centraux X(P.), Z(P) pour l'usinage grossier à partir de cette nième phase i d'usinage. Lorsqu'on obtient le point de départ d'usinage grossier (Ai> et le point d'arrivée d'usinage grossier (F.) pour la nième phase d'usinage, on déplace l'outil de dégrossissage de (Ai) à (F.). Si la phase N est la phase 1, on passe à la i i coupe(T)et si la phase d'usinage N est différente de 1, on avance la phase d'usinage sur la phase d'usinage suivante à savoir N qui est remplacé par N - 1; et on recherche le point de départ de dégrossissement (Ai), le point d'arrivée de dégrossissement (Fi) et le point central (Pi) pour cette phase
d'usinage, cette opération étant répétée jusque pour N = 1..
Dans l'usinage grossier (dégrossissage) le tampon d'usinage grossier a une capacité de mémoire correspondant seulement à une phase d'usinage, si bien que l'outil est enlevé à chaque fois et on réinscrit dans la mémoire pour la suite de
l'usinage.
Dès que le premier usinage grossier est terminé de cette façon, on commence le second usinage grossier. A ce moment, on a les tolérances de finition grossière S xi6 zi en
enlevant les quantités coupées Y'I Xc -
On répète l'usinage rossier jusqu'à ce que les tolérances de finition grossière î xi'.zi soient telles que xi i et & zi i En pratique, selon la figure 5, le chemin de déplacement de l'outil pour la ligne supérieure est usiné en commençant à droite tout en recherchant les points de départ,
d'arrivée et de centre, jusqu'à ce que l'outil atteigne l'extré-
mité gauche, puis l'outil revient au point de coupe T et enfin on exécute le second usinage grossier en procédant de la même manière. Finalement, on coupe la quantité correspondant au reste de la division des quantités de coupe x ',iz par l'usinage de finition grossière, jusqu'à ce que l'on atteigne la ligne de finition grossière et on coupe la quantité correspondant à la tolérance de finition en faisant l'usinage de finition pour
terminer le travail.
Dans le procédé décrit ci-dessus, on peut effectuer un usinage par copie d'une forme complexe ayant des parties concaves et convexes sur une machine-outil à commande numérique, en introduisant simplement dans la machine la dimension de
l'usinage de finition puisque le calculateur calcule alors auto-
matiquement la dimension de finition grossière et la dimension de dégrossissage. Cela réduit le nombre d'entrées manuelles que doit effectuer l'opérateur ainsi que le mouvement inutile
de l'outil, ce qui se traduit par un usinage très efficace.
La façon de préparer l'assemblage 21 des tampons d'usinage sera décrite à l'aide d'un exemple d'usinage grossier
d'une pièce cylindrique sur un tour.
Comme décrit ci-dessus selon l'invention, on peut
usiner automatiquement une pièce pour lui donner une forme com-
plexe comme celle représentée à la figure 12, en procédant à un usinage grossier, puis à un usinage de.finition grossière et
enfin à un usinage de finition; pour cela, on introduit simple-
ment les données communes comprenant là position d'origine (pour annexer un outil), la tolérance de finitioni et l'angle de coupec ainsi que l'angle arrière de coupe P et le rayon de la pointe r associé à un numéro prédéterminé de l'outil ainsi que les données de la phase d'usinage telles que-la forme de l'usinage, les coordonnées X et Z du point de coupe, les coordonnées X et Z du point de départ, les coordonnées X et Z du point d'arrivée, le rayon de coupe d'un coin (congé) R, et la quantité coupée Y, le numéro m de l'outil de finition, le numéro m' de l'outil de dégrossissage, la vitesse de rotation N, et la vitesse d'avance V. L'assemblage 21 comporte un tampon de finition, un tampon de finition grossière et un tampon d'usinage
grossier ou de dégrossissage, pour enregistrer les données rela-
tives à la dimension de l'usinage terminé, à la dimension de l'usinage de finition grossière et à l'usinage grossier ou dégrossissage. Le tampon d'usinage grossier est prévu de façon à pouvoir enregistrer des données concernant la forme d'usinage, le point de départ A, le point d'arrivée F, le point central P, le rayon R, la grandeur de coupe Y, -le point de départ de dégrossissage M et autres paramètres (y compris la vitesse de rotation et la vitesse d'avance) pour chaque phase d'usinage
comme cela est représenté ci-dessous.
Tampon d'usinage grossier Phase d'usinage [lème jI2èmej _nème Forme d'usinage une passe concave cercle convexe Point de départ
X(A), Z(A) (100, 200)
Point d'arrivée
X(F), Z(F) (150, 200)
Point central i
X(P), Z(P) (100, 250)
Rayon R 50 Grandeur de coupe 5 Point de départ M de dégrossissage Autres paramètres Le tampon de finition est réalisé de la meme
manière que le tampon de dégrossissage.
Les coordonnées du point de départ etc, sont exprimées en utilisant le système de coordonnées rectangulaires, l'origine étant à une extrémité d'une ébauche l'axe de rotation de]'ébauche constituant l'axe Z et l'axe X étant perpendiculaire à l'axe Z. Les grandeurs du point de départ, du point d'arrivée, du point central, du tampon de finition et du tampon de finition
grossière, sont calculées et stockées en fonction de la dimen-
sion d'usinage de finition introduite dans le microcalculateur 17. Le numéro des phases d'usinage décrites ci-dessus est donné dans la figure 12. La première phase d'usinage se trouve entre les points 1 et 2, la seconde phase entre les points 2 et 3 etc; la phase finale d'usinage se trouve entre les points 9 et 10. Selon la figure 12, on divise l'opération en 9 phases d'usinage; on calcule le point de départ de chaque phase d'usinage et dans le cas d'une forme d'usinage et d'un arc
- -----------
pour chaque partie de l'ébauche, on calcule le point central
et on l'enregistre dans le tampon.
Le tampon de dégrossissage enregistre le point de départ de dégrossissage Gi-1 qui précède d'une unité, le point de départ de dégrossissage Gi, le point d'arrivée de dégrossis- sage Hi et le point de retour de dégrossissage Ji comme cela est indiqué ci-après. Ainsi en utilisant un tel tampon, on a une capacité de mémoire, suffisante pour enregistrer des données précédant une phase d'usinage c'est-à-dire quatre points, quel
que soit le nombre de phases d'usinage.
Tampon de dégrossissage
_____________________________________________________.---- -____
Point de départ du dégrossissage d'une unité précédente X(Gi-l) Point de départ de dégrossissage X(Gi), Z(Gi) Point d'arrivée de dégrossissage X(Hi), Z(Hi) Point de retour de dégrossissage X(Ji), Z(Ji) L'usinage grossier ou dégrossissage peut se classer suivant les deux formes d'usinage à savoir une forme ouverte comme cela de la figure 13 ou une forme concave à une
seule passe comme représenté à la figure 14.
En outre, le schéma des instructions de déplace-
ment de l'outil dans un usinage grossier (dégrossissage) est fixé comme indiqué à la figure 15 de façon que le chemin allant de Gi-l à Gi permette une avance rapide pour la forme ouverte et une vitesse de coupe pour la forme concave unidirectionnelle; pour le chemin entre les points Gi et Hi, on utilise la vitesse de coupe pour les deux types; pour le chemin entre les points
Hi et Ji, on utilise le retour rapide pour les deux types.
Si l'on calcule successivement les coordonnées
Z et X de Gi, Hi et Ji, on peut obtenir un usinage grossier.
Le procédé de calcul sera décrit ci-après Il faut obtenir la relation suivante
X(Gi) = X(Gi-l) -T( I grandeur de coupe).
X(Hi) = X(Gi)
X(Ji) = X(Gi) + a ( a valeur fixe, donnée 0,1-0,5 mm).
Z (Ji) = Z(Gi).
2466798:
C'est pourquoi, la seule difficulté concerne Z(Gi) et Z(Hi) que l'on peut trouver de la manière suivante en fonction de la forme à usinero Forme à usiner Z(Gi) Forme-ouverte Z(Gi)=Z(An)+b (b=0,1-5mm) Forme concave a Z(Gi) =Z(A) P) X(A)-X(Gi) une passe _Z(A)- Z.(.). __
---------------------------------------- XA-XF XA-XG
Cercle convexe Z(Gi)=Z(P)- 2- ( 2
à une passe - Z(Gi)=Z(P)- (P)-X( -
à une passe Cercle concave (G (p jIX 2 _ ue p>Z(Gi)=(p)R (P)X(Gi)
aune passe -
Dans ces formules A est le point de départ de
la phase d'usinagefinale (extrémité droite).
la phase d'usinage finale (extrémité droite).
Ainsi, on peut trouver Z(Gi) d'un c8ne concave une seule passe, à partir des coordonnées Z et X du point
de départ conique (A) et d point d'arrivée (F) pour la fini-
tion grossière (figure 16) en tenant compte de la tolérance de finition 6. La raison pour laquelle on tient compte de cette tolérance de finition 6 est qu'il faut éviter que l'outil ne coupe dans le chemin d'usinage de finition grossière pendant le dégrossissage, pour lisser la finition découlant de l'usinage de finition grossière bien que cela ne soit pas absolument nécessaire. En outre Z(Hi) de la partie concave à une seule passe peut se calculer de la même manière que ci-dessus suivant
la figure 17.
En outre comme pour Z(Gi) du cercle convexe, les Forme d'usinage Z(Hi) Conique Z(Hi)=Z(A) - XZ(A)X (F) X(A)-X(Gi) + i
X(A) -X( F) '
Cercle convexe Z(Hi)=Z(P) + R2 {X(P)-X(Gi)3 2 + Cercle concave Z(Hi)=Z(P) - R2- X(P)X (Gi3 2 + _____ ______ __t ____ - -u_ - - - - - - - - -_z__ __sà _o__ coordonnées Z et X à savoir Z(P) et X(P) du point central peuvent se calculer à partir du point de départ de l'arc et du point d'arrivée de celui-ci ainsi que du rayon R, le calcul se faisant
comme indiqué à la figure 18.
De méme, on calcule Z(Hi) pour le cercle concave
comme cela est représenté à la figure 19.
On calcule Z(Gi) d'un cercle convexe comme cela est représenté à la figure 20 et Z(Hi) comme cela est représenté
à la figure 21.
C'est pourquoi, pour une forme d'usinage donnée, avec un point de départ A, un point d'arrivée F, un point central
d'arc P, un rayon d'arc R, une grandeur de coupe Y, une tolé-
rance de finition ú et la coordonnée X(Gi-1) du point de départ de dégrossissage qui précéde d'une unité, il est possible
de calculer Z(Gi) et Z(Hi).
Comme pour A, F, P, R, Y et g, il suffit de donner le numéro de la phase d'usinage N au tampon de finition de dégrossissage. Ainsi après tout, il suffit de donner le numéro de la phase d'usinage N pour le tampon de finition grossière et
X(Gi-1).
Le numéro N de la phase d'usinage pour Z(Gi) ou Z(Hi) peut se donner séquentiellement et le numéro de la phase
d'usinage pour les autres est choisi.
La figure 22 montre un tel ordinogramme.
Le point de départ du dégrossissage X(M) pour toutes les phases d'usinage du tampon de finition grossière de la figure 22 peut s'effacer en avance comme pour le point de départ de dégrossissage (Gi-1) qui précéde d'une unité; cela peut se faire en une seule fois, il suffit de donner le point d'arrivée (F1) de la première phase d'usinage pour le tampon de
finition grossière. C'est pourquoi X(Gi-l) = X(F1).
Comme pour le numéro de phase dsinage N, le
dégrossissage commence à la phase d'usinage finale N = n.
On calcule les grandeurs X(Gi), Z(Gi), X(Gi),
X(Ji) et Z(Hi).
Puis, on donne le numéro de phase d'usinage qui
précéde d'une unité N' = n - 1 et on calcule Z(Ni). -
Dans ce cas, si les deux coordonnées de X pour le point de départ X(AN') et pour le point d'arrivée X (FN') de la N'ième phase d'usinage, sont inférieures à X(Gi), on a le numéro de la phase d'usinage qui précéde d'une unité et ce numéro de phase d'usinage qui donnera X(A) ou X(F) supérieur à X(Gi)
est choisi pour le calcul de Z(Hi).
Si le numéro (N'-l) de la phase d'usinage, qui précéde d'une unité cette phase d'usinage, ne comporte pas de point de départ de dégrossissage X(NI 1) alors on enregistre X(MNl) = X(Gi-l) dans le tampon de finition grossière. (X(M)
pour toutes les phases d'usinage est effacé par avance).
La décision suivante concerne la fin du dégrossis-
sage; si le dégrossissage est termine, l'usinage passe au numéro de phase N-1 suivant et la valeur X(MN) est enregistrée
comme correspondant à X(G-1).
Si l'opération n'est pas terminée, une instruction
est envoyée pour déplacer l'outil Gi- AHise Ji, mais par compa-
raison avec les cas représentés aux figures 23 et 24, il est nécessaire qu'après le déplacement sur X(Gi-l) + a dans la direction de l'axe X, on passe à Z(Gi) + X(Gi-l)X(Gi)+a tg (t - 30)
dans la direction de l'axe Z, pour la première fois.
Cela signifie que dans le cas de la figure 23, le nombre de phases d'usinage pour le tampon d'usinage grossier est égal à 4; la première phase d'usinage avec comme point de départ Ai et comme point d'arrivée Fl, on passe à la seconde phase d'usinage avec comme point de départ A2 et comme point d'arrivée F2, puis à la troisième phase d'usinage comme point de départ A3 et comme point d'arrivée F3, puis à la quatrième phase d'usinage avec comme point de départ A4 et comme point d'arrivée F4. On commence le dégrossissage à la phase d'usinage finale ou quatrième phase. Dans ce cas, on calcule Gi, Hi, Jl selon le procédé représenté aux figures 16 et 17; on déduit G2 à partir de Gi selon le procédé de la figure 16; on trouve H2 à partir du procédé de la figure 19 etc. Dans le cas de la figure 23, le point de départ du dégrossissage, le point d'arrivée et le point de retour pour la troisième phase d'usinage portent le suffixe "i", ce qui donne Gi, Hi, Ji; on peut calculer ces points par le procédé déjà décrit. Toutefois, le point de départ de dégrossissage X(Gi-l) de la phase d'usinage qui précéde d'une unité celle de Gi était le point de départ de dégrossissage X(N 1) Ainsi,
en pratique X(Gi) de la figure 23 correspond à X(Gi-l).
Selon la figure 23, on utilise une instruction pour déplacer l'outil jusqu'en X(Gi-l) + a, c'est-à-dire X(Gl) + a dans la direction de l'axe X, puis sur
Z(Gi) + X(Gi1) X(G0i)+a dans la direction de l'axe Z. -
tg (ô -3) La grandeur ( (figure 3) est l'angle de sortie de coupe de l'outil et est introduite comme entrée, en avance
dans le dispositif de commande.
Lors du calcul du point de départ de dégrossissage Ji,du point d'arrivée de dégrossissage Hi et du point de retour de dégrossissage Ji pour la phase de dégrossissage à partir des grandeurs des points de départ et des points d'arrivée des diverses phases d'usinage enregistrées dans le tampon de finition grossière, l'instruction est émise seulement si Gi, Hi, Ji peuvent être calculés pour le premier moment de chaque phase
d'usinage pour le tampon de finition grossière.
Dans le cas de la figure 24, le tampon de finition grossière enregistre Al et Fl respectivement comme point de départ et comme point d'arrivée pour la première phase d'usinage A2, F2 sont enregistrés respectivement comme point de départ et comme point d'arrivée pour la seconde phased'usinage et A3, F3 sont respectivement enregistrés comme point de départ et comme point d'arrivée de la troisième phase d'usinage. Dans ces conditions, le nombre de phase d'usinage est égal à 3. Le premier point X(Gi-l) de la troisième phase d'usinage est donné par X(Gi-l) = X(Fi) de l'ordinogramme de la figure 22 et le point Gl pour n = 3 découle du procédé représenté à la figure 16. Hl s'obtient selon la figure 17 et (Ji) s'obtient comme suit J(1) = X(Gl) + a et Z(Jl) = Z(Gl). On trouve G2 à partir du point de départ A2 et du point d'arrivée F2 de la seconde phase d'usinage selon le procédé de la figure 16; on trouve H2 selon le procédé de la figure 17. Dans ces conditions, comme pour le mouvement de l'outil pour le point X (Gi-1), à savoir X(G-2) déplace l'outil du point Jl au X(Gi-l) + a dans la direction de l'axe X. Toutefois en fait X(Gi-1) est X('Gi) et X(Gl) + a correspond à X(Ji). Ainsi pour le passage de JI à X- e321)' il n'y a pas de mouvement dans la direction de l'axe X (car ce mouvement n'est pas nécessaire) et l'outil se déplace seulement dans la direction de l'axe Z pour passer au point Z(G2) + tg(A) -3G20a, à savoir Z(G21). Dans le cas du point
G3, comme il s'agit du second moment de la seconde phase d'usi-
nage (et qu'il n'y a pas un tel mouvement) l'outil passe direc-
tement du point J2 au point G3.
Lorsque le dégrossissage est terminé de la façon décrite Gi.- Hi--->Ji, X(Gi) est transféré en X(Gi-l-) dans le tampon de dégrossissage et on efface l'enregistrement de Gi, Hi
et Ji dans le tampon de dégrossissage.
La valeur X(Gi-l) est donnée et le dégrossissage
se fait pendant le calcul de Gia Hi et Ji suivant.
Comme le contenu du tampon de dégrossissage est progressivement mis à jour comme cela vient d'être indiqué, il est possible d'avoir une mémoire de très faible capacité et qui
puisse recevoir un nombre non limité d'instants de dégrossissage.
En outre, dans le cas d'une forme ouverte, comme on a Z(Gi) = Z(An) + b (avec b = à 0,1S5mm, et An comme point de départ de la dernière phase d'usinage)h il suffit seulement
de calculer Z(Hi).
Le numéro de la phase d'usinage peut être obtenu dans le cas séquentiellement en partant de la première phase
d'usinage.
Comme le montre la figure 5, l'ordinogramme ser-
vant aux calculs est très simple dans le cas par comparaison
avec la courbe concave à une seule passe décrite ci-dessus.
La combinaison des deux types c'est-à-dire d'une partie concave à une seule passe et d'une partie ouverte dans le cas des procédés de dégrossissage, permet d'usiner des
formes très complexes.
En plus, selon l'invention, une forme d'usinage donnée par les points A, B, C, D, K, E, F, (figure 26) peut se dégrossir en une seule opération. Si l'installation est telle que l'on peut enregistrer X(M') pour être utilisé séparément de X(M) à l'intérieur d'une phase d'usinage, on peut faire les calculs dans une phase d'usinage en utilisant un ordinogramme
dans lequel X(M) de la figure 22 est remplacé par X(M').
Grâce à cela, il est possible d'usiner des formes complexes ayant des parties concaves et convexes et cela par une simple opération d'entrée, ce qui améliore considérablement
les possibilités des tours à commande numérique de ce type.
La description ci-après concerne un procédé per- mettant de trouver une forme d'usinage qui peut réellement être
usinée à l'aide du tour utilisant-un outil de forme prédéterminée.
Par exemple, pour couper la partie 30a de paroi verticale d'une pièce 30 (figure 27) à l'aide d'un outil de coupe 40 dont l'angle de coupe Ck est égal ou inférieur à 90 , si l'outil 40 se déplace de la droite vers la gauche, suivant la dimension finale de la pièce 30, l'outil 40 rencontre des
difficultés pour enlever la paroi verticale 30a.
De plus dans le cas d'une pièce 30 ayant une partie concave 30b (figure 28), pour couper la paroi verticale 30c à l'extrémité initiale, l'outil de coupe 40 dont l'angle de fin de coupe ( est inférieur ou égal à 900 rencontre des difficultés.
Pour supprimer ces difficultés, un procédé consiste-
rait pour l'opérateur à compenser les grandeurs d'entrée autour de la dimension définitive de la pièce en tenant compte de la forme de l'outil de coupe utilisé, en introduisant cette forme un autre procédé consisterait à couper vers le point d'entrée 0 suivant un angle fixe e, sans tenir compte de la forme de
l'outil et de la forme définitive de la pièce (figure 29). Toute-
fois, il y a une très-grande diversité de formes d'outils de coupe si bien que le premier procédé consistant à compenser les grandeurs d'entrée entra ne des opérations très complexes d'entrée et risque de provoquer des erreurs; le second procédé de coupe suivant un schéma fixe présente des limites suivant
la forme définitive de la pièce.
La présente invention consiste à classer les divers outils utilisés sur les tours, suivant leur forme, en utilisant des nombres de codes, à les enregistrer de façon fixe dans la section de mémoire du tour à commande numérique, à introduire les données des outils à-utiliser dans une section de préparation de données d'usinage avec un numéro de code et à récupérer les données enregistrées correspondant à un outil particulier. La classification des outils selon la forme repose sur l'angle de coupe O> et l'angle de sortie de coupe ( de chaque outil (figure 3); ces grandeurs sont classées suivant des numéros de code comme l'indique le tableau ci-après
Tableau
Code C It I
0 930 300
i 93 0 50
2 450 45 0
3 600 600
4 75 0 15 0
93 0 37 0
6 93 0 520
71 930 930
1 5 Là- - - - - --9-3 0- - - - -
Il est souhaitable que les numéros de chiffres utilisés dans les numéros de dode soient faibles. Le procédé d'entrée consiste à utiliser les touches fonctionnelles du clavier. Selon l'invention, décrite ci-dessus, on introduit les formes à usiner et les grandeurs de coupe, en représentation numérique et comme cela est indiqué par la dimension définitive prévue sur les plans; l'introduction se fait dans la section
de préparation des données d'usinage à l'aide des touches fonc-
tionnelles du clavier du tableau de commande.
La section de préparation des données d'usinage calcule automatiquement le chemin optimum de l'outil, à partir du numéro de code d'outil, introduit, du schéma de la forme d'usinage et de la grandeur de coupe pour préparer les données
d'usinage.
On classe les formes d'usinage en ligne droite, ligne inclinée, cercle convexe, cercle concave, cercle concave
a une seule passe etc et les touches fonctionnelles correspon-
dantes sont prévues sur le tableau de commande, pour que l'opé-
rateur puisse les commander pour introduire le schéma. De plus,
* chaque touche est repérée par un ou plusieurs mots correspondants.
Les schémas sont caractéristiques de toute forme
d'usinage et peuvent s'appliquer à toute forme complexe.
De m9me que pour la grandeur de coupe, la dimension axiale de la pièce ainsi que son rayon, et la surface d'extrémité 3o
de la pièce servant de référence, sont introduits en représenta-
tion numérique.
En pratique, on prend pour l'axe Z, l'axe de la
pièce et pour l'axe X, un axe compris dans la surface d'extré-
mité de la pièce; le point de départ et le point d'arrivée pour la position d'usinage sont mesurés à partir de la surface d'extrémité de la pièce; les grandeurs mesurées représentent des coordonnées suivant l'axe X et les grandeurs du rayon
définitif au point de départ et au point d'arrivée de la posi-
tion d'usinage sont des coordonnées selon l'axe Z. Par exemple comme représenté à la figure 30, lorsqu'on veut usiner une courbe concave, suivant une passe, on utilise la touche d'une courbe concave à une seule passe pour introduire la forme à usiner; la dimension ou longueur axiale k séparant la surface d'extrémité S du point de départ d'usinage A et le rayon r au point A sont introduits comme signaux d'entrée de même que la grandeur de coupe, la longueur axiale m de la surface d'extrémité S de la pièce vers le point d'arrivée d'usinage F et le rayon r au point F ainsi que le rayon t dans la cavité entre A et F. Il en résulte que la section de préparation des données d'usinage enregistre la forme à usiner de la manière suivante: X coordinée du point A est Xr, et sa coordinée Z est Zk X coordinée du point B est Xt, et sa coordinée Z est Zk X coordinée du point C est Xt, et sa coordinée Z est -Zk X coordinée du point C est Xr, et sa coordinée Z est -Zm X coordinée du point F est Xr, et sa coordinée Z est -Zm La section de préparation de données d'usinage calcule ainsi le chemin optimum de l'outil suivant la forme à
usiner et le numéro de code de l'outil.
Dans ce calcul, on fait la comparaison Y- ABC avec l'angle de sortie de coupe f de l'outil ainsi queZt- LBCF qui est comparé à l'angle 4 de l'outil. Si t -t ABC et t- 4BCF sont inférieurs à t et c, on décide qu'il n'est pas nécessaire de compenser et on prépare les données du chemin de l'outil avec des données d'usinage telles que A-- B--C -4 F. Ainsi, pour t'- t ABC et t- 4 BCF égal à ro qui est supérieur à ( et i, on compense les points B et C comme suit:
L AB'B = - 3 = ( '
t BC'F = - 3 = d;' L'angle de 3 donne de la place pour éviter l'interférence avec l'outil et cet angle peut être un minimum irreductible, non limité à 3 0
La coordonnée C du point B' est la mame et seule-
ment sa coordonnée Z est compensée de la manière suivante
-K - (r -) cotÀ'.
De plus, la coordonnée X du point C' est la mrme et seulement la coordonnée Z est compensée comme suit -m + (r - t) cot ik'ô Ainsi, si <ABC < il n'est pas compensé si - <ABC (, est compensé si - (BCF 4d n'est pas compensé
si - D(BCF - est compensé.
S'il y a compensation, le cheminde l'outil est le suivant
A- B'--> C' F.
On effectue la mrme procédure si, comme représenté
à la figure 31, il y a une partie conique ou inclinée à l'inté-
rieur d'une courbe concave à une seule passe et si comme repré-
senté à la figure 32, il y a un cercle convexe à l'intérieur
de la partie concave à une seule passe.
Selon la figure 31, on introduit le chemin de la forme d'usinage à l'aide des touches servant pour une partie concave à une seule passe et une partie inclinée; on introduit la grandeur de coupe en introduisant les informations A(XAD ZA)
B(XB, ZB), C(Xc, ZC)^ D(XDO ZD) et F(XF ZF).
En procédant de la sorte, on fait la comparaison précédemment décrite pour B, C et Do Dans le cas de la figure 31, les points B et D sont comparés et comme l'angle au point C est
inférieur àk, on ne fait pas de compensation.
Le point B est compensé pour sa coordonnée Z, de
façon à déplacer ce point au point BI.
La coordonnée Z du point B' est calculée comme
suit ZB - (XA - XB) cot 3 '.
On compense le point D pour le déplacer au point D' et sa coordonnée X est la suivante: XD(ZF ZC) tg o' +XF(XD - xx) XD -XC + (ZD Zc) tg,' La coordonnée Z est la suivante: Zc(XD - XF) + ZF(XF - Xc) + (ZF - ZC)ZF tgo' XD - + (ZF - zc). tg ' De plus, à la figure 32e le schéma d'usinage est introduit par les touches d'une courbe concave à une seule
passe et d'un cercle convexe; la grandeur de coupe est intro-
duite en introduisant les données A(XA, ZA), B(B, C(Xc, ZC),
D(XD, ZD), F(XF, ZF) et le rayon R de l'arc.
Dans le cas, on compense de la même manière le point B pour le faire passer au point B' et on compense les
points C et D comme suit.
On compare d'abord l'angle de la tangente au cercle au point C à l'angle de coupe i de l'outil comme décrit ci-dessus et si cet angle est égal ou supérieur à, on
compense le point pour le déplacer en C'.
Comme pour le point C', on trouve la tangente de l'arc d'angle ik' et l'intersection entre cette tangente et le segment de ligne BC de façon à calculer automatiquement les
coordonnées du point C'.
Comme' pour le point D, on trouve l'intersection D' entre une droite d'angle O passant par le point F et l'arc, comme point de compensation et on calcule les coordonnées de ce point. C'est pourquoi, selon la figure 32, on obtient le chemin de l'outil A--B'-- C'--> D'--+F qui constitue la donnée d'usinage. Dans le cas d'un cercle concave, on fait de la
même manière une comparaison et une compensation.
Comme décrit ci-dessus, on peut corriger automa-
tiquement lesformes d'usinage en fonction des outils qui ont
des angles de coupe différents et on effectue l'usinage.
De plus, l'invention permet de décider si la forme de l'arête de coupe prévue par le code d'entrée de l'outil permet de couper une forme d'usinage, introduite dans la machine, si cette coupe est impossible, l'opérateur en est informé par
le dispositif de commande de la section de préparation d'usinage.
Cette opération sera décrite de façon plus
détaillée ci-après.
Par exemple comme représenté à la figure 33, pour couper une forme à inclinaison d'angle et Gr aux conditions 4 4 tet (t 4 Or-, le circuit informe que la sélection de
l'outil n'est pas correcte.
En usinant un cercle convexe comme celui repré-
sente à la figure 34, une information similaire est faite si l'angle de la tangente à l'extrémité initiale est supérieur à
È\ et l'angle de la tangente à l'extrémité d'arrivée est supé-
rieur à (b.
Pour l'usinage d'un cercle concave comme le montre la figure 35, une information similaire est fournie si la tangente à l'extrémité initiale est supérieure à r et si celle à l'extrémité finale est supérieure à ( e
Les décisions ci-dessus sont faites par le dispo-
sitif de commande de la section de préparation des données
d'usinage en fonction de l'ordinogramme de la figure 36.
Lorsqu'une instruction pour trouver un chemin d'outil est émise à la fin de l'entrée du numéro de code de l'outil et de la forme à usiner, la décision commence et est
faite pour chaque forme à usiner.
Tout d'abord dans le cas de la partie inclinée de la figure 33, si les coordonnées des points Av B, C et D sont les suivantes A(XA, ZA)r B(XB ZB) , C(X z) et D(XNI ZD) et si le gradient de tgo- du segment de droite AB est égal à tgCr = (X - XB)/-(ZB - ZA) et seulement si cet angle est égal ou supérieur à tg(3, on a une représentation d'erreur; au cas
contraire, le circuit décide qu'il n'y a pas d'erreur. Le gra-
dient tg Z du segment de droite CD est tg X = (XD - Xc)/-(ZD - ZC) et seulement si ce gradient est égal ou supérieur à tgt&m, on décide qu'il y a une erreur; au cas contraire, le circuit décide
qu'il n'y a pas erreur.
En plus, la description ci-dessus concerne les cas
des gradients de segment de ligne qui sont pris en compte.
Toutefois, si on ne tient pas compte de cela, on peut afficher l'erreur en décidant si l'angle de coupe 4 et l'angle de sortie de coupe P interfèrent l'un avec l'autre comme le montre
l'ordinogramme de la figure 37.
En effet, dans le cas de l'usinage d'une pièce ayant des parties inclinées en deux endroits telles que les
segments de droite AB et CD de la figure 33, on examine séparé-
ment les parties inclinées. Le gradient tg cr de la partie inclinée correspondant au segment de droite AB est donné par tgO-= (XA - XB)/(ZA ZB). Seulement si tgr > tg e' et - tg O-= tg ', le circuit décide qu'il y a une erreur; au cas
contraire, il décide qu'il n'y a pas erreur.
Le gradient tg X de la partie inclinée corres pondant au segment CD est égal à tg t = (Xc XD)/(ZC - ZD)' Seulement dans ce cas, si tg) tg(b' et si -tg tgs', le circuit décide qu'il y a erreur; au cas contraire, il décide
qu'il n'y a pas erreur.
Dans le cas d'un cercle convexe (figure 34), si les coordonnées des points A et B sont données par A(XA, ZA) et B(XB, ZB) et si le rayon de l'arc est égal à R, le gradient tg L' de la tangente au point A est égal à tgÈ' = -(ZR-ZA)/(XA-XR) et seulement si tgt' est supérieur à tgc, le circuit décide qu'il y a une erreur; au cas contraire, il décide qu'il n'y a pas erreur. Le gradient tg"' de la tangente au point B est
égal à tgo-' = -(ZBZR)/(XB-XR); seulement si tg ie est supé-
rieur à tg(, le circuit décide qu'il y a une erreur; au cas
contraire, le circuit décide qu'il n'y a pas erreur.
Dans le circuit d'un cercle concave (figure 35), si les coordonnées des points A et B sont A(XA, ZA) et B(, ZB)
XA A (XB' ZE
et si le rayon de l'arc est égal à R, le gradient tgj" de la tangente au point A est égal à tgl." = -(ZR - RA)/(XA - XR); seul]ement si tgl" est supérieur à tg ', le circuit décide qu'il y a erreur et au cas contraire, il décide qu'il n'y a pas erreur. Le gradient tgO-" de la tangente au point B est égal à tgO-" = (ZB-ZR)/(XB-XR) et seulement si tgCr" est supérieur à tgO', le circuit décide qu'il y a erreur; au cas contraire,
il décide qu'il n'y a pas erreur.
Si XR et Z sont les coordonnées du centre de R R l'arc et sont calculées automatiquement par le dispositif de commande de la section de préparation des données d'usinage, les valeurs calculées sont données par la formule suivante: XR = {a + d(a - b) + rqI /(d2 + 1) (Dans cette formule le double signe signifie qu'il y a le signe (-) pour un cercle convexe et le signe (+) pour un cercle concave. On a: z= d.X +a
R R 2 22 2 2
q = la d(a - b)i 2 (d + 1)(2a2 + b2. C - 2ab) a A B
b = Z -Z-
c = R (rayon de courbure convexe ou concave d'un cercle grandeur d'entrée) d= (XA - XB)/(ZB ZA), Comme décrit ci-dessus, selon l'invention, il suffit que l'opération introduise le numéro de code de l'outil
à utiliser ainsi que la dimension de l'usinage; puis, le dis-
positif de commande corrige automatiquement la forme de l'usi-
nage qui convient à l'outil. De plus, on peut détecter les
erreurs d'entrée de données, ce qui réduit le travail de l'opé-
rateur et permet un usinage à commande numérique à grande préci-
sion.
Le procédé de compensation du chemin de déplace-
ment de l'outil selon le rayon de la pointe de l'outil sera
décrit ci-après.
En général pour usiner une pièce par exemple de
forme cylindrique et lui donner une forme telle que celle repré-
sentée à la figure 38 en utilisant un tour dont le mouvement
est commandé de façon numérique, l'opérateur introduit généra-
lement les coordonnées X et Z du point de coupe T, du point de départ A et du point d'arrivée F dans le dispositif de commande comportant un microcalculateur 170 Puis, le microcalculateur décrit ci-dessus calcule le chemin du déplacement de l'outil
pour le dégrossissage, l'usinage de finition grossière et l'usi-
nage de finition, sur la base des données et des commandes du tour selon les résultats des calculs. Par exemple dans le cas d'un usinage de finition, le circuit calcule les coordonnées des points a et f à partir des données et des commandes de l'outil de finition de façon que l'argte de coupe de l'outil se
déplace sur la ligne passant par les points a, A, F, f.
Dans ce contexte, il est à remarquer que l'arête de coupe de l'outil du tour ne présente pas de sommet à arête
vive mais que cet outil est arrondi comme le montre la figure 39.
Pour régler le mouvement de déplacement de l'outil m selon le procédé décrit ci-dessus, il faut choisir un certain point de
l'arête de coupe comme point de réglage. Pour cela, générale-
ment selon la figure 39, on détermine l'arête de coupe fictive W pour chaque outil en se basant sur le rayon r de la pointe et on règle de façon que cette arete fictive se déplace sur la ligne reliant les points a, A, F, f qui sont calculés par le microcalculateur. La commandedu mouvement de l'outil m en utili- sant une telle arête de coupe imaginaire W ne présente aucune difficulté pour les zones comprises entre les points a et A ainsi qu'entre les points F et f. Toutefois dans la région comprise entre les points A et Fr sur la surface inclinée (ou conique) l'arête de coupe réelle de l'outil m se déplace suivant une ligne en pointillés (figure 40) et ne coupe pas la partie hachurée. Ainsi, selon les solutions connues (figure 41), on utilise un procédé de correction du rayon de la pointe de l'outil; selon ce procédé, on calcule le chemin c- ad décrit par l'arête de coupe imaginaire W lorsque l'arête de coupe réelle se déplace entre les points A et F sur la surface inclinée; ce calcul se fait à partir des coordonnées X du point de coupe T, du point de départ A et du point d'arrivée F ainsi que du rayon r de la pointe de l'outil pour régler l'arête de coupe fictive W de l'outil m pour le déplacer suivant un chemin passant par les points a, c, d et f, et usiner correctement la surface inclinée. On calcule les coordonnées X et Z des points c et d de la manière suivante:
Si les coordonnées X et Z du point A sont respec-
tivement égales à X(A) et Z(A), les coordonnées X et Z du point F égales respectivement à X(F) et Z(F), les coordonnées X et Z du point T égales respectivement) X(T) et Z(T) et si le rayon
de la pointe de l'outil est égal à r, on a les relations sui-
vantes: X(a) = X(A) Z(a) = Z(T) X(c) = X(A) c35 r {Z(A)-Z(F)+X(F)-X(A)(Z(A)-Z(F))2X-F)-X(A))2}
Z(c) = Z(A) -
X(F) - X(A)
(r =Z(A)-Z(F)+X(F)-x(A)- (Z(A)-Z(F))2+(X(F)-X(A))23
X(d) = X(F) - -
Z(A) - Z(F)
Z(d) = Z(F) X(f) = X(T)
Z(f) = Z(F).
De plus pour usiner une forme dans laquelle les surfaces inclinées se rejoignent comme à la figure 42 (pour
faciliter la description de deux phases d'usinage adjacentes,
l'une du c8té gauche par rapport à l'axe de la pièce est appelée première phase d'usinage et l'autre seconde phase d'usi- nage) on détermine le chemin a 1#- d 1- f1 de l'arête de coupe
imaginaire en utilisant le même procédé que celui décrit ci-
dessus, en utilisant les données introduites dans la machine à savoir les coordonnées X et Z du point de coupe T1, du point de départ A1 et du point d'arrivée F1 ainsi que le rayon r de l'outil. Puir on détermine le chemin a2- c2 -f2' de l'arête de coupe fictive en utilisant le m9me procédé que celui décrit
ci-dessus, à l'aide des données d'entrée à savoir les coordon-
nées X et Z du point de coupe T2, du point de départ A2 et du
point d'arrivée F2 ainsi que le rayon r de la pointe de l'outil.
L'intersection Y entre le prolongement du segment de ligne a '# d et du segment de ligne c2- f2' se détermine alors à partir des données des deux chemins; puis après suppression du point de départ précédemment déterminé a1' de la première phase d'usinage et du point d'arrivée f 2' de la seconde phase d'usinage, on fixe le point Y comme nouveau point de départ a1 de la première phase d'usinage et le point d'arrivée f2 de la seconde phase d'usinage. On déplace ainsi l'arête de coupe fictive de l'outil m suivant le chemin passant par les points
a2, c2, f2, a,, dl et f1 pour usiner la pièce à la forme voulue.
Toutefois si l'outil m. de la première phase d'usinage et l'outil m2 de la seconde phase d'usinage ne sont pas les m9mes outils et si lesrayonsr, r2 de la pointe sont différents l'un de l'autre, et si l'on veut usiner une partie ayant des surfaces inclinées qui se rejoignent, la mise en oeuvre du procédé pour obtenir le cherin de déplacement de l'arête de coupe fictive entraînerait que comnra représenté à la figure 43, l'outil m2 ne se déplacerait pas jusqu'au point d'arrivée correspondant à la seconde phase d'usinage mais laisserait non coupée la partie hachurée à l'intérieur du contour d'usinage,
en débordant par rapport à cette parti- hachurée.
C'est pourquoi, la prése-.te invention utilise le procédé suivant pour déterminer le chemin de déplacement de l'argte de coupe fictive, chemin qui est nécessaire pour couper au cours de la seconde phase d'usinage en utilisant deux types
d'outil ayant des rayons de pointe différents.
On suppose que l'outil m2 de la seconde phase d'usinage soit utilisé pour la première et la seconde phases comme cela est représenté aux figures 45 et 48. On suppose en outre que le rayon r de la pointe de l'outil soit égal à r2. Ainsi, selon les procédés connus, on détermine les chemins de déplacement a2- c2 -f ' et a1'- d f de l'argte de coupe
2-2 2.1 1
fictive de l'outil m2, chemins qui sont nécessaires pour couper à l'aide de l'outil mn2 dans la première et la seconde phases d'usinage; on enregistre le chemin de déplacement a'_ dl f dans une mémoire-tampon provisoire du microcalculateur et le chemin de déplacement a2- C2- f2' dans le tampon normal du microcalculateur. La forme (ligne droite, courbe ou inclinée) à couper au cours de chaque phase d'usinage se détermine à l'aide des données introduites dans le microcalculateur, puis on décide s'il faut trouver l'intersection entre le chemin de déplacement de l'arête de coupe fictive au cours de la première phase d'usinage et le chemin de déplacement de l'argte de coupe pour la seconde phase d'usinage. Si cela est nécessaire, on détermine l'intersection Y entre le prolongement du segment de ligne a1'- d et du segment de ligne cr2-- f2' sur la base des données enregistrées dans le tampon provisoire et le tampon normal et les données du point d'arrivée f2' pour la seconde phase d'usinage, dans le tampon normal, sont supprimées; le point Y est enregistré comme nouveau point f2 pour la seconde
phase d'usinage.
Puis, comme représenté à la figure 46, on suppose que l'on utilise l'outil m1 de la première d'usinage pour la
première et la seconde phases d'usinage et on prend r = ri.
Les chemins de déplacement a2-c2- f2' et a'- dl_ f de
l'arête de coupe fictive de l'outil mi, nécessaire pour l'usi-
nage de l'outil m1 dans la première et la seconde phases d'usi-
nage, se déterminent par le même procédé que dans l'exemple-
connu décrit ci-dessus; après avoir effacé le contenu du tam-
pon provisoire du microcalculateur, on détermine le chemin de déplacement a 2- c2- ff2' dans le tampon provisoire pendant que le chemin de déplacement a11-.d1l _.f1 est enregistré dans le tampon normal. On détermine la forme à usiner pour chaque phase
d'usinage en utilisant les données introduites dans le micro-
calculateur et on décide s'il est nécessaire de trouver l'inter-
section entre le chemin de déplacement de l'arête de coupe
fictive de la première phase d'usinage et du chemin de déplace-
ment de l'arête de coupe fictive de la seconde phase d'usinage.
Si cela est nécessaire, on détermine l'intersection Y entre le prolongement du segment de ligne a1' dl et du segment de ligne C2- f ' en utilisant les données enregistrées dans le tampon provisoire et les données enregistrées dans le tampon normal; après l'effacement des données du point de départ a1' de la première phase d'usinage dans le tampon normal, on enregistre le point Y comme nouveau point de départ ai de la première phase d'usinage. De cette façon, on termine. l'enregistrement du chemin de déplacement a id - f de l'arête de coupe fctive de la
1 1 11
première phase d'usinage et le chemin de déplacement a 2 C> Df2 de l'arête de coupe fictive de la seconde phase d'usinage comme -cela est représenté à la figure 47. Il suffit alors de commander le tour pour que l'arête de coupe fictive du second outil m2 se déplace suivant le chemin a27 c2 -f2 et que l'argte de coupe du premier outil m1 se déplace suivant le chemin all- d1t f pour exécuter un usinage précis avec deux outils ayant des rayons de pointe, différents, et cela au cours de deux phases
d'usinage consécutives.
En outre dans la description précédente, l'outil
a été décrit comme se déplaçant de la droite vers la gauche dans chaque phase d'usinage c'est-à-dire que le point de départ de chaque phase d'usinage se trouve à droite et le point
d'arrivée se trouve à gauche; dans le cas d'un outil se dépla-
çant de la gauche vers la droite, le point de départ est enre-
gistré comme point d'arrivée et le point d'arrivée comme point
de départ.
De plus même dans le cas de la combinaison d'un arc et d'une courbe inclinée ou deux arcs à usiner au cours de deux phases d'usinage consécutives à l'aide de deux outils ayant des rayons de pointe, différents (figures 49 et 50), on détermine le chemin de déplacement a 1J f de l'arête de coupe
fictive de la première phase d'usinage et le chemin de déplace-
ment a2 Jf de l'arête de coupe fictive de la seconde phase d'usinage en utilisant le m9me procédé que celui décrit ci-dessus
pour usiner de façon précise la pièce à une forme donnée.
2466798

Claims (2)

    R E V E N D I C A T I 0 N S ) Procédé de commande numérique d'-une machine-outil, procédé selon lequel on introduit toutes les données-nécessaires à la commande pour préparer les données d'usinage, dans un dis- positif de commande à-l'aide des touches d'un clavier du tableau de commande, procédé caractérisé en ce qu'on divise la partie mémoire du dispositif de commande en un tampon d'entrée dans lequel on introduit les données Communes nécessaires à l'usinage des pièces-et les données des phases d'usinage nécessaires au calcul des chemins de déplacement des outils ainsi qu'un en- semble de tampons d'usinage uniques, dans lequel on met les données des chemins de déplacement des outils réellement néces- saires pour usiner les pièces, un ensemble de tampons d'entrée étant prévu, qui, lorsqu'une pièce à usiner est choisie, calcule les données nécessaires à l'usinage de cette pièce à l'aide des-données enregistrées dans le tampon d'entrée en fonction de cette pièce, le résultat des calculs étant-transféré dans l'ensemble des tampons d'usinage de façon à usiner la pièce suivant une forme prédéterminée à l'aide des résultats des calculs. ) Procédé de commande d'une machine-outil à com- mande numérique, pour effectuer un usinage par copie, pro- cédé selon lequel toutes les données nécessaires à la com- mande sont introduites dans le dispositif de commande pour préparer les données d'usinage, l'introduction se faisant à l'aide des touches d'un clavier du tableau de commande, procédé caractérisé en ce qu'on assimile la forme à usiner - à un contour continu comprenant en combinaison des formes simples dont chacune est usinée dans chaque phase d'usinage en usinant ansi pendant n phases d'usinage en commençant à une extrémité de la forme et en terminant à l'autre extré- mité, chaque phase correspondant à une forme simple, le point de départ, le point d'arrivée, le point central, le rayon etc... de chaque phase d'usinage étant calculés et les résultats enregistrés dans un tampon de finition pour cons- tituer les données d'instruction servant à déplacer l'outil de finition pendant que le point de départ de la finition grossière, le point d'arrivée, le point central, le rayon de chaque phase d'usinage sont calculés pour chaque phase
  1. 41 2466798
    d'usinage avec une tolérance de finition qui dépend de la forme simple en ajoutant les grandeurs enregistrées dans le tampon de
    finition pour chaque phase d'usinage, les résultats des cal-
    culs servant de données d'instruction pour déplacer l'outil en vue du finissage grossier, et on retranche la grandeur de coupe au cours de chaque phase d'usinage de la tolérance d'usinage pour obtenir la tolérance de finition grossière qui est alors
    ajoutée à la valeur enregistrée dans le tampon de finition gros-
    sière, en commençant successivement à la dernière phase d'usi-
    nage de façon à calculer le point de départ de dégrossissage
    le point d'arrivée, le point central, le rayon etc..., les ré-
    sultats des calculs étant enregistrés dans le tampon de dégros-
    sissage, avec mise à jour pour chaque phase d'usinage pour exé-
    cuter le dégrossissage, ce dégrossissage étant répété un nombre
    de fois égal au quotient obtenu en divisant la tolérance d'usi-
    nage par la grandeur de la coupe, l'usinage de finition gros-
    sière étant exécuté si la division donne un reste, puis on
    effectue l'usinage de finition.
    ) Procédé de commande de machines-outils à commande numérique, procédé dans lequel toutes les données de commande
    nécessaires à la préparation des données d'usinage sont intro-
    duites dans un dispositif de commande à l'aide de touches d'un clavier du tableau de commande, procédé caractérisé en ce qu'on divise le modèle de la forme à usiner en des formes de type ouvert et des formes de type concave à une seule passe, chaque type étant divisé en outre en une ligne droite, une ligne inclinée (cône), un cercle convexe et un cercle concave, les données étant introduites dans le dispositif de commande,
    les schémas d'instruction du dispositif de commande pour dé-
    placer l'outil étant fixés comme répétition pour le mouvement de retour rapide de l'outil partant de la direction de coupe
    par la direction d'alimentation vers le point de départ d'ali-
    mentation, la forme d'usinage étant introduite dans le dis-
    positif de commande sous la forme d'un schéma ou d'une combi-
    naison de schémas, les données communes et les données des phases d'usinage nécessaires à l'usinage, et les chemins de coupe pour le dégrossissage sont calculées successivement de
    façon interne à partir des données d'entrée, selon les pro-
    cédés correspondant respectivement aux formes à usiner, pour
    exécuter l'usinage.
    im42 2466798
    ) Procédé de commande de machine à commande numé-
    rique, procédé selon lequel toutes les données de commande
    nécessaires à la préparation des données d'usinage sont intro-
    duites dans un dispositif de commande par des touches d'un cla-
    vier de tableau de commande, procédé caractérisé en ce qu'une diversité d'outils différents par l'angle de coupe et l'angle de sortie de coupe, sont représentés par des numéros de code correspondant à leurs formes, et les données des outils utilisés sont introduites dans la section de préparation des
    données d'usinage en utilisant les numéros de code, ces don-
    nées d'un outil particulier pouvant se récupérer, le schéma de la forme à usiner par cet outil ainsi que la grandeur de la coupe, introduite dans la section de préparation des données d'usinage sous la forme d'une représentation numérique,
    ces deux types de données étant utilisés pour préparer auto-
    matiquement le chemin optimum de l'outil, en procédant par compensation. ) Procédé de commande de machines-outils à commande numérique, procédé selon lequel toutes les données de commande
    nécessaires à la préparation des données d'usinage sont intro-
    duites dans un dispositif de commande par les touches d'un cla-
    vier du tableau de commande, procédé caractérisé en ce qu'une diversité d'outils, qui diffèrent par l'angle de coupe et l'angle de sortie de coupe sont représentés par des numéros de code suivant leurs formes, les données des outils étant
    introduites dans une section de préparation des données d'usi-
    nage en utilisant les numéros de code, ces données d'un outil
    particulier pouvant se récupérer, le schéma de la forme d'usi-
    nage à réaliser par l'outil et la grandeur de coupe étant intro-
    duite dans la section de préparation des données d'usinage sous la forme d'une représentation numérique, ces deux types de données étant utilisés pour préparer automatiquement un chemin optimum pour l'outil en procédant par compensation, et les données d'entrée, concernant le schéma de la forme d'usinage
    et la grandeur de coupe étant comparées aux données de l'ou-
    til pour décider s'il est possible d'exécuter l'usinage à l'aide de l'outil, et si cet usinage est impossible, une information
    est émise.
    ) Procédé de commande de machines-outils à commande numérique, procédé selon lequel toutes les données nécessaires
  2. 43 2466798
    pour préparer les données d'usinage sont introduites dans un dispositif de commande à l'aide des touches d'un clavier du tableau de commande, procédé caractérisé en ce que pour usiner une pièce à l'aide d'un premier et d'un second outil dont le rayon de la pointe diffère, au cours de deux phases d'usinage, on recherche le chemin de déplacement d'une arête de coupe fictive pour chaque phase d'usinage en supposant que l'on utilise le premier outil pour les deux phases d'usinage, on détermine l'intersection entre les deux chemins de déplacement, cette intersection constituant le point de départ ou d'arrivée du chemin de déplacement du premier outil, on détermine le chemin de déplacement d'une arête de coupe fictive pour chaque phase d'usinage en supposant que l'on utilise.le second outil pour les deux phases d'usinage, on détermine l'intersection entre les deux chemins de déplacement, et on utilise cette intersection comme point de départ ou comme point d'arrivée du chemin de déplacement du second outil en-combinaison avec le point de départ ou d'arrivée du premier outil, pour commander
    le déplacement du premier et du second outil.
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