FR2491645A1

FR2491645A1 - Appareillage de commande numerique adaptative pour machines-outils

Info

Publication number: FR2491645A1
Application number: FR8021358A
Authority: FR
Inventors: Raffaele Bedini; Luciano Lauro; Pier Carlo Pinotti
Original assignee: Olivetti Controllo Numerico SpA; Olivetti SpA
Current assignee: Olivetti Controllo Numerico SpA; Olivetti SpA
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1982-04-09
Also published as: FR2491645B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREILLAGE DE COMMANDE NUMERIQUE POUR MACHINES-OUTILS COMPORTANT DES MOYENS DE DEPLACEMENT 129, 130, ENTRE PIECE ET OUTIL, UN MOTEUR A COURANT CONTINU, UN MANDRIN ET UNE UNITE DE COMMANDE 10 REGIE PAR UN PROGRAMME D'USINAGE DE MANIERE A COMMANDER LES MOYENS DE DEPLACEMENT 129, 130 ET LE MOTEUR 25. LE PROGRAMME COMPREND DES DONNEES QUI DEFINISSENT LE DOMAINE TECHNOLOGIQUE A L'INTERIEUR DUQUEL PEUVENT VARIER LE DEPLACEMENT ET LA VITESSE DE COUPE, L'APPAREILLAGE COMPRENANT DES MOYENS DE VERIFICATION 33 DE LA PUISSANCE ABSORBEE PAR LE MOTEUR 25 POUR CONDITIONNER L'UNITE DE COMMANDE 10 A COMMANDER UNE OPERATION D'ADAPTATION DU DEPLACEMENT ET DE LA VITESSE DE COUPE DE MANIERE A OPTIMISER LE TEMPS D'USINAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE AUX MACHINES-OUTILS.

Description

Ltinvention concerne un appareillage de commande numérique adaptative pour machines-outils comportant des moyens de déplacement relatif entre pièce et outil, un moteur à courant continu pouvant être actionné pour déterminer la vitesse de coupe d'un mandrin et une unité de commande régie par un programme usinage de manière à commander les moyens de déplacement et le moteur.

Dans les appareillages connus du type susdit, les données d'avance et de vitesse de coupe sont fixées à l'avance pour chaque opération par le programmeur d'auprès la matière à usiner et le type d'outil. De cette manière, la machineoutil travaille difficilement dans les conditions optimales pour une réduction maximale du prix de revient, tandis qu'un calcul préventif de l'opérateur pour faire varier la vitesse,sur.la base de l'effort de coupe à présumer, est presque impossible.

Cet inconvénient est évité par l'appareillage de commande numérique adaptative selon l'invention, caractérisé par le fait que le programme comprend des données qui définissent le domaine technologique à l'intérieur duquel peuvent varier le déplacement et la vitesse de coupe, ltappareillage comprenant des moyens d vérification conçus pour vérifier la puissance absorbée par le moteur,pour conditionner l'unité de commande à commander une opération d'adaptation du déplacement et de la vitesse de coupe de manière à optimiser le temps d'usinage.

Cette caractéristique de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description ci-après, portant sur un mode d'exécution préférentiel, donnée à titre d'exemple non limitatif et se référant aux dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est un schéma-blocs d'un appareillage à commande numérique selon l'invention;
La figure 2 est un diagramme du domaine technologique dans lequel agit la commande adaptative;
Les figures 3 à 5 sont des organigrammes du fonctionnement de lsappareil;
La figure 6 est un graphique de fonctionnement du moteur du mandrin.

L'appareillage de commande adaptative comprend essentiellement une unité d'élaboration indiquée par la référence générale 10, qui reçoit les informations d'un lecteur de bande 11 sur lequel est enregistré le programme d'usinage, par l'intermédiaire d'une interface 12 et d'un premier bus 13. Celui-ei est relié par l'intermédiaire d'une interface 14 à un deuxième bus 16 sur lequel arrivent les commandements élaborés par l'unité 10. Ces commandements, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique 17, commandent un groupe de servocommandes 18 pour l'actionnement des axes de la machine, donc des déplacements de la pièce relativement à l'outil. Au bus 13 est en outre reliée une interface 19 d'entrée et de sortie automatique de données en parallèle provenant de périphériques d'entrée, par exemple du type supposé à enregistrement magnétique.

L'unité centrale d'élaboration 10 comprend deux élaborateurs distincts CPU21 et CPU22 reliés entre eux par le bus 13. Les deux élaborateurs CPU21 et CPU22 peuvent accéder par l'intermédiaire du bus 13à une mémoire morte
ROM 23 qui contient essentiellement les microprogrammes qui gouvernent le système et à une mémoire à accès aléatoire
RAM24. Dans celle-ci s'emmagasinent au fur et à mesure les données préétablies pour déterminer les incréments d'interpolation de la commande numérique entre deux positions prévues par le programme lu par le lecteur de bande 11. Ces incréments sont fonction du type d'outil et de matériau à usiner. L'élaborateur CPU22 est en outre commandé par une mémoire morte Rot26 qui contient la routine de calcul et d'autres opérations élémentaires de l'élaborateur CPU22.

L'élaborateur CPU21 est du type microprogrammé avec instructions formées de 1 à 3 bytes-de sorte qu'il est relativement lent et sert à gouverner le triage des données et la logique de ltévolution des opérations et à coordonner toutes les fonctions des unités périphériques tandis que l'élaborateur
CPU22 est également microprogrammé et utilise des microinstructions de 64 bits, ce qui fait qu'il est relativement rapide et sert aux opérations de calculs algébriques et trigonométriques et de logique rapide, essentiellement comme décrit dans la demande de brevet britannique nO 12498 déposée le 24 Mars 1977 au nom de la Demanderesse.

L'appareillage de commande numérique décrit ci-dessus s'applique à la commande d'un tour. A cet effet, le groupe des servocommandes 18 comprend une servocommande 28 servant à déterminer le diamètre de tournage, une servocommande 29 adjointe à un moteur électrique 129 conçu pour commander l'avance F du chariot porte-outil 130 le long de l'axe du tour. Une autre servocommande 30, également reliée au convertisseur 17, sert à déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique 25 d'actionnement du mandrin portepièce. A cet effet, le circuit 30 détermine le courant à envoyer à un circuit 31 d'excitation du moteur 25 du man drin, tandis que sur un circuit d'induit 32 est absorbé un courant correspondant et donc une puissance correspondante.

L'appareillage de commande adaptative comprend un circuit 33 de vérification ou de lecture du courant absorbé par le circuit d'induit 32 du moteur du mandrin. Le circuit 33 est essentiellement formé d'un pont 34 disposé en série sur le circuit d'induit 32 et il est conçu pour donner un signal électrique proportionnel au courant d'induit. Ce signal est ensuite redressé par un redresseur 35 et filtré par un circuit passe-bas 36 en lui-même connu. L'appareillage comprend en outre un circuit de temporisation 40, conçu pour commander par des signaux Ti la temporisation pour l'échantillonna- ge des commandes à envoyer au convertisseur 17, par exemple pour une fréquence d'échantillonnage de 200 Hz.Le circuit 40 est en outre conçu pour commander, par des signaux T2,par exemple de 3 Hz, une temporisation pour les opérations d'adaptation, définissant ainsi un cycle que l'on appellera ci-après cycle d'optimisation et qui s'effectue périodiquement au bout d'un nombre entier prédéterminé d'échantillonnages.

L'appareillage de commande adaptative comprend en outre un vérificateur d'avance constitué par le tachymètre usuel 131 du circuit de rétro-action de la commande numérique. Les valeurs lues par le tachymètre 131 sont envoyées au conver tisseur 37 à chaque signal T2 pour les opérations d'adap tation. Un autre tachymètre 42 est conçu pour indiquer le nombre de tours n du moteur 25 qui est communiqué à l'unité de commande 10 par l'intermédiaire du convertisseur 37.

L'unité de commande tO est ainsi en mesure, au moyen de l'élaborateur CPU21, de calculer, sur la base des caractéristiques de la machine et du diamètre de la pièce, la vitesse de coupe S et, sur la base de l'avance F, l'avance par tour M. Ces données sont mémorisées sous forme numéro que dans des registres appropriés de la mémoire à accès aléatoire RAM24.

Le signal de sortie du circuit 33, sous la commande du signal T2, est envoyé à un convertisseur analogiquenumérique 37 dont les informations numériques de sortie sont envoyées, par l'intermédiaire d'une autre interface parallèle 38, sur le bus 13. Donc, ces informations sont communiquées à l'unité d'élaboration 10. En outre, le signal de sortie du circuit 33 est envoyé à un circuit de commande de coupe en l'air 20, comprenant un circuit de comparaison 39 auquel est relié un circuit de calcul 41.

Celui-ci est conçu pour calculer, en fonction de la vitesse instantanée du moteur relevée par le tachymètre 42, le courant d'induit maximal prévu pour faire tourner le mandrin quand la pièce ne subit pas l'action de l'outil, donc le courant du fonctionnement de coupe en l'air. Le circuit de comparaison 39 est conçu pour engendrer un signal AB si le courant absorbé est inférieur au courant calculé par le circuit 41, donc si l'on est dans les conditions de coupe en l'air, tandis qu'il engendre le signal ÂB dans les conditions de coupe sur la matière. Les signaux AS et
AS sont transmis au bus 16 par l'intermédiaire d'une autre interface 43 de sorte que le résultat de la comparaison est aussi communiqué à l'unité diélaboration 10. La mémoire à accès aléatoire RAM24 comprend une zone 60 munie d'une série de registres de calculs utilisés seulement pour l'échange des données entre les élaborateurs CPU21 et CPU22 et les autres unités de l'appareillage. Dans la zone 60 sont prévus trois registres 61, 62, 63 conçus pour recevoir et mémoriser la valeur des données pour commander l'ae- tionnement des axes 28 et 29 et celui du moteur 25 du mandrin et comprenant les connexions de la commande adaptative, comme on le verra ci-après.Ces corrections sont calculées par l'élaborateur CPU22 sous la dépendance des programmes dtinterpolation qui sont modifiés de manière à réaliser ces corrections. La commande adaptative selon l'invention a pour but d'assurer la réduction maximale des temps d'usinage et la durée maximale de vie de l'outil, de sorte que l'on obtient l'optimisation du prix de revient de l'usinage. Ainsi qulil est connu, il existe pour chaque outil une condition théorique de coupe qui, d'après la matière, est considérée comme optimale. Cette condition est définie par une vitesse de coupe théorique et par un avancement théorique.Si lton porte sur un graphique en coordonnées cartésiennes (figure 2) en absisse la vitesse de coupe S et en ordonnées l'avance F, ce point théorique est indiqué par Pt et correspond à la vitesse de coupe St et à l'avance Ft. Le domaine technologique de la machine peut être défini, autour du point Pt, comme le domaine utilisable par la machine, sur la base de sa structure, de la résistance des matériaux, du type d!outil etde la machine à usiner, où la durée de l'outil est maximale. Le domaine technologique est donc défini par deux côtés verticaux 44 et 45 qui indiquent la vitesse minimale S1 et la vitesse maximale S2 de coupe, que l'on obtient en multipliant la vitesse théorique St par deux facteurs correspondants K1 et K2.Le domaine technologique est, en outre, défini par deux côtés horizontaux 46 et 47 qui indiquent l'avance minimale F1 et l'avance maximale F2 de outil, que l'on obtient, elles aussi, en multipliant l'avance théorique F- par deux facteurs correspondants K3 et K 4.

Enfin, le domaine technologique de la machine est défini par deux côtés M1 et M2 disposés sur deux droites passant par l'origine, qui indiquent respectivement l'avance minimale et l'avance maximale possibles de outil par tour du mandrin et sont calculés eux aussi en fonction du point
Pt. En particulier, on obtient M1 et M2 en multipliant l'avance théorique par tour Mt par deux autres facteurs
K5 et K6. La valeur des divers facteurs K1 à K6 qui définissent le domaine technologique, est donnée par le programme sur l'unité à bande 11.

Ainsi qu'il est connu, pour chaque régime de machine, le moteur 25 (figure 1) absorbe une puissance correspondante. Si l'avance est maintenue constante et si l'on appelle n le nombre de tours du moteur, il est connu qu'audessous d'un nombre de tours prédéterminé nc, le moteur 25 travaille à couple constant. La puissance absorbée est alors pratiquement proportionnelle à la vitesse et est de ce fait représentée dans les coordonnées carte siennes n, W de la figure 6, par une ligne droite inclinée 50 passant par ltorigine. Par ailleurs, au-dessus de la vitesse correspondant à nc, le moteur 25 travailleàpuissance constante W représentée par une ligne droite horizontale 51.

Le courant Imax correspondant au couple maximum et la vitesse nc sont enregistrés en programmation fixe dans la mémoire "morte" ROM 26. Cependant, en fonction de l'outil ou de la matière choisi, l'opérateur peut sélectionner des valeurs de courant d'induit inférieures au maximum, en enregistrant la valeur requise en pourcentage du courant maximal sur la bande 11.

En fixant une valeur prédéterminée de puissance
W, ou lorsque la vitesse de coupe S augmente, l'avance F doit diminuer. On a représenté a cet effet, dans le graphique représenté figure 2, une série de courbes de puissance égale W1, W2... Wmax. On a également représenté, dans le même graphique, une série de courbes à couple constant
C1, C2, C3 Cmax absorbé par le moteur. Le point
Optimal Pc pour le travail est à l'intersection de de la courbe de la puissance désirée avec la courbe de couple désiré.

Dans le cas où la puissance optimale et le couple optimal sont égaux au même pourcentage de la puissance maximale Wmax et du couple maximal Cmax, qui peut être fournis par le moteur, le nombre de révolutions nc devient une constante caractéristique du moteur.

Normalement, le point Pc est à l'intérieur du domaine technologique, comme indiqué figure 2, de telle sorte que en travaillant au point Pc, une optimalisation de régime du moteur et une durée de vie satisfaisante sont obtenues.

Toutefois, ce point peut être situé à l'extérieur de ce domaine, selon le diamètre de travail et d'autres facteurs.

L'unité de commande adaptative de l'invention a pour rôle de modifier les paramètres qui déterminent les conditions de coupe, à savoir, la vitesse d'avance et le nom bre de tours du moteur 25,due de manière à tendre toujours vers le point optimal Pc et donc à réduire terreur entre cette condition et la condition actuelle de travail. A cet effet, on supposera d'abord que le point Pc correspondant à la puissance maximale soit intérieur du domaine technologique.

A chaque cycled'optimalisation,onétablit d'abord Si le point de travail effectif se trouve à cet instant'à l'intérieur ou à l'extérieur du domaine technologique. S'il se trouve à l'extérieur, on effectue d'abord une modification du programme ou une adaptation de manière à amener le point de travail à l'intérieur du domaine technologique, puis on effectue une série de modifications de nature à amener le point de travail vers le point optimal Pc. On effectue toutes ces modifications en augmentant ou en diminuant à chaque cycle de correction les valeurs théoriques données par l'élaborateur CPU22 pour l'interpolation ou par le programme, à raison d'incréments préétablis enregistrés dans la mémoire morte Rot26 (figure 1).

En particulier, par l'intermédiaire de l'unité à bande l1,sont fournies à l'unité de commande des informations nécessairesà l'opération à effectuer, y compris les conditions de coupe théoriques St, Ft et les facteurs K1 à K6 relatifs au domaine technologique. Par l'intermédiaire d'une unité d'entrée 52 à clavier et d'une interface 53, la commande adaptative est habilitée et est exécutée à travers un programme contenu dans la mémoire morte ROM23. L'élaborateur CPU 21 active alors le circuit de lecture 33 qui lit continuellement le courant I du circuit d'induit 32 du moteur 25 du mandrin. La programmation est telle qu'au début, l'outil ne s'applique pas à la pièce.Le circuit de comparaison 39 émet donc un signal AB qui conditionne l'élaborateur CPU22 à sélectionner une routine correspondante de coupe en l'air, enregistrée dans la mémoire morte Rot26. Cette routine comprend la valeur d'avance rapide prévue pour la loupe en l'air. En particulier, à chaque cycle d'optimalisationest exécuté maintenant un sondage 64 (figure 3) du signal de coupe en l'air AS provenant du circuit de comparaison 39.Si le résultat du sondage est positif, le signal AB conditionne l'élaborateur
CPU22 à fournir, par l'intermédiaire des bus 13 et 16, au circuit d'avance 29 de l'outil (bloc 66 de la figure 3), la valeur prévue pour la coupe en 7'air, enregistrée dans la mémoire morte Rot26 tandis que la routine de commande de la coupe sur la matière (bloc 67) est inhibée. Pendant la coupe en l'air, la vitesse de coupe reste la vitesse théorique St.

Si par contre le résultat du sondage 64 est négatif, le signal AB conditionne l'élaborateur CPU22 (figure 1) à introduire dans le circuit 29 l'avance théorique Ft sur la matière (bloc 68). Un circuit de l'élaborateur CPU22 est alors conditionné à commander une vérification multiple de l'organe de commande de l'avance de l'outil pour vérifier que l'avance d'attaque a été atteinte de façon stable (bloc 69). Ensuite est habilitée l'exécution du programme proprement dit d'optimalisalion de la coupe sur la matière (bloc 71).

La vitesse de coupe à ltatta-que de la matière peut être telle que le point de fonctionnement du tour représenté sur le diagramme de la figure 2 se trouve en un point P quelconque, extérieur au domaine technologique. Pour ra- mener ce point à l'intérieur da domaine technologique, on effectue d'abord une routine de rentrée dans le domaine, illustrée par la figure 4. Celle-c commence par un sondage 72 pour vérifier si la vitesse de coupe actuelle est plus grande que la vitesse minimale S1 e Dans la négative comme c'est le cas, par exemple, si le tour part de l'arrêt ou a subi un arret, on augmente la vitesse de coupe (opération 73), de sorte que le point P (figure 2) se déplace suivant la flèche 74.Dans l'affirmative, on effectue un autre sondage 76 (figure 4) pour vérifier si cette vitesse est inférieure à la vitesse maximale S2. Dans la négative, on diminue la vitesse de coupe (opération 77) de sorte que le point P (figure 2) se déplace suivant la flèche 78.

Ensuite, si le sondage est positif ce qui est le cas le plus fréquent, et aussi à la suite des opérations 73 et 77, on effectue deux sondages 79 et 81 pour vérifier si l'avance F est plus grande que l'avance minimale F1 et plus petite que l'avance maximale F2. Le résultat négatif de l'un des deux sondages 79 et 81, provoque respectivement une opération 82 ou 83 pour augmenter ou réduire respectivement l'avance, de sorte que le point P se déplace respectivement suivant la flècne 84 ou la flèche 86 (figure 2). Les opérations susdites font donc revenir le point P sur le périmètre du rectangle du diagramme qui a pour coordonnées Sr, S2, F1, F2.Aussi bien, après les opérations 82 et 83 (figure 4) qu'en cas de résultat positif du sondage 81, on effectue deux autres sondages 87 et 88 pour établir si l'avance par tour M du mandrin est supérieure au minimum M1 et inférieure au maximum M2. Si M < M1, on effectue une opération 89 qui fait augmenter l'avance F de sorte que le point P se déplace suivant la flèche 91 (figure 2). Si par contre M > M2, on effectue une opération 92 qui fait diminuer la vitesse d'avance F (flèche 93). Les opérations 89 et 92 amènent maintenant le point P sur le périmètre du domaine technologique.

Si le résultat des sondages 76, 81 et 88 est positif, cela veut dire que le point P se trouve à l'intérieur du domaine technologique. Dans chaque cas, maintenant commence une routine de recherche du point optimal à l'intérieur du domaine, indiquée de façon générale par 94 sur la figure 4. En définitive, donc, la routine de la figure 4 amène le point P sur le périmètre du domaine technologique s'il ne se trouve pas déjà à l'interieur de celui-ci, après quoi > la routine 94 est habilitée. Pour l'exécution de cette routine, sur le périmètre du domaine technologique (figure 2) est définie une bande f qui indique une zone de tolérance à l'intérieur de laquelle les valeurs respectives de vitesse de coupe et d'avance sont acceptables.De cette manière, la commande est plus stable et n'oscille pas continuellement autour de la valeur théorique. De façon analogue est définie une autre bande fc à droite et à gauche du nombre de tours nc et une bande fI en dessous du courant maximal Imax et donc de la puissance correspondXlte W. Ces bandes fI et fc et le nombre de tours critique nc sont enregistrés sous forme de programme dans la mémoire morte ROM26 et sont prises en considération dans la commande de l'élaborateur
CPU22 de la façon décrite ci-après.

La routine 94 commence par un sondage 95 (figure 5) pour établir si le courant du circuit d'induit 32 du moteur 25, lu par le circuit de lecture 33, est à ce moment supérieur au courant maximal d'induit Imax donné par la mémoire morte Rot26. Dans l'affirmative, il s'ef- fectue un autre sondage 96 pour établir si le nombre de tours n du moteur 25 est supérieur au nombre de tours nc augmenté de la bande fc. Si le résultat du sondage 96 est aussi positif, il s'effectue un troisième sondage 97 pour établir si la vitesse de coupe S est supérieure à la vitesse minimale S1 augmentée de la bande f. Si ce sondage donne aussi un résultat positif, il s'effectue une opération 98 pour diminuer la vitesse de coupe, puis une opération 105 pour diminuer l'avance F, de sorte que le point P se déplace suivant la flèche 99 (figure 2) jusqu'à ce que, en des cycles successifs d'adaptation, on arrive dans la bande de nc+fc et dans la bande Imax-fIo Si par contre le résultat du sondage 96 (figure 4) est négatif, il s'effectue un sondage 101 pour établir si le nombre de tours n du moteur 25 est inférieur au nombre de tours critique nc diminué de la bande fc et dans la négative, le point P se trouve sur la bande de nc+fc. Dans l'affirma tive, le point P se trouve à gauche de cette bande et il s'effectue un sondage 102 pour établir Si la vitesse de coupe est supérieure à la vitesse minimale S1 augmentée de la bande f.Si non, on se trouve sur la bande du côté 44 au-dessus de la courbe Imax. Il s'effectue maintenant une opération 103 pour augmenter la vitesse de coupe, puis une opération 105 pour diminuer l'avance et le point
P se déplace suivant la flèche 104.

Le résultat négatif du sondage 97 indique que le point P se trouve. soit sur la bande nc+fc soit sur la bande du côté 44 au-dessus de la courbe de Imax. Il s'effectue alors une opération 105 qui fait diminuer l'avance F jusqu'à ce qu'on arrive à la bande de Imax.

Le résultat négatif du sondage 101 indique que le point P se trouve dans la bande nc+fc au-dessus de la courbe de
Imax. Dans ce cas, il s'effectue l'opération 105 pour diminuer l'avance F, déplaçant le point P vers le bas dans la bande nc+fc. Dans les deux cas précédents, la diminution continue en des cycles d'adaptation successifs jusqu'à ce qu'on arrive dans la bande Imax-fI.

Le résultat positif du sondage 102 indique que le point P se trouve à l'intérieur du domaine technologique, à gauche de la bande de nc et au-dessus de la courbe de Imax. Si le sondage donne un résultat négatif et donc aussi lorsque cette condition se vérifie par suite de l'opération 105, il s'effectue un sondage 106 pour établir si le courant d'induit I est compris dans la bande de la courbe de Imax (I > ImaxfI). Dans le cas négatif, il s'effectue un sondage 107 pour établir si l'avance F se trouve dans la bande du côté 47 (figure 2) du domaine technologique. Si oui, un autre sondage 108 établit si l'avance par tour M est dans la bande du côté
M2.Si le résultat de ce sondage est positif, cela veut dire que le point P se trouve au sommet des bandes côtés 47 et M2 et que la bande de Imax ne peut pas être atteinte et la routine se termine. Dans ce cas, ltoptimisation est satisfaisante du point de vue du coût de l'usinage.

En effet, sur le diagramme de la figure 2 sont indiquées les courbes C1, C2, C3 des conditions à coût constant lorsque les valeurs de S et F varient. Les coûts sont croissants de C1 à C3. On voit que le sommet 47-M2 se trouve sur la courbe C1 de coût minimal. Si par contre > le résultat du sondage 108 est négatif, il s'effectue un autre sondage 109 pour établir si la vitesse de coupe S est dans la bande du côté 44. Si le résultat de ce sondage est positif, cela veut dire que l'avance maximale par tour M2 est extérieure aux deux côtés 44 et 47 ou passe par le sommet de ces deux côtés. Le point P se trouve à ce sommet et la routine se termine comme dans le cas précédent. Enfin, si le résultat du sondage 109 est négatif, cela veut dire que le point P se trouve à l'intérieur du domaine technologique.Alors est commandée une opération 110 pour diminuer la vitesse de coupe S. Le point P tend ainsi à se déplacer vers la gauche sur la bande F pour atteindre le sommet 47-M2, arrivant dans les conditions des cas précédents.

Dans le cas où le sondage 107 donne un résultat négatif, donc si le point P se trouve en dessous de la bande du côté 47, un autre sondage 113 établit si la vitesse de coupe se trouve sur la bande du côté 45. Dans la négative, cela veut dire que le point P est dans le domaine technologique ou sur les bandes des côtés 44, 46 ou M1. Il s'ef- fectue alors une opération 115 par laquelle la vitesse de coupe S est accrue et l'avance F est accrue. Le point P se déplace donc suivant la flèche 112, vers la bande de
Imax. Par contre, dans l'affirmative, il s'effectue un autre sondage 114 pour établir si la vitesse par tour M se trouve sur la bande du côté M2. Si ce sondage donne un résultat positif, cela veut dire que le côté M2 coupe le côté 45. Le point P se trouve au sommet de ces deux bandes et la courbe de Imax ne peut pas être atteinte.

L'optimisation est tout de même réalisée au point de coût minimal et la routine se termine. Si enfin le sondage 114 donne un résultat négatif, il s'effectue une opération 116 qui cause un accroissement de l'avance F, tendant à amener le point P vers la bande Imax. Si par contre le résultat du sondage 106 est positif, cela veut dire que le point P se trouve dans la bande Imax - fI. Il s'effectue alors un sondage 118 pour établir si le nombre de tours n est supérieur au nombre de tours nc + la bande fc. Si oui, un autre sondage 119 établit si la vitesse de coupe est dans la bande du côté 44. Dans la négative, il s'effectue un autre sondage 121 pour établir si l'avance par tour M se trouve dans la bande du côté M2.Si cette fois aussi le résultat est négatif, cela veut dire que le point P est inférieur au domaine technologique ou sur les bandes des côtés 45, 46 ou M1. Il s'effectue une opération 122 pour diminuer la vitesse de coupe et augmenter l'avance suivant la flèche 123 jusqu'à amener le point P dans la zone du point critique Pc. Si le résultat du sondage 119 ou 121 est positif, le point P se trouve sur la bande du côté 44 ou du côté
M2 tandis que le point Pc et donc la bande nc+fc se trouvent à gauche. Dans ces cas, le point P se trouve déjà dans la position d'optimisation et la routine se termine.

Enfin, si le résultat du sondage 118 est négatif, il s'effectue un autre sondage 124 pour établir si n < nc -fc.

Dans l'affirmative, cela veut dire que le point P se trouve dans la bande Imax-fI mais à gauche de la bande nc-fc.

Un autre sondage 126 établit maintenant si l'avance F se trouve dans la bande du côté 47. Si non, un autre sondage 127 établit si la vitesse de coupe S se trouve dans la bande du côté 45. si celui-ci aussi donne un résultat négatif, cela veut dire que le point P est inférieur au domaine technologique et sur les faces des côtés 44, 46 ou M1. Il s'effectue une opération 128 pour augmenter la vitesse de coupe et augmenter l'avance suivant la flèche 129 jusqutà amener le point P dans la zone du point Pc.

En cas de résultat positif du sondage 127, cela veut dire que la bande nc-fc se trouve à droite du côté 45. Etant donné que le point P se trouve dans la bande de Imax, ltoptimisation est atteinte et la routine se termine. De façon analogue, si le sondage 126 donne un résultat positif, le point Pc se trouve au-dessus du côté 47, de sorte que, l'optimisation est atteinte et la routine se termine. Enfin, si le sondage 124 donne un résultat négatif, le point P se trouve déjà aussi bien dans la bande nc-fc que dans la bande de Imax et donc, il se trouve dans la zone de Pc, quelle que soit sa position à l'intérieur du domaine technologique ou dans les bandes latérales de celui-ci, de sorte que L'optimisation est atteinte et que la routine se termine.

En résumé, la routine de la figure 4 amène le point
P sur le périmètre du domaine technologique si le point
P se trouve à l'extérieur. La routine de la figure 5 cause un déplacement du point P de façon qu'il tende vers le sommet des côtés 47 et M2 si la bande de Imax est au-dessus du domaine technologique ou vers la zone du point Pc si cette bande est à l'intérieur comme sur la figure 2.Si le point Pc se trouve hors du domaine technologique mais que la bande de Imax coupe le domaine technologique, le point
P vient se placer sur l'intersection de cette bande avec le périmètre du domaine technologique, plus voisine du sommet des côtés 47 et M2. Il est donc évident que dans tous les cas l'unité de commande est conditionnée pour commander les moyens de déplacement de l'outil pour l'avance et la vitesse du moteur 25 de manière à réduire l'erreur entre la condition optimale et la condition actuelle vérifiée par les moyens de vérification 131 et 33. Egalement dans le cas où Pc est extérieur au domaine technologique, l'adaptation de l'avance et de la vitesse de coupe s'effectue vers le point optimal au point de vue du coût de l'opération, qui représente la condition optimale possible sur la base du domaine technologique et des caractéristiques du moteur.

Il est entendu que l'on peut apporter diverses modifications et divers perfectionnements à l'appareillage décrit sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on peut appliquer celle-ci à des machines-outils à mandrin porte-outils tournant comme les fraiseuses ou perceuses, dans lesquelles le moteur 25 sert à faire tourner ce man drin, tandis que le circuit 18 sert à commander le ou les axes de la machine qui définissent l'avance.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Appareillage de commande numérique adaptative pour machines-outils comportant des moyens de déplacement (129, 130) relatif entre pièce et outil, un moteur à courant continu(25)pouvnt ôtre actionné pour déterminer la vitesse de coupe d'un mandrin et une unité de commande(10)régie par un programme d'usinage de manière à commander les moyens de déplacement (129, 130) et le moteur (25), appareillage caractérisé par le fait que le programme comprend des données qui définissent le domaine technologique à 1'in- térieur duquel peuvent varier le déplacement et la vitesse de coupe > l'appareillage comprenant des moyens de vérifi- cation (33) conçus pour vérifier la puissance absorbée par le moteur (25) pour conditionner l'unité de commande (10), à commander une opération d'adaptation du déplacement et de la vitesse de coupe de manière à optimiser le temps d'usinage.

2.- Appareillage selon la revendication 1 appliqué à un tour dans lequel le déplacement est l'avance de llou- til et le moteur (25) actionne le mandrin porte-pièce et caractérisé par le fait que l'adaptation s'effectue de manière à tirer parti de la puissance maximale du moteur (25) avec l'avance maximale de l'outil et le nombre minimal de tours du mandrin.

3.- Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce qutil comporte des moyens de calculs (20, 41) commandés par l'unité de commande (10) pour calculer la puissance nécessaire au moteur (25) pour effectuer la coupe en l'air et des moyens de comparaison (39) entre la puissance déterminée par les moyens de vérification (33)et celle qui est donnée par les moyens de calcul (41) pour exclure l'ope ration d'adaptation jusqu'à ce que la puissance vérifiée dépasse la puissance calculée.

4.- Appareillage selon llune des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que pour effectuer l'opération d'adaptation, l'unité (io) comprend un convertisseur (37) conçu pour recevoir des signaux venant de moyens de rétro-action(131) sensibles à l'avance effective et à la vitesse de coupe effective pour conditionner l'unité de commande (10) à agir sur les moyens de déplacements (129, 130) et sur le moteur (25) de manière à amener l'avance et la vitesse à l'intérieur du du domaine technologique.

5.- Appareillage selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu?il comporte des moyens conçus pour définir une condition de fonctionnement optimale, de manière à fournir une puissance prédéterminée du moteur (25), l'avance maximale et la vitesse minimale de coupe, l'unité de commande (10) étant, en outre, organisée pour commander les moyens de déplacement (129, 130) et le moteur de manière à réduire l'erreur entre la condition mentionnée et la condition actuelle vérifiée par les moyens de rétro-action (131).

6.- Appareillage selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens de définition comprennent des premiers moyens commandés sur la base des caractéristiques de l'outil pour définir une bande autour des limites du domaine technologique et des deuxièmes moyens commandés sur la base des données de puissance prédéterminée et de couple maximal du moteur (25) pour définir une bande autour des caractéristiques optimales de fonctionnement du moteur.

7.- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de rétro-action (131) effectuent périodiquement une série de comparaisons avec les données des premiers et deuxièmes moyens pour agir sur les moyens de déplacement (129, 130) et sur le moteur (25), de manière à amener d'abord l'avance et la vitesse sur la bande entourant les limites et ensuite à les ramener, le long de cette bande, sur la bande entourant les caractéristiques optimales.

8.- Appareillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens de rétro-actions (131) conditionnent finalement les moyens de déplacements (129, 130) et le moteur (25) à déplacer l'avance et la vitesse de coupe le long de la bande des caractéristiques optimales vers une zone de puissance maximale et de couple maximal du moteur (25).

9.- Système selon la revendication 6, caractérisé en ce outil comprend des moyens pour mettre les dites données de puissance prédéterminée et de couple sous la forme d'un pourcentage de la puissance maximum et du couple maximum du moteur.