WO1999013386A1 - Method for generating a part-programme for digital control of a machine tool - Google Patents

Method for generating a part-programme for digital control of a machine tool Download PDF

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WO1999013386A1
WO1999013386A1 PCT/CH1997/000333 CH9700333W WO9913386A1 WO 1999013386 A1 WO1999013386 A1 WO 1999013386A1 CH 9700333 W CH9700333 W CH 9700333W WO 9913386 A1 WO9913386 A1 WO 9913386A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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machine tool
tools
positions
display
successive
Prior art date
Application number
PCT/CH1997/000333
Other languages
French (fr)
Inventor
Jacques Currat
Jean-Paul Steiner
Original Assignee
Schäublin S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schäublin S.A. filed Critical Schäublin S.A.
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4069—Simulating machining process on screen

Definitions

  • the present invention relates to a method for generating a workpiece ⁇ plan for numerical control of a machine tool.
  • machine tool designers have developed for several years numerically controlled machine tools which in particular have the advantage of greater programming flexibility.
  • These machine tools use a digital control that can execute a digital control management program.
  • the digital control determines a series of setpoint values which are transmitted, generally via regulators, to actuators actuating the different axes, tools and components of the machine.
  • For each new type of workpiece it is necessary to introduce new instructions allowing the computer of the numerical control to determine a new series of setpoints.
  • the set of instructions necessary to define the machining of a new part is known as the part machining plan (or part program).
  • the workpiece machining plan can consist of one or more files in text format or any other suitable format.
  • the present invention relates in particular to a method for generating a workpiece machining plan using a digital control.
  • Conventional CNC management programs can execute part plans written in one of the many variations of the ISO language. This language allows the operator to introduce the profile of the part before machining (for example, the diameter of a - bar), as well as the main machining operations to be carried out on this part.
  • the ISO language being awkward to program, we have also seen the appearance of programs for the design of machining plans for more elaborate parts, using for example macro-instructions made up of successive operations on each axis that are more and more complex.
  • a second operation according to a channel B must not start before the end of a first operation according to a channel A
  • the operator introduces the instructions corresponding to the first operation, performs a simulation to determine the execution time of this operation, then returns to the generation software to introduce the instructions corresponding to the second operation, preceding them with a wait instruction corresponding to the execution time obtained by the simulation.
  • An object of the present invention is therefore to propose a method and a software for generating a workpiece machining plan for numerical control of a machine tool avoiding the drawbacks of the methods of the prior art.
  • Another aim is to propose a method and a software for generating a workpiece machining plan suitable for any type of machine tool.
  • Another object of the present invention is to provide a method and software for generating workpiece planes for a machine tool that is easy to use by the operator.
  • FIG. 1 a schematic side view of a machine tool provided with a digital control according to the invention.
  • FIG. 2 an example of a screenshot displayed by the operation list definition module in the machining plan generation software, of the part of the present invention.
  • FIG. 3 an example of a screenshot displayed by the operations configuration module in the workpiece plan generation software of the present invention.
  • FIG. 4 an example of screenshot displayed by the simulation module in the workpiece plan generation software of the present invention.
  • FIG. 5 a flow diagram of the process implemented by the piece machining plan generation software according to the present invention.
  • FIG. 1 illustrates an example of a numerically controlled machine tool 1, in this example an automatic lathe.
  • a frame 10 supports tools and organs 11, 12, 13, 14, able to move in translation or in rotation along several axes X1, X2, Y1, Z1, Z2, S1, S2, so as to bring a bar to be machined not shown opposite various tools 120, 140 for example.
  • the arrangement of the different tools and components, as well as the number of axes, depend on the type of machine considered.
  • the displacements or rotations of the various members 11, 12, 13 14 are carried out by actuators, for example by hydraulic or electric motors.
  • the machining of successive parts generally involves multiple displacements of the various organs and tools of the machine tool, along several axes, so as to obtain the desired part.
  • the actuators of the various axes of the machine tool, as well as other auxiliary functions such as refueling, watering, etc., are controlled by instructions from the digital control 2, comprising processing means 23, means memory 25 and an interface 26 with the machine tool 1.
  • the digital control sends, possibly by means of regulators not shown, displacement orders to the various actuators, calculated so as to obtain the desired trajectories different tools.
  • the control can be carried out in open loop or in closed loop, that is to say with feedback signals sent to the digital control 2 and / or to the regulators by appropriate sensors on the machine tool.
  • An example of a suitable numerical control is provided by the company FANUC under the name of Series 18i.
  • the functions of this type of digital control can be extended by means of a digital control management program which the computer of the digital control is able to execute.
  • the displacement orders sent by the digital control are calculated by the computer 20 of the digital control from a workpiece machining plan introduced by the operator.
  • the workpiece machining plan includes for example for each predefined channel a succession of instructions in ISO language or in another suitable language.
  • the workpiece machining plan is preferably made up of one or more text files and / or in any other suitable format, generally edited on a separate personal computer (not shown) before being transferred to digital control 2 at using an appropriate storage medium such as a floppy disk or by means of a serial link, for example.
  • the workpiece machining plan can however be introduced directly into the digital control 2 by means of human-machine interface of the keyboard type 22.
  • the digital control 2 furthermore comprises display means 20, for example a screen with liquid crystal or plasma, as well as a crank 21, or another type of rotary button, making it possible in particular to directly control the longitudinal or axial position of a selected axis.
  • the digital control 2 is capable of executing a digital control management program loaded in the memory not shown of the digital control, and which can be loaded in the digital control for example using a computer data medium 24 such as magnetic and / or optical support for example.
  • the main element of the part machining plan consists of a series of instructions in ISO language or in any other language appropriate for each channel.
  • Figure 2 illustrates an example of an editing screen displayed by the workpiece plan generation software and allowing the operator to edit a list of operations 206 in the case of a machine of which all the axes are grouped into two channels CH1 and CH2.
  • each _ line of the editing screen corresponds to an operation which may involve displacement of complex axes. - - _ . - - _
  • the workpiece plan generation software preferably offers the operator the possibility of entering several different work plans and saving them under different file names.
  • Each operation can be parameterized by means of the configuration screen illustrated in FIG. 3.
  • the piece machining plan generation software according to the invention makes it possible to introduce parameterized operations simply by typing their name in the editing screen shown in Figure 2, then if necessary to configure these operations by accessing a window provided for this purpose.
  • the inexperienced operator has the possibility of defining a workpiece machining plan simply by typing a series of instructions, without in-depth knowledge of the ISO language. Parameterization without using the ISO language, for example by means of computer assistants, is also possible.
  • the software for generating a workpiece machining plan makes it possible to display other screens or menu options, not shown, which allow the operator to define and parameterize in particular the tools mounted on the machine tool, to define a desired profile, to edit a list of parameters specific to the machine, to edit a list of the offset values of the tools mounted on the machine as well as the characteristics and geometries of these tools, and to define the list of specific parameters to the material and necessary for cutting, taking a part or other machining operations.
  • the operator does not need to worry about synchronizations at this stage. He can nevertheless, if he wishes, already define certain synchronizations which he is certain of the need.
  • the operator can then carry out a simulation of the tool movements caused by the workpiece machining plan by means of a simulation module on the digital control.
  • the simulation is carried out using a part machining plan interpreter and an interpolator produced for example by means of a software module in the numerical control or in the personal computer, known elements which will not be therefore not described in more detail here.
  • the interpolator calculates from a workpiece machining plane the successive positions of the different tools, and displays these positions on a screen 20.
  • FIG. 4 illustrates an example of a screen displayed by the simulation software according to the invention, in the case of a machine in which all the axes are grouped into two channels.
  • the upper part 201 of the screen displays the name of the operation whose behavior is simulated at the time considered, in this example a training operation on channel 1 and a bleeding operation on the second channel.
  • the second part of screen 20 comprises a bar diagram illustrating the position of the operation currently simulated in the list of operations defined for each channel.
  • the screen 20 displays the positions of the tools simulated during the third operation (out of nine) in the first channel and the second operation out of eleven in the second channel.
  • the commonly simulated operation 2020, 2021 is signaled differently, for example by means of a particular color.
  • each operation is represented by a block of identical size; however, it is also possible, depending on the computing power of the numerical control, to adapt the width of the blocks in real time according to the duration of execution of the block calculated by the simulation.
  • the name of the operations can also, in a variant, be displayed in or near the blocks, or when a cursor is positioned on a particular block.
  • the synchronizations between operations on the different channels, of which we _. ' -. discuss below, can also be represented on the bar diagram.
  • Part 203 of the screen displays the position of the tools or other members at the time of simulation.
  • each tool is represented very schematically by a point 2030, 2031 indicating the position of the cutting point of the tool.
  • the trajectories of the cutting tools are also illustrated, in this example in dotted lines (2035) for the portions of the trajectory in rapid advance and in solid lines 2034 for the advances in work.
  • the shape of the workpiece 2032 as well as the main x, y axes (2033) are also suggested.
  • a more detailed representation of the tools, showing their precise shapes and dimensions, can naturally be carried out without difficulty by a person skilled in the art if the computing power of the numerical control allows it.
  • the lower left portion 204 of the screen indicates the execution time from the start of machining to the simulated position, this time being calculated by the simulation program from the workpiece machining plan.
  • the lower right portion 205 of the screen has a menu accessible by means of the keyboard 22 of the digital control or any other suitable type of human-machine interface.
  • a first menu option 2050 makes it possible to pass to the next simulation position, for example to the next ISO block of the workpiece machining plane.
  • a second option 2051 makes it possible to return to the previous simulation position, for example to the previous ISO block of the workpiece machining plan.
  • An option 2052 allows synchronization between appointment type operations on the selected channel.
  • An option 2053 allows placing a synchronization mark on the selected channel.
  • an option 2054 makes it possible to make one channel wait until a synchronization mark has been encountered on the other channel.
  • the invention is not limited to the example of representation illustrated in FIG. 4.
  • other menu options may be necessary or even essential, such as the possibility of starting the simulation. , to stop it, to return to the editing of the part machining plan, to change the selected channel, etc.
  • the menu options 2050 and 2051 make it possible to move step by step between the successive simulation positions, from one ISO block forward or backward.
  • These menu options can for example be actuated by means of cursor control keys 220, 221 on the keypad of the digital control (FIG. 1).
  • a faster movement for example a movement of a complete operation forwards or backwards, or a movement at the very beginning or at the very end of the workpiece machining plane, can also be provided by means of keys and / or appropriate menu options.
  • the operator can also access a particular operation directly by controlling a cursor above the bar diagram 202.
  • the program makes it possible to move in step-by-step mode or simultaneously on the two channels , either independently on one or other of the channels.
  • crank 21 or another type of rotary button, of the digital control.
  • This crank is available on a number of standard digital commands to manually control the movements of the axes of the machine tool.
  • Patent application CH03 363 / 92-6 in the name of EASY Etudes et Applications Système SA, suggests another application of this reprogrammed crank 21 to manually control the speed of execution of the machining operations of the machine.
  • the simulation program uses the incremental information received from the crank 21 to determine the direction and the speed of travel between successive simulation positions.
  • the synchronization instructions between channels can be introduced during the step-by-step display of the simulation results, by means of menu options 2052 to 2054 for example. It is therefore not necessary to leave the. program - simulation and return to the workpiece plan generation software to correct synchronization problems.
  • This characteristic is particularly advantageous when the workpiece machining plan is edited on a separate personal computer while the simulation is carried out using the interpolator of the digital control; the number of operator round trips between these two workstations is thus reduced or eliminated.
  • Two types of synchronization between channels can be defined.
  • the operator places an appointment type synchronization on two selected channels between two selected blocks.
  • the first of the two channels CH1 or CH2 reaches the synchronization of appointment type, it waits until the other channel has carried out all the operations placed before the next synchronization of appointment on this other channel to start the execution of the operations. later.
  • menu option 2054 By placing with menu option 2054 a marker test on the selected channel, the operator indicates that the sequence of operations on this channel should only continue if or as soon as the other channel has reached a marker that can be placed on this other channel by means of a menu option 2053.
  • synchronization can be provided in the context of this invention.
  • absolute synchronizations on an external signal coming from a sensor on the machine tool or a key on the keyboard, or synchronizations allowing a channel to resume operations only after a predetermined interval after an event on the other channel, can also be imagined.
  • means for introducing synchronizations between any pair of channels, or between more than two channels can be provided.
  • the simulation module according to the invention immediately recalculates the subsequent positions of the tools following the introduction of new synchronizations.
  • the operator has the possibility of almost instantaneously observing the effects of new synchronizations on the movements of tools viewed during the simulation.
  • the operator detects a synchronization problem during simulation, he can remedy it without leaving the simulation screen and without returning to the workpiece plan editing software.
  • the operator detects a collision between tools caused by a particular part program, he can immediately eliminate this collision by reversing if necessary by a few simulation positions and by introducing synchronizations of appropriate type between channels.
  • FIG. 5 illustrates a flow diagram of the software or software implied for the generation of a workpiece machining plan (with synchronizations) according to the invention.
  • the part machining plan can either be generated by means of one or more editing and simulation software executed on the numerical control and / or on an external computer.
  • the workpiece plan editing software allows the operator to enter a workpiece plan in the manner described above.
  • This workpiece machining plan essentially comprises a list of operations to be performed on each channel, introduced using an editing screen similar to that shown in FIG. 2, and which can be configured using a screen similar to that shown in FIG. 3.
  • this workpiece machining plan may also include parameters relating to the tools and the offset values of the tools mounted on the machine tool, on the machine itself , to the desired profile, and to the material machined for example.
  • step 302 which can be integrated into step 300 of editing the workpiece machining plan, the operator can already introduce synchronization instructions between channels, in the case where certain synchronizations can already be planned before performing the simulation.
  • step 304 which is carried out by the simulation module executed by the digital control interpolator and / or by an external computer, a PC (Calculated Position) counter is initialized to zero.
  • the simulation module then calculates with the aid of an interpolator during step 306 the position of the different simulated tools, then stores this position in a structure memory area adapted during step 308.
  • a test is then carried out during step 310 to determine if the PC counter has reached the maximum value, that is to say if the simulator has calculated the trajectories of the tools until the end of the last operation. of the workpiece machining plan. If this is the case, the simulator interrupts the position calculations while waiting for the value of the PC counter to be possibly decremented. If, on the other hand, the simulator has not yet calculated all of the tool positions, the value of the PC counter is incremented during step 312, and the process returns to step 306 to calculate and store the tool position next.
  • the increment carried out during step 312 corresponds for example to an ISO instruction of the part program, or to a predetermined or configurable time interval.
  • the tool positions simulated during step 306 and memorized during step 308 are displayed by a module executed in parallel.
  • the display of the first simulated positions can thus be carried out before the tool path has been simulated to the end.
  • the display position counter PA is initialized with a zero value.
  • the position of the tools simulated at the position PA is then displayed during step 316, for example as illustrated by way of example in FIG. 4.
  • the module then waits for the introduction of an instruction by the operator, for example by means of the menu displayed on the portion 205 of the screen. This instruction is then tested during step 320.
  • step 322 the program proceeds to step 322 in order to increment by one the value of the PA display counter. This value is then compared in step 324 with the value of the PC counter, in order to determine whether the tool position corresponding to the PA simulation position has already been calculated by the simulator. If not, the program simply waits until this position has been calculated. If the next position of the tools is already known, " the program returns to step 316 to display this position.
  • step 326 the program proceeds to step 326 in order to decrement the unit by one.
  • PA display counter value This value is then compared to zero during step 328, and, if necessary, reset to zero during step 330, in order to avoid counting below zero.
  • the program returns to step 316 to display the previous simulation position.
  • step 318 If the operator has chosen in step 318 a synchronization instruction, for example by means of one of the menu options 2052 to 2054, the program proceeds to step 332, during which this synchronization is introduced in the workpiece machining plane for the selected channel. During the next step 334, the program then reinitializes the value of the calculation counter PC with the value of the display counter PA, in order to restart the simulation of the tool positions consecutive to the position PA for which synchronization is introduced. The program then returns to step 316 and displays the current simulation position again. As mentioned above, it is possible in a variant of the invention to indicate by any graphical symbol on the bar diagram the synchronization introduced.
  • the synchronizations are introduced into the workpiece machining plane only at the end of the simulation (following stopping by means of the STOP instruction), in order to avoid a complete recalculation of the trajectories.
  • the simulation can be interrupted by the operator by introducing a STOP instruction during step 318, which leads to the simulation being stopped during step 336.
  • the method of the invention therefore makes it possible to introduce synchronization instructions between channels during the simulation, that is to say at the time when most of the synchronization problems are detected, without returning to the editing program. of the workpiece machining plan. It is thus possible _ to optimally adjust the part programs to obtain efficient machining, with minimum waiting time and reduced risk of collision.
  • the workpiece machining plan can be edited very quickly, including synchronizations, allowing it to be developed if necessary directly on the numerical control 2 of the machine tool by immobilizing the latter as short as possible.

Abstract

The invention concerns a method for generating a part-programme for digital control of a machine tool whereof the axes are assembled in several channels. A part-programme (300) can be edited which comprises a list of operations to be carried out in each channel, and the description of these operations. Then an interpolator computes (306) on the basis of this part-programme the successive positions of the tools (10-14), and stores these successive positions to display (316) them on a screen (20) in graphic form. The successive positions of the tools can be displayed step by step during the displaying phase (316-336), and the rules synchronising the channels can be input during the step-by-step phase displaying the simulation results (313-336). The displacement between the successive simulation positions can be carried out by means of particular keys (220, 221), or preferably by a handle of the digital control.

Description

Procédé de génération d'un plan d'usinage de pièce pour commande numérique de machine-outil Method for generating a workpiece plan for numerical control of a machine tool
La présente invention concerne un procédé de génération d'un plan ~~ d'usinage de pièce pour commande numérique de machine-outil.The present invention relates to a method for generating a workpiece ~~ plan for numerical control of a machine tool.
Les machines-outils conventionnelles, notamment les tours et décolleteuses conventionnels, sont commandées par un jeu de cames disposées sur un arbre à came. Les mouvements des différents organes de la machine sont déterminés par le profil d'une came associée. Pour chaque nouveau type de pièce à usiner, il est nécessaire de concevoir et de fabriquer un nouveau jeu de cames. Cette opération est très fastidieuse et l'investissement nécessaire pour l'usinage de nouvelles pièces est nécessairement élevé.Conventional machine tools, including conventional lathes and lathe machines, are controlled by a set of cams arranged on a camshaft. The movements of the various parts of the machine are determined by the profile of an associated cam. For each new type of workpiece, it is necessary to design and manufacture a new set of cams. This operation is very tedious and the investment required for the machining of new parts is necessarily high.
Pour palier à ces inconvénients, les concepteurs de machines-outils ont développé depuis plusieurs années des machines-outils à commande numérique qui présentent notamment l'avantage d'une plus grande souplesse de programmation. Ces machines-outils utilisent une commande numérique pouvant exécuter un programme de gestion de commande numérique. La commande numérique détermine une suite de valeurs de consignes qui sont transmises, généralement par l'intermédiaire de régulateurs, à des actuateurs actionnant les différents axes, outils et organes de la machine. Pour chaque nouveau type de pièce à usiner, il est nécessaire d'introduire de nouvelles instructions permettant au calculateur de la commande numérique de déterminer une nouvelle suite de valeurs de consigne. L'ensemble des instructions nécessaires pour définir l'usinage d'une nouvelle pièce est désigné sous le nom de plan d'usinage de pièce (ou programme de pièce). Selon le modèle de commande numérique utilisé et selon le programme de gestion de commande numérique, le plan d'usinage de pièce peut être constitué par un ou plusieurs fichiers en format texte ou selon tout autre format approprié. La présente invention concerne en particulier un procédé pour générer un plan d'usinage de pièce à l'aide d'une commande numérique. Les programmes de gestion de commande numérique conventionnels peuvent exécuter des plans de pièce écrits dans une des nombreuses variantes du langage ISO. Ce langage permet à l'opérateur d'introduire le profil de la pièce avant usinage, (par exemple Je diamètre d'une - barre), ainsi que les opérations d'usinage principales devant être effectuées sur cette pièce. Le langage ISO étant malcommode à programmer, on a également vu apparaître des programmes de conception de plan d'usinage de pièces plus élaborés, utilisant par exemple des macro-instructions constituées par des successions d'opérations sur chaque axe de plus en plus complexes.To overcome these drawbacks, machine tool designers have developed for several years numerically controlled machine tools which in particular have the advantage of greater programming flexibility. These machine tools use a digital control that can execute a digital control management program. The digital control determines a series of setpoint values which are transmitted, generally via regulators, to actuators actuating the different axes, tools and components of the machine. For each new type of workpiece, it is necessary to introduce new instructions allowing the computer of the numerical control to determine a new series of setpoints. The set of instructions necessary to define the machining of a new part is known as the part machining plan (or part program). Depending on the digital control model used and according to the digital control management program, the workpiece machining plan can consist of one or more files in text format or any other suitable format. The present invention relates in particular to a method for generating a workpiece machining plan using a digital control. Conventional CNC management programs can execute part plans written in one of the many variations of the ISO language. This language allows the operator to introduce the profile of the part before machining (for example, the diameter of a - bar), as well as the main machining operations to be carried out on this part. The ISO language being awkward to program, we have also seen the appearance of programs for the design of machining plans for more elaborate parts, using for example macro-instructions made up of successive operations on each axis that are more and more complex.
Les langages conventionnels tels que le langage ISO permettent de programmer de manière indépendante le déplacement selon différents axes sur une machine-outil. Une succession d'instructions est introduite pour chaque axe, ou pour chaque regroupement d'axes désigné de manière générale par le terme de canal. Le déplacement selon un axe influe cependant fréquemment sur les possibilités de déplacement selon les autres axes; par exemple, il est fréquemment nécessaire d'attendre avant d'entamer une opération sur un axe qu'une opération selon un autre axe soit terminée. De même, il est important de veiller lors de la mise au point d'un programme de pièce à éviter les collisions entre outils montés selon des axes différents.Conventional languages such as the ISO language make it possible to independently program the displacement along different axes on a machine tool. A succession of instructions is introduced for each axis, or for each grouping of axes generally designated by the term channel. Moving along one axis, however, frequently influences the possibilities of moving along other axes; for example, it is frequently necessary to wait before starting an operation on an axis until an operation along another axis is completed. Likewise, it is important to take care when developing a part program to avoid collisions between tools mounted on different axes.
Habituellement, les opérations selon différents axes sont synchronisées au cours de l'édition, en introduisant des phases d'attente aux endroits appropriés sur certains canaux. On connaît également des systèmes permettant de simuler les temps d'exécution des opérations sur les différents canaux. Les problèmes de synchronisation peuvent alors être détectés lors de la simulation et corrigés en revenant au logiciel de génération de plan d'usinage de pièce.Usually, operations along different axes are synchronized during editing, by introducing waiting phases in the appropriate places on certain channels. Systems are also known which make it possible to simulate the execution times of operations on the different channels. Synchronization problems can then be detected during the simulation and corrected by returning to the workpiece plan generation software.
Si par exemple une seconde opération selon un canal B ne doit pas commencer avant la fin d'une première opération selon un canal A, l'opérateur introduit les instructions correspondant à la première opération, effectue une simulation pour déterminer le temps d'exécution de cette opération, puis revient au logiciel de génération pour introduire les instructions correspondant à la seconde opération, en les précédant d'une instruction d'attente correspondant au temps d'exécution obtenu par la simulation.If for example a second operation according to a channel B must not start before the end of a first operation according to a channel A, the operator introduces the instructions corresponding to the first operation, performs a simulation to determine the execution time of this operation, then returns to the generation software to introduce the instructions corresponding to the second operation, preceding them with a wait instruction corresponding to the execution time obtained by the simulation.
Ce processus est malcommode et il est donc difficile de gérer avec la souplesse désirée des opérations d'usinage multitâches, c'est-à-dire faisant intervenir des déplacements simultanés de plusieurs systèmes d'outils. Les machines-outils sont en outre contraintes à fonctionner dessous de leurs possibilités théoriques en raison de la faiblesse du langage ISO. Ce problème est particulièrement crucial avec des machines-outils modernes comprenant plusieurs systèmes d'outils devant fonctionner en parallèle.This process is awkward and it is therefore difficult to manage with the desired flexibility multitasking machining operations, that is to say involving simultaneous movements of several tool systems. Machine tools are also forced to operate below their theoretical possibilities due to the weakness of the ISO language. This problem is particularly crucial with modern machine tools comprising several tool systems which have to operate in parallel.
ButsGoals
Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé et un logiciel de génération de plan d'usinage de pièce pour commande numérique de machine-outil évitant les inconvénients des procédés de l'art antérieur.An object of the present invention is therefore to propose a method and a software for generating a workpiece machining plan for numerical control of a machine tool avoiding the drawbacks of the methods of the prior art.
Un autre but est de proposer un procédé et un logiciel de génération de plan d'usinage de pièces adapté à n'importe quel type de machine-outil.Another aim is to propose a method and a software for generating a workpiece machining plan suitable for any type of machine tool.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et un logiciel de génération de pian d'usinage de pièces pour une machine-outil facile à utiliser par l'opérateur.Another object of the present invention is to provide a method and software for generating workpiece planes for a machine tool that is easy to use by the operator.
Ces buts sont atteints selon l'invention au moyen des éléments des revendications indépendantes, des variantes étant en outre indiquées dans les revendications dépendantes.These objects are achieved according to the invention by means of the elements of the independent claims, variants being further indicated in the dependent claims.
L'invention sera néanmoins mieux comprise à la lecture de la description donnée à titre d'exemple et illustrée par les figures qui montrent :The invention will nevertheless be better understood on reading the description given by way of example and illustrated by the figures which show:
La figure 1 , une vue latérale schématique d'une machine-outil munie d'une commande numérique selon l'invention. La figure 2, un exemple de copie d'écran affiché par le module de définition de liste d'opérations dans le logiciel de génération de plan d'usinage , de pièce de la présente invention.Figure 1, a schematic side view of a machine tool provided with a digital control according to the invention. FIG. 2, an example of a screenshot displayed by the operation list definition module in the machining plan generation software, of the part of the present invention.
La figure 3, un exemple de copie d'écran affiché par le module de paramétrage d'opérations dans le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce de la présente invention.FIG. 3, an example of a screenshot displayed by the operations configuration module in the workpiece plan generation software of the present invention.
La figure 4, un exemple de copie d'écran affiché par le module de simulation dans le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce de la présente invention.FIG. 4, an example of screenshot displayed by the simulation module in the workpiece plan generation software of the present invention.
La figure 5, un diagramme de flux du procédé mis en œuvre par le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce selon la présente invention.FIG. 5, a flow diagram of the process implemented by the piece machining plan generation software according to the present invention.
La figure 1 illustre un exemple de machine-outil 1 à commande numérique 2, dans cet exemple un tour automatique. Un bâti 10 supporte des outils et organes 11 , 12, 13, 14, apte à se déplacer en translation ou en rotation selon plusieurs axes X1 , X2, Y1 , Z1 , Z2, S1 , S2, de manière à amener une barre à usiner non représentée en regard de divers outils 120, 140 par exemple. L'arrangement des différents outils et organes, ainsi que le nombre d'axes, dépendent du type de machine considérée. Les déplacements ou rotations des divers organes 11, 12, 13 14 sont réalisés par des actuateurs, par exemple par des moteurs hydrauliques ou électriques. L'usinage des pièces successives implique généralement de multiples déplacements des divers organes et outils de la machine-outil, selon plusieurs axes, de façon à obtenir la pièce désirée.FIG. 1 illustrates an example of a numerically controlled machine tool 1, in this example an automatic lathe. A frame 10 supports tools and organs 11, 12, 13, 14, able to move in translation or in rotation along several axes X1, X2, Y1, Z1, Z2, S1, S2, so as to bring a bar to be machined not shown opposite various tools 120, 140 for example. The arrangement of the different tools and components, as well as the number of axes, depend on the type of machine considered. The displacements or rotations of the various members 11, 12, 13 14 are carried out by actuators, for example by hydraulic or electric motors. The machining of successive parts generally involves multiple displacements of the various organs and tools of the machine tool, along several axes, so as to obtain the desired part.
Les actuateurs des différents axes de la machine-outil, ainsi que d'autres fonctions auxiliaires telles que le ravitaillement, l'arrosage, etc., sont commandés par des instructions de la commande numérique 2, comprenant des moyens de traitement 23, des moyens de mémoire 25 et une interface 26 avec la machine-outil 1. La commande numérique envoie, éventuellement par l'intermédiaire de régulateurs non représentés, des ordres de déplacement aux différents actuateurs, calculés de manière à obtenir les trajectoires désirées des différents outils. Selon le type de machine et/ou d'organe considéré, la commande peut être effectuée en boucle ouverte ou en boucle fermée, c'est-à- dire avec des signaux de rétroaction envoyés à la commande numérique 2 et/ou aux régulateurs par des senseurs appropriés sur la machine-outil. Un exemple de commande numérique appropriée est fourni par la société FANUC sous le nom de Séries 18i. Les fonctions de ce type de commande numérique peuvent être étendues au moyen d'un programme de gestion de commande numérique que le calculateur de la commande numérique est apte à exécuter.The actuators of the various axes of the machine tool, as well as other auxiliary functions such as refueling, watering, etc., are controlled by instructions from the digital control 2, comprising processing means 23, means memory 25 and an interface 26 with the machine tool 1. The digital control sends, possibly by means of regulators not shown, displacement orders to the various actuators, calculated so as to obtain the desired trajectories different tools. Depending on the type of machine and / or organ considered, the control can be carried out in open loop or in closed loop, that is to say with feedback signals sent to the digital control 2 and / or to the regulators by appropriate sensors on the machine tool. An example of a suitable numerical control is provided by the company FANUC under the name of Series 18i. The functions of this type of digital control can be extended by means of a digital control management program which the computer of the digital control is able to execute.
Les ordres de déplacement envoyés par la commande numérique sont calculés par le calculateur 20 de la commande numérique à partir d'un plan d'usinage de pièce introduit par l'opérateur. Le plan d'usinage de pièce comprend par exemple pour chaque canal prédéfini une succession d'instructions en langage ISO ou dans un autre langage approprié. Le plan d'usinage de pièce est constitué de préférence par un ou plusieurs fichiers texte et/ou dans tout autre format approprié, généralement édités sur un ordinateur personnel distinct (non représenté) avant d'être transféré dans la commande numérique 2 à l'aide d'un support de stockage approprié tel que disquette ou au moyen d'une liaison sérielle par exemple. Le plan d'usinage de pièce peut toutefois être introduit directement dans la commande numérique 2 grâce à des moyens d'interface homme-machine de type clavier 22. La commande numérique 2 comporte en outre des moyens d'affichage 20, par exemple un écran à cristaux liquides ou à plasma, ainsi qu'une manivelle 21 , ou un autre type de bouton rotatif, permettant notamment de commander directement la position longitudinale ou axiale d'un axe sélectionné. La commande numérique 2 est capable d'exécuter un programme de gestion de commande numérique chargé dans la mémoire non représentée de la commande numérique, et pouvant être chargé dans la commande numérique par exemple à l'aide d'un support de données informatique 24 tel que support magnétique et/ou optique par exemple.The displacement orders sent by the digital control are calculated by the computer 20 of the digital control from a workpiece machining plan introduced by the operator. The workpiece machining plan includes for example for each predefined channel a succession of instructions in ISO language or in another suitable language. The workpiece machining plan is preferably made up of one or more text files and / or in any other suitable format, generally edited on a separate personal computer (not shown) before being transferred to digital control 2 at using an appropriate storage medium such as a floppy disk or by means of a serial link, for example. The workpiece machining plan can however be introduced directly into the digital control 2 by means of human-machine interface of the keyboard type 22. The digital control 2 furthermore comprises display means 20, for example a screen with liquid crystal or plasma, as well as a crank 21, or another type of rotary button, making it possible in particular to directly control the longitudinal or axial position of a selected axis. The digital control 2 is capable of executing a digital control management program loaded in the memory not shown of the digital control, and which can be loaded in the digital control for example using a computer data medium 24 such as magnetic and / or optical support for example.
L'élément principal du plan d'usinage de pièce est constitué par une suite d'instructions en langage ISO ou en tout autre langage approprié pour chaque canal. La figure 2 illustre un exemple d'écran d'édition affiché par le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce et permettant à l'opérateur d'éditer une liste d'opérations 206 dans le cas d'une machine dont tous les axes sont regroupés en deux canaux CH1 et CH2. Pour chaque canal, chaque _ ligne de l'écran d'édition correspond à une opération pouvant impliquer des déplacements d'axes complexes. - - _ . - - _The main element of the part machining plan consists of a series of instructions in ISO language or in any other language appropriate for each channel. Figure 2 illustrates an example of an editing screen displayed by the workpiece plan generation software and allowing the operator to edit a list of operations 206 in the case of a machine of which all the axes are grouped into two channels CH1 and CH2. For each channel, each _ line of the editing screen corresponds to an operation which may involve displacement of complex axes. - - _ . - - _
Le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce offre de préférence à l'opérateur la possibilité d'introduire plusieurs plans de pièce différents et de les sauver sous différents noms de fichiers.The workpiece plan generation software preferably offers the operator the possibility of entering several different work plans and saving them under different file names.
Chaque opération peut être paramétrée au moyen de l'écran de paramétrage illustré sur la figure 3. De préférence, le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce selon l'invention permet d'introduire des opérations paramétrées simplement en tapant leur nom dans l'écran d'édition représenté sur la figure 2, puis le cas échéant de paramétrer ces opérations en accédant à une fenêtre prévue à cet effet. Ainsi, l'opérateur peu expérimenté a la possibilité de définir un plan d'usinage de pièce simplement en tapant une suite d'instructions, sans connaissance approfondie du langage ISO. Un paramétrage sans utiliser le langage ISO, par exemple au moyen d'assistants informatiques, est aussi possible.Each operation can be parameterized by means of the configuration screen illustrated in FIG. 3. Preferably, the piece machining plan generation software according to the invention makes it possible to introduce parameterized operations simply by typing their name in the editing screen shown in Figure 2, then if necessary to configure these operations by accessing a window provided for this purpose. Thus, the inexperienced operator has the possibility of defining a workpiece machining plan simply by typing a series of instructions, without in-depth knowledge of the ISO language. Parameterization without using the ISO language, for example by means of computer assistants, is also possible.
Le logiciel de génération de plan d'usinage de pièce permet d'afficher d'autres écrans ou options de menu, non représentés, qui permettent à l'opérateur de définir et de paramétrer notamment les outils montés sur la machine-outil, de définir un profil désiré, d'éditer une liste de paramètres propres à la machine, d'éditer une liste des valeurs d'offset des outils montés sur la machine ainsi que les caractéristiques et géométries de ces outils, et de définir la liste des paramètres spécifiques à la matière et nécessaires au tronçonnage, à la prise de pièce ou aux autres opérations d'usinage.The software for generating a workpiece machining plan makes it possible to display other screens or menu options, not shown, which allow the operator to define and parameterize in particular the tools mounted on the machine tool, to define a desired profile, to edit a list of parameters specific to the machine, to edit a list of the offset values of the tools mounted on the machine as well as the characteristics and geometries of these tools, and to define the list of specific parameters to the material and necessary for cutting, taking a part or other machining operations.
L'ensemble des paramètres introduits au cours de ces différentes opérations constitue le plan d'usinage de pièce et définit exactement les opérations que l'opérateur désire faire exécuter par la machine-outil pour l'usinage d'une pièce ou d'une série de pièces données.All the parameters introduced during these different operations constitute the workpiece machining plan and define exactly the operations that the operator wishes to have performed by the machine tool for the machining of a workpiece or a series. of given pieces.
Dans les procédés conventionnels de génération de plan d'usinage de pièce, toutes les synchronisations entre canaux devaient déjà être définies lors de cette étape d'édition et de paramétrage du plan d'usinage de pièce. Une grande expérience de la part de l'opérateur est cependant requise pour - prévoir à ce stade les synchronisations nécessaires. Les opérateurs ont par conséquent généralement tendance à introduire un grand nombre de -- -. . " -_ synchronisations superflues, afin d'éviter tout problème ou collision éventuels, ce qui a pour fâcheuse conséquence d'obtenir des plans de pièce mal optimisé du point de vue du temps d'exécution.In the conventional methods of generating a workpiece plan, all the synchronizations between channels had already to be defined during this step of editing and setting up the workpiece machining plan. A great deal of experience on the part of the operator is, however, required to - foresee at this stage the necessary synchronizations. Operators therefore generally tend to introduce a large number of - -. . " -_ superfluous synchronizations, in order to avoid any problem or possible collision, which has the annoying consequence of obtaining poorly optimized part plans from the point of view of execution time.
Selon l'invention, l'opérateur n'a pas besoin de se préoccuper des synchronisations à ce stade. Il peut néanmoins, s'il le désire, définir déjà certaines synchronisations dont il est certain de la nécessité.According to the invention, the operator does not need to worry about synchronizations at this stage. He can nevertheless, if he wishes, already define certain synchronizations which he is certain of the need.
L'opérateur peut ensuite effectuer une simulation des déplacements d'outils occasionnés par le plan d'usinage de pièce au moyen d'un module de simulation sur la commande numérique. La simulation est effectuée à l'aide d'un interpréteur de plan d'usinage de pièce et d'un interpolateur réalisés par exemple au moyen d'un module logiciel dans la commande numérique ou dans l'ordinateur personnel, éléments connus qui ne seront donc pas décrits plus en détail ici. L'interpolateur calcule à partir d'un plan d'usinage de pièce donné les positions successives des différents outils, et affiche ces positions sur un écran 20. La figure 4 illustre un exemple d'écran affiché par le logiciel de simulation selon l'invention, dans le cas d'une machine dont tous les axes sont regroupés en deux canaux. La partie supérieure 201 de l'écran affiche le nom de l'opération dont le comportement est simulé au moment considéré, dans cet exemple une opération de dressage sur le canal 1 et une opération de saignée sur le second canal. La seconde partie de l'écran 20 comporte un diagramme en barre illustrant la position de l'opération couramment simulée dans la liste d'opérations définie pour chaque canal. Dans l'exemple illustré, l'écran 20 affiche les positions des outils simulées au cours de la troisième opération (sur neuf) dans le premier canal et de la deuxième opération sur onze dans le second canal. L'opération couramment simulée 2020, 2021 est signalée différemment, par exemple au moyen d'une couleur particulière. Dans cet exemple, chaque opération est représentée par un bloc de taille identique ; il est cependant aussi possible, selon la puissance de calcul de la commande numérique, d'adapter en temps réel la largeur des blocs en fonction de la durée d'exécution du bloc calculé par la simulation. Le nom des opérations peut également, dans une variante, être affiché dans ou à proximité des blocs, ou lorsqu'un curseur est positionné sur un bloc particulier. En outre, les synchronisations entre opérations sur les différents canaux, dont nous _ . ' -. discuterons plus bas, peuvent également être représentées sur le diagramme en barre.The operator can then carry out a simulation of the tool movements caused by the workpiece machining plan by means of a simulation module on the digital control. The simulation is carried out using a part machining plan interpreter and an interpolator produced for example by means of a software module in the numerical control or in the personal computer, known elements which will not be therefore not described in more detail here. The interpolator calculates from a workpiece machining plane the successive positions of the different tools, and displays these positions on a screen 20. FIG. 4 illustrates an example of a screen displayed by the simulation software according to the invention, in the case of a machine in which all the axes are grouped into two channels. The upper part 201 of the screen displays the name of the operation whose behavior is simulated at the time considered, in this example a training operation on channel 1 and a bleeding operation on the second channel. The second part of screen 20 comprises a bar diagram illustrating the position of the operation currently simulated in the list of operations defined for each channel. In the example illustrated, the screen 20 displays the positions of the tools simulated during the third operation (out of nine) in the first channel and the second operation out of eleven in the second channel. The commonly simulated operation 2020, 2021 is signaled differently, for example by means of a particular color. In this example, each operation is represented by a block of identical size; however, it is also possible, depending on the computing power of the numerical control, to adapt the width of the blocks in real time according to the duration of execution of the block calculated by the simulation. The name of the operations can also, in a variant, be displayed in or near the blocks, or when a cursor is positioned on a particular block. In addition, the synchronizations between operations on the different channels, of which we _. ' -. discuss below, can also be represented on the bar diagram.
La partie 203 de l'écran affiche la position des outils ou autres organes à l'instant de simulation. Dans la représentation illustrée, chaque outil est représenté très schématiquement par un point 2030, 2031 indiquant la position du point de coupe de l'outil. Les trajectoires des outils de coupe sont également illustrées, dans cet exemple en traitillé (2035) pour les portions de trajectoire en avance rapide et en trait plein 2034 pour les avances de travail. La forme de la pièce à usiner 2032 ainsi que les principaux axes x, y (2033) sont également suggérés. Une représentation plus détaillée des outils, montrant leurs formes et dimensions précises, peut naturellement être réalisée sans difficulté par l'homme du métier si la puissance de calcul de la commande numérique le permet.Part 203 of the screen displays the position of the tools or other members at the time of simulation. In the illustrated illustration, each tool is represented very schematically by a point 2030, 2031 indicating the position of the cutting point of the tool. The trajectories of the cutting tools are also illustrated, in this example in dotted lines (2035) for the portions of the trajectory in rapid advance and in solid lines 2034 for the advances in work. The shape of the workpiece 2032 as well as the main x, y axes (2033) are also suggested. A more detailed representation of the tools, showing their precise shapes and dimensions, can naturally be carried out without difficulty by a person skilled in the art if the computing power of the numerical control allows it.
La portion inférieure gauche 204 de l'écran indique le temps d'exécution depuis le début de l'usinage jusqu'à la position simulée, ce temps étant calculé par le programme de simulation à partir du plan d'usinage de pièce. La portion inférieure droite 205 de l'écran comporte un menu accessible au moyen du clavier 22 de la commande numérique ou de tout autre type d'interface homme-machine appropriée. Une première option de menu 2050 permet de passer à la position de simulation suivante, par exemple au prochain bloc ISO du plan d'usinage de pièce. Une seconde option 2051 permet de revenir à la position de simulation précédente, par exemple au bloc ISO précédent du plan d'usinage de pièce. Une option 2052 permet de placer une synchronisation entre opérations de type rendez-vous sur le canal sélectionné. Une option 2053 permet de placer une marque de synchronisation sur le canal sélectionné. Enfin, une option 2054 permet de faire attendre un canal jusqu'à ce qu'une marque de synchronisation ait été rencontrée sur l'autre canal. L'homme du métier comprendra que l'invention ne se limite pas à l'exemple de représentation illustré sur la figure 4. En particulier, d'autres _ options de menu peuvent être nécessaires ou même essentielles, comme la possibilité de démarrer la simulation, de l'arrêter, de revenir, à l'édition du plan _ d'usinage de pièce, de changer de canal sélectionné, etc..The lower left portion 204 of the screen indicates the execution time from the start of machining to the simulated position, this time being calculated by the simulation program from the workpiece machining plan. The lower right portion 205 of the screen has a menu accessible by means of the keyboard 22 of the digital control or any other suitable type of human-machine interface. A first menu option 2050 makes it possible to pass to the next simulation position, for example to the next ISO block of the workpiece machining plane. A second option 2051 makes it possible to return to the previous simulation position, for example to the previous ISO block of the workpiece machining plan. An option 2052 allows synchronization between appointment type operations on the selected channel. An option 2053 allows placing a synchronization mark on the selected channel. Finally, an option 2054 makes it possible to make one channel wait until a synchronization mark has been encountered on the other channel. Those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the example of representation illustrated in FIG. 4. In particular, other menu options may be necessary or even essential, such as the possibility of starting the simulation. , to stop it, to return to the editing of the part machining plan, to change the selected channel, etc.
Dans l'exemple illustré, les options de menu 2050 et 2051 permettent de se déplacer pas-à-pas entre les positions successives de simulation, d'un bloc ISO en avant ou en arrière. Ces options de menu peuvent par exemple être actionnées au moyen de touches de contrôle de curseur 220, 221 sur le clavier de la commande numérique (figure 1 ). Un déplacement plus rapide, par exemple un déplacement d'une opération complète en avant ou en arrière, ou un déplacement tout au début ou tout à la fin du plan d'usinage de pièce, peut aussi être prévu au moyen de touches et/ou d'options de menu appropriées. Dans une variante, l'opérateur peut également accéder à une opération particulière directement en contrôlant un curseur au-dessus du diagramme en barres 202. De préférence, le programme permet de se déplacer en mode pas-à-pas soit simultanément sur les deux canaux, soit indépendamment sur l'un ou l'autre des canaux.In the example illustrated, the menu options 2050 and 2051 make it possible to move step by step between the successive simulation positions, from one ISO block forward or backward. These menu options can for example be actuated by means of cursor control keys 220, 221 on the keypad of the digital control (FIG. 1). A faster movement, for example a movement of a complete operation forwards or backwards, or a movement at the very beginning or at the very end of the workpiece machining plane, can also be provided by means of keys and / or appropriate menu options. In a variant, the operator can also access a particular operation directly by controlling a cursor above the bar diagram 202. Preferably, the program makes it possible to move in step-by-step mode or simultaneously on the two channels , either independently on one or other of the channels.
Selon une caractéristique de l'invention indépendante des autres caractéristiques, un contrôle rapide et confortable des déplacements bidirectionnels entre positions de simulation successives est obtenu grâce à la manivelle 21 , ou à un autre type de bouton rotatif, de la commande numérique. Cette manivelle est disponible sur nombre de commandes numériques standard pour contrôler manuellement les déplacements des axes de la machine-outil. La demande de brevet CH03 363/92-6, au nom d'EASY Etudes et Applications Système SA, suggère une autre application de cette manivelle 21 reprogrammée pour contrôler manuellement la vitesse d'exécution des opérations d'usinage de la machine. Selon l'invention, le programme de simulation utilise les informations incrémentales reçues de la manivelle 21 pour déterminer le sens et la vitesse de défilement entre positions successives de simulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les instructions de synchronisation entre canaux peuvent être introduites au cours de l'affichage pas-à-pas des résultats de simulation, au moyen des options de menu 2052 à 2054 par exemple. Il n'est donc pas nécessaire de quitter le. programme de - simulation et de revenir au logiciel de génération de plan d'usinage de pièce pour corriger des problèmes de synchronisation. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse lorsque le plan d'usinage de pièce est édité sur un ordinateur personnel distinct tandis que la simulation est faite à l'aide de l'interpolateur de la commande numérique ; le nombre d'aller-retour de l'opérateur entre ces deux postes de travail est ainsi réduit ou supprimé.According to a characteristic of the invention independent of the other characteristics, rapid and comfortable control of the bidirectional movements between successive simulation positions is obtained by means of the crank 21, or another type of rotary button, of the digital control. This crank is available on a number of standard digital commands to manually control the movements of the axes of the machine tool. Patent application CH03 363 / 92-6, in the name of EASY Etudes et Applications Système SA, suggests another application of this reprogrammed crank 21 to manually control the speed of execution of the machining operations of the machine. According to the invention, the simulation program uses the incremental information received from the crank 21 to determine the direction and the speed of travel between successive simulation positions. According to another characteristic of the invention, the synchronization instructions between channels can be introduced during the step-by-step display of the simulation results, by means of menu options 2052 to 2054 for example. It is therefore not necessary to leave the. program - simulation and return to the workpiece plan generation software to correct synchronization problems. This characteristic is particularly advantageous when the workpiece machining plan is edited on a separate personal computer while the simulation is carried out using the interpolator of the digital control; the number of operator round trips between these two workstations is thus reduced or eliminated.
Deux types de synchronisations entre canaux peuvent être définis. En choisissant l'option de menu 2052, l'opérateur place entre deux blocs choisis une synchronisation de type rendez-vous sur le canal sélectionné. Lorsque le premier des deux canaux CH1 ou CH2 atteint la synchronisation de type rendez-vous, il attend que l'autre canal ait effectué toutes les opérations placées avant la prochaine synchronisation de rendez-vous sur cet autre canal pour entamer l'exécution des opérations ultérieures.Two types of synchronization between channels can be defined. By choosing menu option 2052, the operator places an appointment type synchronization on two selected channels between two selected blocks. When the first of the two channels CH1 or CH2 reaches the synchronization of appointment type, it waits until the other channel has carried out all the operations placed before the next synchronization of appointment on this other channel to start the execution of the operations. later.
En plaçant au moyen de l'option de menu 2054 un test de marqueur sur le canal sélectionné, l'opérateur indique que le déroulement des opérations sur ce canal ne doit se poursuivre que si ou dès que l'autre canal a atteint un marqueur pouvant être placé sur cet autre canal au moyen d'une option de menu 2053.By placing with menu option 2054 a marker test on the selected channel, the operator indicates that the sequence of operations on this channel should only continue if or as soon as the other channel has reached a marker that can be placed on this other channel by means of a menu option 2053.
D'autres types de synchronisation peuvent être prévus dans le cadre de cette invention. Par exemple, des synchronisations absolues sur un signal externe, provenant d'un capteur sur la machine-outil ou d'une touche du clavier, ou des synchronisations permettant à un canal de ne reprendre les opérations qu'après un intervalle prédéterminé après un événement sur l'autre canal, peuvent aussi être imaginées. En outre, dans le cas où les axes de la machine sont regroupés en plus de deux canaux, des moyens pour introduire des synchronisations entre n'importe quelle paire de canaux, ou entre plus de deux canaux, peuvent être prévus. Le déroulement du cycle d'usinage étant affecté par l'introduction de synchronisations, le module de simulation selon l'invention recalcule immédiatement les positions ultérieures des outils suite à l'introduction de nouvelles synchronisations. Ainsi, l'opérateur a la possibilité.d'observer quasi -.. instantanément les effets de nouvelles synchronisations sur les déplacements d'outils visualisés lors de la simulation. De même, lorsque l'opérateur détecte un problème de synchronisation lors de la simulation, il peut y remédier sans quitter l'écran de simulation et sans revenir au logiciel d'édition de plan d'usinage de pièce. En particulier, lorsque l'opérateur détecte une collision entre outils occasionnée par un programme de pièce particulier, il peut immédiatement supprimer cette collision en reculant si nécessaire de quelques positions de simulation et en introduisant des synchronisations de type approprié entre canaux.Other types of synchronization can be provided in the context of this invention. For example, absolute synchronizations on an external signal, coming from a sensor on the machine tool or a key on the keyboard, or synchronizations allowing a channel to resume operations only after a predetermined interval after an event on the other channel, can also be imagined. In addition, in the case where the axes of the machine are grouped into more than two channels, means for introducing synchronizations between any pair of channels, or between more than two channels, can be provided. The course of the machining cycle being affected by the introduction of synchronizations, the simulation module according to the invention immediately recalculates the subsequent positions of the tools following the introduction of new synchronizations. Thus, the operator has the possibility of almost instantaneously observing the effects of new synchronizations on the movements of tools viewed during the simulation. Likewise, when the operator detects a synchronization problem during simulation, he can remedy it without leaving the simulation screen and without returning to the workpiece plan editing software. In particular, when the operator detects a collision between tools caused by a particular part program, he can immediately eliminate this collision by reversing if necessary by a few simulation positions and by introducing synchronizations of appropriate type between channels.
La figure 5 illustre un diagramme de flux du ou des logiciels impliqués pour la génération d'un plan d'usinage de pièce (avec les synchronisations) selon l'invention. Comme mentionné, le plan d'usinage de pièce peut soit être généré au moyen d'un ou plusieurs logiciels d'édition et de simulation exécuté sur la commande numérique et/ou sur un ordinateur externe. Au cours d'une étape 300, le logiciel d'édition de plan d'usinage de pièce permet à l'opérateur d'introduire un plan d'usinage de pièce de la manière décrite ci-dessus. Ce plan d'usinage de pièce comprend essentiellement une liste des opérations à effectuer sur chaque canal, introduites au moyen d'un écran d'édition similaire à celui représenté sur la figure 2, et pouvant être paramétrées au moyen d'un écran similaire à celui représenté sur la figure 3. Comme mentionné ci-dessus, ce plan d'usinage de pièce peut en outre comprendre des paramètres relatifs aux outils et aux valeurs d'offset des outils montés sur la machine-outil, à la machine elle-même, au profil désiré, et à la matière usinée par exemple.FIG. 5 illustrates a flow diagram of the software or software implied for the generation of a workpiece machining plan (with synchronizations) according to the invention. As mentioned, the part machining plan can either be generated by means of one or more editing and simulation software executed on the numerical control and / or on an external computer. During a step 300, the workpiece plan editing software allows the operator to enter a workpiece plan in the manner described above. This workpiece machining plan essentially comprises a list of operations to be performed on each channel, introduced using an editing screen similar to that shown in FIG. 2, and which can be configured using a screen similar to that shown in FIG. 3. As mentioned above, this workpiece machining plan may also include parameters relating to the tools and the offset values of the tools mounted on the machine tool, on the machine itself , to the desired profile, and to the material machined for example.
Au cours de l'étape 302, qui peut être intégrée à l'étape 300 d'édition du plan d'usinage de pièce, l'opérateur peut déjà introduire des instructions de synchronisation entre canaux, dans le cas où certaines synchronisations peuvent être déjà prévues avant d'effectuer la simulation. Au cours de l'étape 304, qui est effectuée par le module de simulation exécuté par l'interpolateur de la commande numérique et/ou par un ordinateur externe, un compteur PC (Position Calculée) est initialisé à zéro. Le module de simulation calcule ensuite à l'aide d'un interpolateur au cours de l'étape 306 la position des différents outils simulés, puis mémorise cette position dans une zone de mémoire de structure adaptée au cours de l'étape 308.During step 302, which can be integrated into step 300 of editing the workpiece machining plan, the operator can already introduce synchronization instructions between channels, in the case where certain synchronizations can already be planned before performing the simulation. During step 304, which is carried out by the simulation module executed by the digital control interpolator and / or by an external computer, a PC (Calculated Position) counter is initialized to zero. The simulation module then calculates with the aid of an interpolator during step 306 the position of the different simulated tools, then stores this position in a structure memory area adapted during step 308.
Un test est ensuite effectué au cours de l'étape 310 pour déterminer si le compteur PC a atteint la valeur maximale, c'est-à-dire si le simulateur a calculé les trajectoires des outils jusqu'à l'issue de la dernière opération du plan d'usinage de pièce. Si c'est le cas, le simulateur interrompt les calculs de position en attendant que la valeur du compteur PC soit éventuellement décrémentée. Si en revanche le simulateur n'a pas encore calculé toutes les positions des outils, la valeur du compteur PC est incrémentée au cours de l'étape 312, et le processus retourne à l'étape 306 pour calculer et mémoriser la position d'outil suivante. L'incrémentation effectuée au cours de l'étape 312 correspond par exemple à une instruction ISO du programme de pièce, ou à un intervalle de temps prédéterminé ou paramétrable.A test is then carried out during step 310 to determine if the PC counter has reached the maximum value, that is to say if the simulator has calculated the trajectories of the tools until the end of the last operation. of the workpiece machining plan. If this is the case, the simulator interrupts the position calculations while waiting for the value of the PC counter to be possibly decremented. If, on the other hand, the simulator has not yet calculated all of the tool positions, the value of the PC counter is incremented during step 312, and the process returns to step 306 to calculate and store the tool position next. The increment carried out during step 312 corresponds for example to an ISO instruction of the part program, or to a predetermined or configurable time interval.
Les positions d'outils simulées au cours de l'étape 306 et mémorisées au cours de l'étape 308 sont affichées par un module exécuté en parallèle. L'affichage des premières positions simulées peut ainsi être effectué avant que la trajectoire des outils ait été simulée jusqu'au bout. Au cours de l'étape 314, le compteur de position d'affichage PA est initialisé avec une valeur nulle. La position des outils simulée à la position PA est ensuite affichée au cours de l'étape 316, par exemple de la manière illustrée à titre d'exemple sur la figure 4. Au cours de l'étape 318, le module attend ensuite l'introduction d'une instruction par l'opérateur, par exemple au moyen du menu affiché sur la portion 205 de l'écran. Cette instruction est ensuite testée au cours de l'étape 320.The tool positions simulated during step 306 and memorized during step 308 are displayed by a module executed in parallel. The display of the first simulated positions can thus be carried out before the tool path has been simulated to the end. During step 314, the display position counter PA is initialized with a zero value. The position of the tools simulated at the position PA is then displayed during step 316, for example as illustrated by way of example in FIG. 4. During step 318, the module then waits for the introduction of an instruction by the operator, for example by means of the menu displayed on the portion 205 of the screen. This instruction is then tested during step 320.
Si l'opérateur a introduit une instruction AV de défilement vers l'avant, par exemple en choisissant l'option de menu 2050 ou au moyen de la manivelle 21 , le programme passe à l'étape 322 afin d'incrementer d'une unité la valeur du compteur d'affichage PA. Cette valeur est ensuite comparée au cours de l'étape 324 avec la valeur du compteur PC, afin de déterminer si la position des outils correspondant à la position de simulation PA a déjà été calculée par le simulateur. Si ce n'est pas le cas, le programme attend simplement que cette position ait été calculée. Si la position suivante des outils est déjà connue, "le programme retourne à l'étape 316 pour afficher cette position.If the operator has entered a forward scrolling AV instruction, for example by choosing the menu option 2050 or by means of the crank 21, the program proceeds to step 322 in order to increment by one the value of the PA display counter. This value is then compared in step 324 with the value of the PC counter, in order to determine whether the tool position corresponding to the PA simulation position has already been calculated by the simulator. If not, the program simply waits until this position has been calculated. If the next position of the tools is already known, " the program returns to step 316 to display this position.
Si l'opérateur a introduit une instruction AR de défilement vers l'arrière, par exemple en choisissant l'option de menu 2051 ou au moyen de la manivelle 21 , le programme passe à l'étape 326 afin de décrémenter d'une unité la valeur du compteur d'affichage PA. Cette valeur est ensuite comparée à zéro au cours de l'étape 328, et, le cas échéant, réinitialisée à zéro au cours de l'étape 330, afin d'éviter un comptage en-dessous de zéro. Le programme retourne à l'étape 316 pour afficher la position de simulation précédente.If the operator has entered a rear scrolling AR instruction, for example by choosing the menu option 2051 or by means of the crank 21, the program proceeds to step 326 in order to decrement the unit by one. PA display counter value. This value is then compared to zero during step 328, and, if necessary, reset to zero during step 330, in order to avoid counting below zero. The program returns to step 316 to display the previous simulation position.
Si l'opérateur a choisi au cours de l'étape 318 une instruction de synchronisation, par exemple au moyen d'une des options de menu 2052 à 2054, le programme passe à l'étape 332, au cours de laquelle cette synchronisation est introduite dans le plan d'usinage de pièce pour le canal sélectionné. Au cours de l'étape suivante 334, le programme réinitialise ensuite la valeur du compteur de calcul PC avec la valeur du compteur d'affichage PA, afin de relancer la simulation des positions d'outils consécutives à la position PA pour laquelle une synchronisation est introduite. Le programme retourne ensuite à l'étape 316 et affiche à nouveau la position de simulation courante. Comme évoqué précédemment, il est possible dans une variante de l'invention d'indiquer par un symbole graphique quelconque sur le diagramme de barre la synchronisation introduite.If the operator has chosen in step 318 a synchronization instruction, for example by means of one of the menu options 2052 to 2054, the program proceeds to step 332, during which this synchronization is introduced in the workpiece machining plane for the selected channel. During the next step 334, the program then reinitializes the value of the calculation counter PC with the value of the display counter PA, in order to restart the simulation of the tool positions consecutive to the position PA for which synchronization is introduced. The program then returns to step 316 and displays the current simulation position again. As mentioned above, it is possible in a variant of the invention to indicate by any graphical symbol on the bar diagram the synchronization introduced.
Dans une variante préférentielle, les synchronisations sont introduites dans le plan d'usinage de pièce seulement en fin de simulation (suite à l'arrêt au moyen de l'instruction STOP), afin d'éviter un recalcul complet des trajectoires.In a preferred variant, the synchronizations are introduced into the workpiece machining plane only at the end of the simulation (following stopping by means of the STOP instruction), in order to avoid a complete recalculation of the trajectories.
La simulation peut être interrompue par l'opérateur en introduisant au cours de l'étape 318 une instruction STOP, qui conduit à l'arrêt de la simulation au cours de l'étape 336. Le procédé de l'invention permet donc d'introduire des instructions de synchronisation entre canaux au cours de la simulation, c'est-à-dire au _ moment où la plupart des problèmes de synchronisation sont détectés, sans revenir au programme d'édition du plan d'usinage de pièce. IJ est-ainsi possible _ d'ajuster de manière optimale les programmes de pièce pour obtenir un usinage efficace, avec un minimum de temps d'attente et un risque de collision réduit. En outre, le plan d'usinage de pièce peut être édité très rapidement, y compris les synchronisations, permettant de le mettre au point si nécessaire directement sur la commande numérique 2 de la machine-outil en immobilisant cette dernière le moins longtemps possible. The simulation can be interrupted by the operator by introducing a STOP instruction during step 318, which leads to the simulation being stopped during step 336. The method of the invention therefore makes it possible to introduce synchronization instructions between channels during the simulation, that is to say at the time when most of the synchronization problems are detected, without returning to the editing program. of the workpiece machining plan. It is thus possible _ to optimally adjust the part programs to obtain efficient machining, with minimum waiting time and reduced risk of collision. In addition, the workpiece machining plan can be edited very quickly, including synchronizations, allowing it to be developed if necessary directly on the numerical control 2 of the machine tool by immobilizing the latter as short as possible.

Claims

Revendications claims
1. Procédé de génération d'un plan d'usinage de pièce pour machine-outil à commande numérique dont les axes sont regroupés en plusieurs canaux, comprenant les étapes suivantes:1. Method for generating a workpiece machining plan for a numerically controlled machine tool, the axes of which are grouped into several channels, comprising the following steps:
édition d'un plan d'usinage de pièce (300), comprenant une liste d'opérations à effectuer dans chaque canal,edition of a workpiece machining plan (300), including a list of operations to be performed in each channel,
calcul (306) à partir dudit plan d'usinage de pièce des positions successives des outils (10-14), et mémorisation (308) de ces positions successives,calculation (306) from said workpiece machining plane of the successive positions of the tools (10-14), and storage (308) of these successive positions,
affichage (316) sur un écran (20) et sous forme graphique desdites positions successives mémorisées ,display (316) on a screen (20) and in graphic form of said successive stored positions,
caractérisé en ce que lesdites positions successives des outils peuvent être affichées pas-à-pas au cours de ladite étape d'affichage (316- 336),characterized in that said successive tool positions can be displayed step by step during said display step (316-336),
et en ce que des règles de synchronisation entre canaux peuvent être introduites au cours de ladite étape d'affichage pas-à-pas (313-336).and in that synchronization rules between channels can be introduced during said step-by-step display step (313-336).
2. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites opérations de calcul (306) et mémorisation (308) et d'affichage (316) peuvent être effectuées en parallèle, en sorte que les positions d'outils calculées et mémorisées peuvent être affichées avant que les dernières positions n'aient été calculées.2. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said calculation (306) and storage (308) and display (316) operations can be carried out in parallel, so that the tool positions calculated and can be displayed before the last positions have been calculated.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par des moyens de modification du sens de défilement (220, 221 , 21 , 2050, 2051) permettant à l'opérateur d'influer sur le sens de défilement des positions successives d'outils affichées pas-à-pas. 3. Method according to one of the preceding claims, characterized by means for modifying the direction of travel (220, 221, 21, 2050, 2051) allowing the operator to influence the direction of travel of successive positions of tools displayed step by step.
4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de modification du sens de défilement font appel à la manivelle (21 ) d'une commande numérique.4. Method according to the preceding claim, characterized in that said means for modifying the direction of travel use the crank (21) of a digital control.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des règles de synchronisation possible consiste à définir qu'une opération dans un des canaux doit commencer au moment où une autre opération sur un autre canal commence ou se termine.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the possible synchronization rules consists in defining that an operation in one of the channels must start at the moment when another operation on another channel begins or ends .
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des règles de synchronisation possible consiste à définir qu'une opération dans un des canaux ne doit commencer que si l'autre canal a déjà effectué une opération prédéfinie.6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the possible synchronization rules consists in defining that an operation in one of the channels must only start if the other channel has already carried out a predefined operation.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan d'usinage de pièce peut être édité (300) en tapant ou en choisissant dans un menu le nom des opérations choisies, et en ce que les opérations choisies peuvent ensuite être paramétrées au moyen du langage ISO ou d'assistants informatiques.7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece machining plan can be edited (300) by typing or choosing from a menu the name of the operations selected, and in that the operations selected can then be configured using ISO language or computer assistants.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préliminaire de définition des outils montés sur la machine-outil.8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a preliminary step of defining the tools mounted on the machine tool.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préliminaire de définition des valeurs d'offset des outils montés sur la machine-outil.9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a preliminary step of defining the offset values of the tools mounted on the machine tool.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préliminaire de définition des paramètres spécifiques à la matière usinée.10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a preliminary step of defining the parameters specific to the material being machined.
1 1. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites étapes d'édition (300) d'un plan d'usinage de pièce, de calcul (306) des positions successives des outils, de mémorisation (308) de ces positions successives, et d'affichage (316) sur un écran (20) et sous forme graphique desdites positions successives sont exécutées directement sur une commande numérique (2) de machine-outil (1 ).1 1. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said steps of editing (300) a workpiece machining plane, calculating (306) the successive positions of the tools, memorizing (308) of these successive positions, and of display (316) on a screen (20) and in graphic form of said successive positions are executed directly on a numerical control (2) of machine tool (1).
12. Commande numérique (2) pour machine-outil (1 ), programmée de manière à pouvoir exécuter le procédé d'une des revendications 1 à 1 1.12. Numerical control (2) for machine tool (1), programmed so as to be able to carry out the method of one of claims 1 to 1 1.
13. Commande numérique (2) pour machine outil (1 ), comprenant des moyens de traitement (23), des moyens de mémoire (25), des moyens d'affichage (20), des moyens d'interface homme-machine (22, 21 ), des moyens d'interface avec la machine-outil (26), des moyens permettant l'édition (300) d'un plan d'usinage de pièce pour chaque canal, comprenant une liste d'opérations (206) consécutives dans ledit canal, des moyens de calcul (306) à partir dudit plan d'usinage de pièce des positions successives des outils, et des moyens de mémorisation (308) de ces positions successives, ainsi que des moyens (316-336) permettant d'afficher sur lesdits moyens d'affichage (20) et sous forme graphique lesdites positions successives mémorisées ,13. Numerical control (2) for machine tool (1), comprising processing means (23), memory means (25), display means (20), man-machine interface means (22 , 21), means for interfacing with the machine tool (26), means for editing (300) a workpiece machining plan for each channel, comprising a list of consecutive operations (206) in said channel, means for calculating (306) from said workpiece machining plane the successive positions of the tools, and means for memorizing (308) these successive positions, as well as means (316-336) allowing '' display on said display means (20) and in graphical form said successive stored positions,
caractérisé en ce que lesdites positions successives des outils peuvent être affichées pas-à-pas au cours de ladite étape d'affichage, et en ce que des règles de synchronisation entre canaux peuvent être introduites (318) au cours de ladite étape d'affichage pas-à-pas.characterized in that said successive positions of the tools can be displayed step by step during said display step, and in that synchronization rules between channels can be introduced (318) during said display step step by step.
14. Support de données informatique (24) contenant un programme de génération de plan d'usinage de pièces exécutable sur une machine-outil (1 ) à commande numérique (2) et pouvant être lu par un dispositif programmable (2) pour réaliser le procédé d'une des revendications 1 à 11.14. Computer data carrier (24) containing a program for generating a workpiece machining plan executable on a machine tool (1) with numerical control (2) and which can be read by a programmable device (2) to carry out the method of one of claims 1 to 11.
15. Machine-outil (1 ) à commande numérique (2), commandée par une commande numérique (2) selon l'une des revendications 12 ou 13. 15. Machine tool (1) with digital control (2), controlled by a digital control (2) according to one of claims 12 or 13.
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