Brevet FR2156608A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne un procédé pour commander les opérations dans des machines-outils ou similaires, en vue d'exécuter les opérations nécessaires pour usiner une pièce de manière automatique, comportant la mise en place du programme que la machine doit suivre, subdivisé en cycles principaux et cycles secondaires, les cycles principaux étant programnés par le système du contrôle numérique dans lequel l'ampleur des déplacements est donnée sous forme numérique, les cycles secondaires étant programmés par le système de la table à programme par insertion de fiches appropriées dans des trous disposés en lignes et en colonnes suivant un code déterminé, la possibilité étant donnée de faire exécuter en un point quelconque des cycles principaux, un cycle secondaire en réduisant notablement ainsi le nombre des opérations à programmer dans la machine pour exécuter un travail déterminé. La présente invention concerne également un appareillage permettant d'appliquer le procédé exposé ci-dessus; cet appareillage comportant plusieurs commutateurs décimaux avec des moyens de lecture correspondants et des organes sur la table à programme avec les fiches de programmation; cette table étant divisée en deux séries de colonnes dont la première concerne la programmation des cycles principaux d'usinage par mise en place de nombres effectuée par les commutateurs, la deuxième concernant la programmation des cycles secondaires effectuée par insertion de fiches dans la table à programme de ravière à déterminer.suivant un code donné, l'opération qui a été choisie et pour laquelle l'importance du déplacement est fixez par le commutateur mis en position. On sait que is contrôles numériques pour machines-outils sont constitués par les éléments de base suivants : a- les organes d'introduction des données b- l'appareillage de contrôle c- les organes de releve des mouvements d- les organes de commande des mouvements. Le système couramment employé pour l'ihtroduction des données dans le contrôle numérique est le lecteur sur ruban qui lit un ruban perforé sur lequel est ecrit le programme d'usinage que la machine doit réaliser. le processus d'usinage de la machine- outil est constitué par une série d'usinages elémentaires ou de mouvements elémentaires qu'on appelle des opérations. On peut, en utilisant des codes appropries, ecrire sur le ruban perforé des données correspondant aux cycles d'usinage. les informations correspondant à chaque opération du cycle sont, par exemple 1- l'axe qui doit effectuer le déplacement 2- l'importance de ce déplacement 3- le sens de ce dëplacenent 4- la vitesse à laquelle ce déplacement doit être effectué 5- d'autres informations appelees couramment fonctions aumiliaires (rotation du mandrin à droite ou à gauche, vitesse de rotation, présence ou absence de jets de liquide d'arrosage,etc). Le cycle est couramment exécuté de la manière suivante Le lecteur sur ruban lit une partie du ruban correspondant à une opération , élabore les données lues et les transforme en signaux pour les organes de commande qui font exécuter l'opération par la machine. Cette opération terminée, le lecteur sur ruban lit une autre partie de celui-ci correspondant à une autre opération et la fait exécuter, et ainsi de suite jusqu'à la fin du cycle. On sait que ce système nécessite de coûteux appareils et un personnel spécialisé pour la préparation des programiaes et des rubans. Dans les machines-outils dont le niveau d'automatisation est plus bas, dites à programme, on utilise couramment des sys tèmes de programmation dits à table programme. On peut fixer sur la table programme les caracteristiques de chaque operation mais non pas l'importance du déplacement qui est définie par contre, au moyen de cames coulissant sur des pistes appropriées, disposées le long des axes de la machine et qui agissent sur des nncro-interrupteurs spéciaux pour arrtter le d éplacement dans chaque opération. Si on compare les deux systèmes, on peut noter une plus grande difficulté de démarrage de l'usinage sur une machine à programme comparativement ci une machine à contrôle numérique à cause de la nécessité d'ajuster soigneusement la position de nombreuses cames, et aussi le fait qu'on est limité dans l'exécution de n' apporte cuel programme à cause de la dimension matérielle des cames qui empoche parfois de progrcxmmer différents mouvements treks limités. Les tables à programmes sont constituées par une matrice portant un certain nombre de rangées de trous. Aux colonnes de trous correspondent les opérations du cycle; aux rangées correspondent les informations nécessaires à la machine pour exécuter les opérations ainsi que l'importance du déplacement. En engageant des fiches dans les trous de chaque colonne (ou de chaque rangée) correspondant à l'opération désirée, on choisit ainsi les données nécessaires à cette opération (par exemple l'axe, le sens du mouvement, la vitesse). Les cotes sont définies par les positions des cames disposées le long de la course des différents axes. Un système de séquences fait en sorte que, dans l'exécution du cycle d'usinage, les colonnes de la table à programme deviennent opérantes l'une après l'autre. Le passage d'une opération à une autre est fixe par le terme de l'opération même. On peut par suite relever qu'il y a entre le système de programmation des machines à programme et celui des machines à contrôle numérique, les différences suivantes : Le système de programmation est simple, intuitif et ne nécessite ni des appareils coûteux ni un personnel particulièrement spécialisé; Per contre le nombre des opérations du cycle est limité par la capacité de la table à programme (c'est-à-dire par le nombre de ses colonnes), unelimitation qui ntexiste pratiquement pas dans les machines à contre numérique où le ruban peut titre aussi long que l'on veut. Le procédé de l'invention permet de combiner une partie d'un appareillage selon le ssystbme du contrôle numérique dans lequel l'importance des déplacements est donnée sous forme numérique et non pas par des cames, et une partie d'un systbme de prograi mation selon la table b programme, en prévoyant la prkdiepo- position des cycles principaux dans le premier système et celle de cycles secondaires dans le second, atténuant ainsi la complexitd des appareils avec table à programme par élimination des cames relatives à l'importance des mouvements et évitant d'avoir à utiliser un ruban et à le préparer grâce au contre numérique, en prévoyant, pour fixer l'importance des différents mouvements programmés, des commutateurs décimaux appropriés sur lesquels on met en place la cote à exécuter de manière à la transmettre à l'aide d'organes élastiques ou similaires aux organes qui opèrent dans la machine-outil.On élimine, ainsi, selon la présente invention, les limitations du nombre maximum d'opérations du cycle d'usinage imposées par la table à programme et on réduit le nombre des operations, en particulier quand on doit exécuter des usinages identiques ou qui se répètent par groupes dans un cycle déterminés Le dispositif qui permet d'appliquer le procédé selon la présente invention, peut consister essentiellement en une table à programme divisée en deux groupes de colonnes dont l'un correspond à la programmation des cycles principaux et l'autre à un ou plusieurs cycles secondaires ayant à exécuter à leur tour un certain nombre d'opérations, au reste limité.On a prévu, en outre, un certain nombre de commutateurs décimaux permettant de fixer les valeurs des deplacements pour chaque opération le long de chacun deseases préalablement choisis pour les--opérations-du cycle. Le procéde selon la présente invention sera exposé plus clairement gracie aux exemples de réalisation ci-après relatifs à des cas simples de programmation pour des usinages exécutés sur une machine-outil telle qu'une fraiseuse par exemple. Cette machine-outil a été dotée d'un appareillage comportant une table à programme divisée en deux parties, une pour le cycle principal qui comporte 80 opérations et l'autre pour trois cycles secondaires comportant chacun au maximum 4 opérations. La table à programme complète est donc constituée par un ensemble de 80 + 4 + 4 + 4 = 92 colonnes de trous, c'est-à-dire à peine 12 de plusqu'une table à programme courante pour 80 opérations, mais offre de bien plus grandes possibilités puisqu'elle permet de programmer avec les cycles secondaires, des groupes d'opérations qui se répètent identiquement dans le cycle. Supposons qu'on ait à percer 10 trous identiques ç i doi- vent entre filetés à l'aide d'un taraud; on aura à exécuter les perations suivantes pour le perçage : 1- approche rapide de l'outil vers la pièce 2- avance d'usinage pour le perçage 3- retour rapide. Ces trois opérations sont programmees sur le premier cycle secondaire disponibles Sn ce qui concerne le filetage (par taraudage) on doit effectuer les quatre opérations suivantes : 1- approche rapide de l'outil vers la pièce 2- avance à la vitesse d'usinage pour executer le filetage, le mandrin tournant à droite 3- retour de l'outil à la vitesse d'usinage, le mandrin tournant à gauche 4- retour rapide de l'outil. Ces quatre opérations sont programmées dans le second cycle secondaire disponible. On met en programme dans le cycle principal pour ces operations de perçage, les mouvements qui definissent la position des trous, et, ensuite, l'insertion du premier cycle secondaire relatif au perçage. Ceci est prévu pour tous les dix trous en tenant compte qu'à la fin du cycle secondaire, le cycle principal reprend automatiquement au point où on l'avait laissé. Les mêmes operations seront programmées aussi pour ce qui concerne l'exécution du filetage dans chaque trou, c'est-à-dire au'on programmmadans le cycle principal les mouvements relatifs à la mise en position de l'coutil à fileter sur l'axe de tous les dix trous et, après cela, l'insertion du second cycle secondaire pour exécuter cet usinage comme il a été indiqué plus haut. Si on suppose que les opérations i mise en position des outils nécessitent deux mouvements pour chaque trou, l'ensemble des opérations qu'il est nécessaire de disposer sur la table à programme, première et seconde partie, sera selon la présente invention a- pour percer les dix trous : 10x2= 20 opérations pour mettre l'outil en position, 10 operations pour insérer le premier cycle secondaire, 3 opérations d'usinage à effectuer avec le premier cycle secondaire; b- pour exécuter le filetage : 10x2= 20 opérations pour mettre l'outil en position, 10 opérations pour inserer le deuxième cycle secondaire pour le filetage, 4 opérations d'usinagc à effectuer avec ce deuxième cycle. Àu total : 67 opérations prévues sur la table à programme. Si on compare avec les opérations qui doivent outre revues sur une table à programme au type connu, on voit qu'il faut dans ce cas : 10x2= 20 opérations pour mettre l'outil en position, 10x3= 30 opérations de perçage, 10X2= 20 opérations pour mettre en position l'outil à fileter, 10x4= 40 operations do filetage. Au total, 110 opérations prévues sur la table à programme. On voit par cette comparaison le notable avantage obtenu avec le procéde selon la presente invention qui reduit le nombre des opérations à disposer sur la table à programme et qui permet d'en accroître la capacité, toutes autres conditions restant égales, et de reduire aussi notablement le travail que nécessite la programmation. Cet avantage est encore plus évident quand certaines dimensions se répètent identiquement par groupes, comme par exemple dans le cas où les trous sont équidistants les uns par rapport aux autres, car on peut alors programmer mSme la mise en position de l'outil dans le cycle secondaire qui se répètes Les dispositifs d'exécution du programme décrit ci-dessus, peuvent, -selon la presente invention, entre de n'importe quel type approprié et connu; toutefois, leur combinaison particulière est indiquée sur le dessin joint relatif à une forme d'exécution donnez simplement à titre d'exemple non limitatif, d'une table à programme permettant d'appliquer le procède selon l'invention à une machine-outil, une fraiseuse par exemple. Sn se reportant à ce dessin, on voit que la table à programme comporte un certain nombre de trous 20-21 dans lesquels on insère des fiches appropriées de type connu pour la programmation0 Ces trous sont disposés en rangées et en colonnes0 Les colonnes correspondent aux opérations du cycle d'usinage, les rangées correspondent aux caracteristiques que doit avoir chaque operation du cycle, par exemple le mouvement des axes et les fonctions auxi linaires, La table est divisée en deux parties dont la première, 20, est relative aux cycles principaux et la seconde, 21, aux colonnes assignées aux cycles secondaires. On y a prévu en outre, des commutations 22, au nombre de trente et un par exemple, comportant chacun 5 chiffres sur lesquels on positionne les cotes de déplacement désirées dans le cycle.Ces cotes sont exprimées en centièmes de millimètre, en dixièmes de millimètre, en mil lim8tres, en dizaines et en centaines de millimètres, de sorte que dans ce cas particulier, la cote maximum que l'on peut inscrire pour un mouvement déterminé est de 999,99mm. Sur chaque commutateur 22 sont inscrites quelques lettres non indiquées sur le dessin, se rapportant aux fiches à insérer correspondant au commutateur mime. Les autres commandes indiquées sur la figure sont 1 et 2, des poussoirs de démarrage et d'arrêt des services auxiliaires; 3, un commutateur pour faire tourner le mandrin dans un sens ou dans l'autre; 4, un interrupteur pour la projection du liquide d'arrosage; 5, un poussoir pour le départ du cycle automatique pour la reprise de ce cycle après un arrêt programmé, pour exécuter le cycle opération par opération et pour parcourir le cycle sans exécution; 6, un poussoir pour remettre le cycle électriquement à zéro 7, une manette cycle avec ou sans exécution; si elle est en position avec exécution, le cycle se déroule sous la forme prévue en exécutant les divers mouvements tandis que si elle est dans la position flans exécution, ces mouvements ne sont pas exéoutés et le cycle se déplace d'une opération chaque fois qu'on appuie sur le poussoir 5; 8, une série de boutons qui permet de fixer la vitesse d'avance; 9, un bouton qui permet de faire varier la vitesse rapide; 10, un bouton qui permet de fixer le temps d'attente avant le déplacement (dans l'opération en cours); 11, un bouton pour fixer le temps d'attente apuras le depla- cement (avant de passer à l'opération suivante); 12 un compteur électromécanique avec decompte à rebours et prédisposition du nombre de répétitions du cycle;; 13, prise d'essai des fiches de programmation; 14, une manette pour passer d'un nombre indefini de répéti tions du cycle à un nombre défini par la predisposition effectuée en 12; 15, lampes de signalisation axes en mouvement; quand l'axe est en mouvement, les lampes (2 ou 3) s'allument l'une après l'autre; 16, commutateur décimal pour la prédisposition de la cote dans le système par introduction manuelle des données; 17, lampe témoin qui s'allume quand les alimentations électriques sont correctes; 18, lampe témoin disparité dans le mouvement qui s'allume quand se révèle un défaut de fonctionnement; 19, poussoir pour éteindre la lampe 18; 20, table à programme, partie du cycle principal; 21, table à programme, partie des cycles secondaires;; 22, panneau des commutateurs décimaux des cotes de d éplacement dans le cycle automatique; 23, points de mesure; 24, poussoir pour le contrôle des commutateurs decimaux associés à chaque opération (en poursuivant le cycle sans exécution et en appuyant sur ce-poussoir à chaque opération, on allume la lampe du commutateur associé à cette opération). On a prévu en outre sur la machine, un panneau de commande sur lequel sont reportées certaines commandes de la machine pour la commodité de 1' opérateur. On peut noter, conformément à la présente invention, l'avantage présenté par le procédé décrit ci-dessus gracie auquel on obtient une programmation particulièrement simple et donc notablement économique sans de cofteux appareils; on peut en outre, disposer de nombreuses opérations à programmer bien qu'ayant une table à programme de dimensions réduites, ce qui permet d'adopter ce procédé et le dispositif correspondant pour les machinesoutils d'un prix peu élevé. Il est bien entendu que de nombreuses variantes d'adaptation et d'exécution pourront Entre apportées à ce qui a éte décrit et représenté ici, sans sortir pour autant du domaine de la présente invention. RV:tI)ICÂTI0S 1- Procédé pour commander des machines-outils ou similaires, caractérisé par le fait que les différentes opérations d'usinage d'une pièce sont subdivisées en cycles principaux et cycles secondaires, les cycles principaux étant programmés suivant le système du contrôle numérique pour ce qui concerne l'importance des déplacements et les cycles secondaires étant programmés à l'aide d'une table à programme, la possibilité étant donne de passer des cycles principaux aux cycles secondaires à n'importe quel moment prévu pour chaque cycle et de les reprendre ensuite au même point, en particulier quand sont prévues des séries d'opérations qui se répètent séparément ou par groupes au cours de l'exécution complète de chaque cycle. 2- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la programmation des cycles principaux est effectuée en prédisposant les données relatives aux cotes des opérations sur des commutateurs d écimaux, ces données étant ensuite relevées par le lecteur de la machine et transformées en mouvements sans intervention de rubans perforés, de cartes ou d'accessoires similaires. 5- Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, carac térisé par le fait que la programmation des cycles secondaires est effectuée en prédisposant les opérations à exécuter, en particulier celles qui sont répétées au cours du cycle d'usinage, ces cycles secondaires etant insérés en un point quelconque du cycle principal qui se poursuit ensuite avec les opérations qui ont été programmées. 4- procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les operations des cycles principaux et secondaires, sont prédisposées sur une table à programme subdivisée en deux parties correspondantes, tandis que la definition de chaque mouvement est prédisposée sur les commutateurs decimaux dont les indications sont relevees par les organes de lecture de l'appareillage electrique de commande. 5- Dispositif pour l'application du procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au noins une table à progr le avec les fiches de progral- mation correspondantes, une serie de comiutateurs décimaux et des organes de lecture de ceux-ci, la table à programme étant subdivisée en un nombre notable d'opérations relatives aux cycles principaux et en un nombre lil-ulté d'opérations repétées relatives aux cycles secondaires, l'ampleur des différentes operations étant fixée à l'aide des commutateurs décimaux 6- Dispositif suivant la revendication 5 tractérisé par le fait que ces organes sont montes sur un tableau de commande portant aussi d'autres organes pour la commande de la machine, certains de ces organes étant montés en double sur un tableau adjoint à chaque machine et mis à la disposition de l'opérateur. 7- Procédé pour la commande des opérations d'usinage des machines-outils ou similaires, donne par la combinaison de certaines phases du système à contrôle numérioue et de certaines phases du système à telle programme et obtenant de notables réductions du nombre des opérations programmées contre il a ete décrit pour les buts spécifiés.