Brevet FR2329404A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne un procédé pour une régulation d'adaptation avec répartition de la coupe d'usinage, sur des machines-outils d'usinage par enlèvement de copeaux, dans lequel une grandeur proportionnelle à la force de coupe est utilisée comme une première grandeur de réglage, à laquelle est comparée une première valeur de consigne, une diminution de l'avance de l'outil étant déclenchée lors du dépassement de cette valeur de consigne, et lorsque une valeur limité inférieure d'avancement est atteinte, une diminution de la profondeur de coupe est déclenchée par emploi d'une seconde grandeur de réglage dépendant de façon non-linéaire de la profondeur de coupe et à laquelle est associée une seconde valeur de consigne ainsi qu'une seconde valeur réelle. L'invention s'étend à un montage électrique pour l'application de ce procédé. On connaît déjà un procédé pour une régulation d'adaptation de machines-outils rotatives, dans lequel sont provoqués une diminution de l'avance de l'outil et/ou un déplacement de l'outil dans le sens d'une diminution de l'application de l'outil, tant qu'est dépassée par une grandeur dépendante du débit de copeaux, une valeur de seuil, et où est provoquée une approche de l'outil au maximum jusqu'au contour programmé, lorsque la grandeur dépendante du débit de copeaux passe en dessous d'une valeur limite. Dans ce procédé, le processus d'usinage est répété jusqu'à ce que le contour effectif de la pièce coincide avec le contour de programme. En outre, dans ce procédé, les oscillations de l'outil et/ou de la pièce sont mesurées et sont comparées avec une grandeur de consigne, le résultat de la comparaison étant utilisé pour modifier les avances fournies par la régulation d'adaptation provenant du débit de copeaux, de telle sorte que la valeur de consigne de débit de copeaux subisse une modification dépendante du résultat de la comparaison. Une caractéristique de ce procédé réside en ce que l'une des valeurs de seuil mentionnées peut entre remplacée par une profondeur de pénétration prédéterminée de l?outil dans la nièce. Ce procédé présente L tinconvénlent que, pour éviter l'apparition de vibrations, il est nécessaire de régler ies avances extremement faibles, ce qui agit défavorablement sur les temps de travail. En outre, on connaît déjà un procédé pour la répartition automatique de la coupe sur des machines-outils à enlèvement de copeaux, avec système de régulation par dépassement de la charge, dans lequel une surcharge déclenche une diminution de l'avancement qui provoque, lorsque est atteinte une valeur limite inférieure, une réduction de la profondeur de coupe. Cette profondeur de coupe est réduite à une fraction de sa valeur par dépassement de grandeur admissible de la charge, et une fois terminée la réduction de profondeur de coupe, le dépassement de charge est assuré au moyen d'une augmentation de l'avancement.La linéarité existante entre la grandeur de réglage qui déclenche la réduction de profondeur de coupe et la profondeur de coupe elle-meme, agit de telle manière que l'usinage de l'épaisseur restante dans l'avant dernière et la dernière passe a lieu avec sensiblement la même profondeur de coupe. On évite ainsi que la dernière passe soit effectuée avec une profondeur de coupe extrêmement faible. Il en résulte un temps de travail minimal. Ce procédé présente l'inconvénient que la répartition optimale des coupe ne peut plus être entreprise Si la surcharge correspond totalement ou partiellement à des influences extérieures qui sont dans une dépendance non linéaire de la profondeur de coupe, telles que, par exemple, des vibrations. Cet inconvénient présente une grande importance du fait que l'on a constaté que, dans la plupart des cas d'usinage, la profondeur de coupe limite pour les vibrations est inférieure à la profondeur limite d'utilisation du débit maximal admissible d'enlèvement de copeaux. La présente invention a pour but d'augmenter la marge d'application du procédé de régulation d'adaptation avec une répartition optimale de la coupe. Elle concerne à cet effet un procédé de régulation avec adaptation de la coupe dans des machines-outils) en utilisant comme grandeur de régulation une première grandeur proportionnelle a' la force de coupe, à laquelle est affect tée une première valeur de consigne ainsi qu'une première valeur rebelles procédé dans lequel, lors dtun dépassement de la première valeur de consigne intervient une diminution de l'avancement, et dans lequel, lors de l'atteinte d'une valeur limite inférieure de l'avancement, intervient une diminution de la profondeur de coupe, par l'emploi dtune seconde grandeur de réglage, qui est en dépendance non linéaire de la profondeur de coupe et à laquelle est affectée une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle. L'invention s'étend à un procédé caractérisé en ce que, d'une part un dépassement de la seconde valeur de consigne par la seconde valeur réelle interrompt l'influence de la première valeur de consigne et à sa place est utilisée une valeur de consigne de remplacement, dont la grandeur représente une fraction de la première valeur réelle présente à l'instant de l'interruption, de sorte que la diminution de l'avancement est supprimée, et en ce que, d'autre part, l'utilisation de la valeur de consigne de remplacement est maintenue jusqu'à ce que, en raison de la diminution de profondeur de coupe, la seconde valeur de consigne soit à nouveau dépassée vers le bas, et jusqu'à ce que, simultanément, ou bien la première valeur réelle descende au-dessous de la valeur de consigne de remplacement, ou bien une vitesse de rotation prédéterminée de la pièce ou de l'outil soit atteinte. Montage électrique pour la mise en oeuvre du procédé, montage dans lequel est obtenue une répartition de la coupe telle qu'il ne se produise pas de reste de coupe, montage caractérisé en ce que a) une première installation de comparaison est raccordée, par une première entrée, à une première installation de mesure pour mesurer la première valeur réelle, et, par une seconde entrée, aux sorties d'un premier montage de porte et d'un second montage de porte, ainsi que, du c8té sortie, à travers un premier contacteur à valeur de seuil, à l'installation de commande de la machine-outil b) le premier montage de porte est raccordé, par son entrée, à une première source de valeur de consigne et le second montage de porte est raccordé, coté entrée, à la sortie d'une installation de mémoire ;; c) l'installation de mémoire est reliée, du côté entrée, à la sortie d'un troisième montage de porte, qui est raccordé, par son entrée, à travers un réducteur, à la première installation de mesure; d) une seconde installation de comparaison est raccordée, du côté entrée, à une seconde installation de mesure, pour mesurer la seconde valeur réelle, et en outre â une seconde source de valeur de consigne, et est raccordée, du côté sortie, à travers un second contacteur à valeur de seuil, à l'entrée d'une mémoire e) la mémoire est reliée, côté sortie, à l'installation de commande à l'entrée de commande du second montage de porte, et à l'entrée d'un négateur, dont la sortie est reliée aux entrées du premier montage de porte et du troisième montage de porte f) un premier montage de comptage à réglage préalable et un second montage de comptage à réglage préalable sont raccordés, chacun par son entrée de comptage, à la sortie d'un organe "ET" dont la première entrée est reliée à un générateur d'impulsions de vitesse de rotation de broche et dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la mémoire g) l'entrée d'effacement du premier montage de comptage est raccordée à la sortie du négateur et l'entrée d'effacement du second montage de comptage est reliée à la sortie d'un premier organe "OU", qui est relié, par des entrées séparées, d'une part, à la sortie du négateur et, d'autre part, à la sortie du premier contacteur à valeur de seuil ;; h) le premier montage de comptage et le second montage de comptage sont reliés du côté sortie, par des entrées séparées d'un second organe "OU", aux entrées dseffacement du montage de mémoire et de la mémoire. L'avantage de la solution conforme à l'invention réside en ce qu'avec elle il est possible de réaliser un procédé de régulation d'adaptation avec une répartition optimale de la coupe, même lorsque, au cours du processus d'usinage, se produit un glissement ou qu'il y a lieu de tenir compte d'autres grandeurs de réglage qui ne sont pas en dépendance linéaire de la profondeur de coupe. L'application du procédé de l'invention s'effectue de la manière suivante Lors de la régulation d'adaptation sur une machine-outil à enlèvement de copeaux, interviennent deux types différents de grandeurs de réglage. D'une part, il s'agit de la force de coupe ou d'un autre paramètre du processus de coupe, qui sont en dépendance de proportionnalité de la force de coupe. A cela s'ajoute le moment du couple d'enlèvement de copeau et la flexion de la broche de travail. Ces paramètres ont tous en commun d'être en dépendance linéaire de la profondeur de coupe. Le second type de grandeurs de régulation mentionnées sont, à la différence avec le premier type, dans une dépendance de non linéarité de la profondeur de coupe.et parmi elles, les vibrations qui résultent des influences réciproques de l'outil, de la pièce et de la machine et qui se manifestent dans des apparitions connues d'irrégularité de surface et dans les signaux binaires de valeurs limites dtun palpeur de mesure. La grandeur instantanée de la force de coupe est mesurée comme une première valeur réelle et est compa rée avec une première valeur de consigne correspondante. Il en est de même avec l'allure instantanée de l'amplitude d'oscillation comme seconde valeur réelle, à laquelle est affectée une seconde valeur de consignea.lt que la valeur réelle n'atteint pas la valeur de consigne qui lui est affectée, la régulation d'adaptation ne déclenche aucun processus de réglage. Dès que l'amplitude de vibration atteint une valeur de grandeur inadmissible, des processus de réglage sont déclenchés. Dans la grande majorité des cas, cela se produit à un instant auquel la valeur limite admissible de la force de coupe n'est pas atteinte. A partir de cet instant, la première valeur réelle, en plus de son utilisation proprement dite comme grandeur de mesure instantanée, est en supplément soumise à un partage prédéterminé et elle est introduite comme valeur de consigne de remplacement de la première valeur de consigne dans le processus de réglage. Etant donné que maintenant la première valeur réelle est supérieure a la valeur de consigne de remplacement, il se produit une réduction de la profondeur de coupe. Une diminution de l'avancement n'a cependant pas lieu. Le nombre des portions partielles produites et qui se déroulent avec sensiblement la meme profondeur de coupe est déterminée par le facteur de division utilisé lors du partage. Comme conséquence de la réduction de profondeur de coupe, l'amplitude de vibration diminue et la seconde valeur réelle revient à nouveau au-dessous de la seconde valeur de consigne. Il en résulte une condition nécessaire, mais non suffisante, pour l'interruption de la formation momentanée et de l'emploi de la valeur de consigne de remplacement. En réalité, cette interruption se produit seulement lorsque, en outre, la première valeur réelle est descendue au-dessous de la valeur de consigne de remplacement. De cette manière la diminution de profondeur de coupe cesse et le partage de coupe qui en résulte permet d'éviter les restes de coupe après les passes normales. Alternativement à cette condition l'utilisation de la valeur de consigne de remplacement cesse également lorsque, à partir du moment du début de l'utilisation de la valeur de consigne de remplacement, a été atteint un nombre prédéterminé de révolutions de l'outil ou de la pièce. De cette manière, il est assuré que, lors d'une grandeur admissible de l'amplitude de vibrations, il ne s'écoule pas un temps trop long jusqu'a la cessation de la diminution de profondeur de coupe, ce qui serait possible que dans le cas d'une première valeur réelle qui ne décroîtrait que lentement. La description cibaprès se rapporte à un exemple de réalisation du montage selon l'invention, avec référence au dessin ci-joint. Une machine-outil 1, avec son installation de commande 2, contient une première installation de mesure 3 et une seconde installation de mesure 4. Une première installation de comparaison 5 est pourvue de deux entrées, dont la première est raccordée à la première installation de mesure 3. La sortie de cette première installation de comparaison 5 est reliée, à travers un premier contacteur à valeur de seuil 7, à lwinstalla- tion de commande 2. Un premier montage de porte 8 est raccordé par son entrée à une première source de valeur de consigne 9.La sortie de ce montage de porte 8 est reliée a la seconde entrée de la Première installation de comparaison 5. Un second montage de porte 10 est raccordé; par son entras à la sortie d'une installation de mémoire 11 et sa sortie est également reliée à la seconde entrée de la première installation de comparaison 5 Un troisième montage de porte 12 est relié, du coté sortie, à l'entrée de l'installation de mémoire 1 et par son entrée, à la sortie daune installation de réduction 13 , dont l'entrée est reliée à la première installation de mesure 3. Une seconde installation de comparaison 14 est pourvue de deux entrées avec lesq:Le elle est raccordée d'une part, la seconde installation de mesure 4 et, d'autre jars, a une seconde source de valeur de consigne 15. D- coté sortie, la seconde installation de comparaison 14 est reliée, à travers un second contacteur à valeur de seuil 16, à l'entrée d'une mémoire 17.La sortie de la mémoire 17 est reliée à l'installation de commande 2 et à l'entrée de commande du second montage de porte 10, ainsi qu'en butre à l'entrée d'un négateur 18 et à la seconde entrée d'un organe 1,ET" 19 qui est raccordé, avec sa première entrée à un générateur d'impulsions de vitesse de rotation de broche 20. De la sortie de l'organe "ET" 19, une liaison va à l'entrée de comptage d'un premier montage de comptage 21 ou d'un second montage de comptage 22, qui sont tous les deux réglables au préalable. La sortie du négateur 18 est reliée avec l'entrée de commande du premier montage de porte 8 et du troisième montage de porte 12, avec l'entrée d'effacement du premier montage de comptage 21 et avec la première entrée d'un premier organe "OU" 23 dont la seconde entrée est en liaison avec la sortie du premier contacteur à valeur de seuil 7 et dont la sortie est conduite à l'entrée d'effacement du second montage de comptage 22. Le premier contacteur à valeur de seuil 7 est raccordé, du côté entrée, à la sortie de la première installation de comparaison 5.Du côté sortie, le premier montage de comptage 21 et le second montage de comptage 22 sont reliés aux entrées séparées d'un second organe -"oe", 24, dont la sortie est conduite aux entrées d'effacement du montage de mémoire 11 et de la mémoire 17. Le mode de fonctionnement du montage est le suivant : dans la première installation de comparaison 5 se produit une comparaison de la première valeur réelle, fournie par la première installation de mesure 3, avec la première valeur de consigne produite par la première source de valeur de consigne 9 transmise par l'intermédiaire du premier montage de porte 8. Si la première valeur réelle a atteint une grandeur inadmissible, l'installation de commande 2 est sollicitée, à travers le premier contacteur à valeur de seuil 7, par un signal. Il se produit ainsi la régulation d'adaptation qui agit, d'une manière connue, de telle manière que la première valeur réelle est abaissée à une grandeur admissible. Pendant ce processus, il existe, à la sortie de la mémoire 17 un signal "O", de sorte que le second montage de porte 10 est fermé. Simultanément, est produit, à la sortie du négateur 18, un signal L qui commute le premier montage de porte 8 et le troisième montage de porte 12 sur l'état passant. La première valeur réelle existante est réduite, par l'installation de réduction 13, à une fraction de sa grandeur momentanée et est fournie, avec cette grandeur réduite, à l'installation de mémoire 11. Le même signal "0' à la sortie de la mémoire 17 met à l'état de barrage un organe "ET" 19 pour les impulsions de comptage provenant du générateur d'impulsions de vitesse de rotation de broche 20 et, après l'inversion de signal produite dans le négateur 18, il maintient l'effacement du premier montage de comptage 21 et du second montage de comptage 22. Aussitôt que la seconde valeur réelle délivrée par la seconde installation de mesure 4 a dépassé la seconde valeur de consigne préditerminée par la seconde source de valeur de consigne 15S la seconde installation de comparaison 14 délivre, à travers le: second contacteur å valeur de seuil 16, un signal qui est reçu par la mémoire 17. Ainsi est produit, à la sortie de la mémoire 17, un signal l'Lt' qui commute le second montage de porte 10 sur l'état passant et qui est utilisé dans 1'installation de commande 2 pour verrouiller la diminution de l'avancement. Simultanément, le signal "O" qui existe alors à la sortie du négateur 18, ferme le premier montage de porte 8 et le troisième montage de porte 12. De cette manière, la première valeur réelle réduite qui est contenue au moment de la commutation de connexion dans l'installation de mémoire 11, est amenée, au lieu de la première valeur réelle, à l'installation de comparaison 8 sous la forme d'une valeur de consigne de remplacement. Simultanément, le signal "L" qui existe à la sortie de la mémoire 17S rend organe "ET" 19 passant et libère le processus d'effacement du premier montage de comptage 21. Le processus d'effacement du second montage de comptage 22 subsiste par contre, en raison du signal 'IL'' délivré par la première installatipn de comparaison 5. Le processus de comptage déclenché reste alors encore maintenu lorsque la seconde valeur réelle est descendue à nouveau au-dessous de la seconde valeur de consigne et que la seconde installation de comparaison 14 ne délivre plus aucun signal d'accumulation à la mémoire 17.Si cependant, dans ces conditions, la première valeur réelle descend au-dessous de la valeur de consigne de remplacement, la sortie de la première installation de comparaison 5 délivre un signal "0" et le second montage de comptage 22 est libéré par le processus de comptage. Une valeur de comptage réglée à l'avance dans le second montage de comptage est atteinte lorsque le dépassement vers le bas de la valeur de consigne de remplacement par la première valeur réelle se prolonge pendant une durée prévue, déterminée par la vitesse de rotation de l'outil ou de la pièce. Autrement, une valeur de comptage prédéterminée dans le premier montage de comptage 21 est atteinte aussitôt que s'est écoulé un nombre prévu de révolutions de la pièce ou de l'outil. Dans les deux cas, il se produit, à la sortie de celui des montages de comptage 21 ou 22 qui a terminé le premier le comptage, un signal "Lt8. Celui-ci est transmis, comme signal d'effacement, à travers le second organe "OU" 24, à lçinstallation de mémoire 11 et à la mémoire 17, de sorte que l'état initial est reconstitué. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E VEND ICAT IONS 1) Procédé pour une régulation d'adaptation avec répartition de la coupe d'usinages sur des machines-outils dtusinage par enlèvement de copeaux, dans lequel une grandeur proportionnelle à la force de coupe est utilisée comme une première grandeur de réglage, à laquelle est comparée une première valeur de consigne, une diminution de l'avance de l'outil étant déclenchée, lors du dépassement de cette valeur de consigne, et lorsque une valeur limite inférieure d'avancement est atteinte une diminution de la profondeur de coupe est déclenchée par emploi d'une seconde grandeur de réglage dépendant de façon non linéaire de la profondeur de coupe et à laquelle est associée une seconde valeur de consigne ainsi qu'une seconde valeur réelle, procédé caractérisé en ce que, dtune part, un dépassement de la seconde valeur de consigne par la seconde valeur réelle interrompt l'influence de la première valeur de consigne et, à sa place, est utilisée une valeur de consigne de remplacement, dont la grandeur représente une fraction de la première valeur réelle présente à l'instant de l'interruption, de sorte que la diminution de l'avancement est supprimée, et en ce que, d'autre part, l'utilisation de la valeur de consigne de remplacement est maintenue jusquçà ce que, en raison de la diminution de profondeur de coupe, la seconde valeur de consigne soit à nouveau dépassée vers le bas, et jusqu'à ce que, simultanément, ou bien la première valeur réelle descende audessous de la valeur de consigne de remplacement, ou bien une vitesse de rotation prédéterminée de la pièce ou de l'outil soit atteinte. 2) montage électrique pour la mise en oeuvre du procédé, montage dans lequel est obtenue une répartition de la coupe telle quQil ne se produise pas de reste de coupe, montage caractérisé en ce que une première installation de comparaison est raccordée, par une première entréee à une première installation de mesure pour mesurer la première valeur réelle, et, par une seconde entrée: aux sorties d'un premier montage de porte et unun second montage de porte ainsi que, du côté sortie, > tra--ers un premier contacteur r;;. valeur de seuil, a' lvinstallation de commande de la macliinewoutil 5 le premier montage de porte est raccordé, par son entrée, à une première source de valeur de consigne et le second montage de porte est raccordé, côté entrée, à la sortie d'une installation de mémoire c) l'installation de mémoire est reliée, du côté entrée, à la sortie d'un troisième montage de porte, qui est raccordé, par son entrée, à travers un réducteur, à la première installation de mesure ;; d) une seconde installation de comparaison est raccordée, du côté entrée, à une seconde installation de mesure, pour mesurer la seconde valeur réelle, et en outre à une seconde source de valeur de consigne, et est raccordée, du -côté sortie, à travers un second contacteur à valeur de seuil, à l'entrée d'une mémoire ;; e) la mémoire est reliée, côté sortie, à l'installation de commande à l'entrée de commande du second montage de porte, et à l'entrée d'un négateur, dont la sortie est reliée aux entrées du premier montage de porte et du troisième montage de porte f) un premier montage de comptage à réglage préalable et un second montage de comptage à réglage préalable sont raccordés, chacun par son entrée de comptage, â la sortie d'un organe "ET" dont la première entrée est reliée à un générateur d'impulsions de vitesse de rotation de broche et dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la mémoire g) l'entrée d'effacement du premier montage de comptage est raccordée à la sortie du négateur et l'entrée d'effacement du second montage de comptage est reliée à la sortie d'un premier organe "OU", qui est relié, par des entrées séparées, d'une part, à la sortie du négateur et, d'autre part, à la sortie du premier contacteur à valeur de seuil e h) le premier montage de comptage et le second montage de comptage sont reliés du côté sortie, par des entrées séparées d'un second organe "OU", aux entrées d'effacement du montage de mémoire et de la mémoire.