Brevet FR2545953A1 — publié le 19841116

"Procédé et dispositif piur simuler l'usinage d'un ou- vrage au moyen d'un outil" La présente invention concerne un procédé pour simuler l'usinage d'un ouvrage à l'aide d'au moins un outil pour diminuer le volume de l'ouvrage par cet usinage, l'ouvrage, les moyens de serrage et l'outil étant visualisés sur un écran aussi bien avant que pendant des stades distincts de l'usinage simulé, l'outil parcourant des pistes d'entraînement associées et le volume de l'ouvrage étant retenu dynamiquement Un tel procédé est décrit dans l'article "Computer verification of machine control data" par L O Ward, dans Pioneering in Technology, Proceedings of the 17th NC-Society Annual Meeting and Technical Conference, 27-30 avril 1980, Hartford (CONN), USA, pages 229 à 320, et notamment page 303, ligne 23 à page 304 ligne 45 L'utilisation d'écrans, par exemple équipés de tubes à rayons cathodiques, est intéressante, par exemple par le fait que la simulation n'a aucun effet irréversible Le procédé connu forme, à l'aide d'une capacité de calcul importante, un modèle dit tridimensionnel (solid model) de la situation de travail D'une part, ceci donne à l'opérateur une image très claire des évènements, d'autre part, il est extrêmement ccmpliqué et donc onéreux L'invention a pour but de former à l'aide de moyens limités, une visualisation de l'ouvrage et de sonenviramemernt etde signaler à l'aide d'une capa- cité de calcul limitée, des collisions indésirables Ce but est réalisé par le fait que l'invention est caractérisée en ce qu'au début de la simulation, une image de l'ouvrage, de l'outil et des moyens de serrage projetée sur un plan de coupe bidimrensionnel est formée sous forme d'un ensemble de points d'image présentant les valeurs respectives de "point d'ouvrage", "point de serrage", "point de travail d'outil" et "autre point"; et, lors du parcours dans l'image, de pistes d'entraînement préprogrammees de l'outil à des vitesses préprogrammées dans un domaine de valeurs qui comprend au moins une valeur haute (rapid/Eilgang) et au moins une valeur basse (cutting/Vorschub), dans le cas de la coïincidence d'un "point de travail d'outil" et d'un quelconque "point d'ouvrage" en vigueur pour une valeur de vitesse actuelle élevée de l'outil, ainsi que lors d'une coïncidence d'un "point de travail d'outil" et d'un quel- conque "point de serrage" pour une quelconque valeur de vitesse de l'outil, une collision est signalée et la simulation et interrompue. Pendant la simulation, seule la piste de l'outil doit être protégée pour à la fois déterminer la diminution de volume de l'ouvrage et signaler des collisions indésirables Il ne faut dans ce cas aucun accès dynamique aux données qui décrivent la situation a un niveau plus élevé L'image de l'ouvrage et de sa situation d'usinage ne doit pas être déplacée dans cet agencement simple Ce résultat simplifié est obtenu notamment par le fait que la projection est déterminée d'abord. L'invention peut être utilisée principalement, mais pas exclusivement, pour des usinages avec enlèvement de copeaux Des usinages avec enlèvement de copeaux et sans enlèvement de copeaux peuvent aussi être exéecutés par divers outiléprations sur une même machine-outil Les diverses indications par point d'image peuvent être réalisées de plusieurs manières, par exemple par des couleurs simples, des couleurs mélangées, un hachurage ou une attribution de motif spécifique, une intensité, par exemple par attribution de différents caractères alphanumériques, une visualisation dépendant du temps présentant un temps de variation ou cycle qui est plus court ou plus long que le temps de réponse de la perception humaine, etc. L'introduction de l'ouvrage est le plus souvent réalisée sous forme d'une série de mesures, de sorte que la projection est, par exemple, un polygone Elle peut aussi être réalisée par un cycle de côtés ou de commets d'angles Le remplissage d'un polygone au moyen de points d'image colorés est décrit, par exemple, dans la demande de brevet fraçais N 84 O 382 du 9/-3/4 au nom db la Demanderesse qui est citée ici à titre de référence Les pistes d'entrainement peuvent être parcourues à une vitesse "petite" ou d'avance qui est prévue pour les pas d'usinage proprement dits De plus, une "grande" vitesse est habituelle pour le positionnement de l'outil à partir d'une position d'usinage ou vers celle-ci Ni la "petite vitesse", ni la "grande vitesse", ne doivent être monovalentes Dans le cas d'une "grande vitesse", l'ouvrage ne peut pas être touché Par le fait que les indications sont prédéterminées par point d'image, ceci est très simple à contrôler Le volume de l'ouvrage peut être projeté sur différents plans Dans le cas d'un tour, il s'agira en règle générale d'un plan passant par l'axe de rotation Dans le cas d'une fraiseuse à taille de tête, on peut utiliser une série de trois plans de projection orthogonaux (un plan est alors une vue prise à partir du dispositif de fraisage) Dans d'autres cas, d'autres nombres de plans de projection seront utilisés; chaque plan de projection est visualisé sur un domaine propre du dit écran Un point de volume d'un outil peut être un "point de travail" ou un "autre point" Un point de travail est un point qui, par attaque directe de l'ouvrage, assure (contribue à) la dite diminution de volume. En règle générale, un point de travail fait partie d'une ligne droite ou courbe de points de travail La définition d'une vitesse actuelle trop élevée est donnée par rapport à une vitesse normalisée qui est fixée de manière spécifique pour la machine-outil, l'étape d'usinage, etc en question Elle peut aussi dépendre de la matière de l'ouvrage. Les moyens de serrage peuvent être de natures différentes: dans le cas d'un tour, le serrage est réalisé par un plateau à griffes, un support et des éléments analogues Dans le cas d'une fraise, on dispose d'une table L'outil ne peut jamais entrer en contact avec le dispositif de serrage D'une manière correspondante, il n'est pas non plus admis que des points de volume de l'outil qui ne sont pas des points de travail touchent à l'ouvrage à une quel- conque vitesse d'entraînement Ceci est le plus souvent garanti automatiquement par la syntaxe du programme d'usinage Par exemple: dans le cas d'une vitesse d'entraînement lente, une mèche ne peut être entrainée que le long de son axe. Il est avantageux de visualiser un volume d'outil par une indication exclusive Ceci visualise mieux l'usinage et facilite parfois la reprograwmation L'indication peut-être de natures diverses, par exemple un contour ferme, un contour ouvert, une couleur de point d'image distincte pour tous les points de volume. Il est avantageux que les "points d'ouvrage" soient bivalents et présentent les valeurs respectives "point d'ouvrage à enlever" et "point d'ouvrage à conserver", ce dernier servant de "point de serrage" Cecidonne une image visuelle claire et peut faciliter la reprograniation dans le cas d'erreurs D'autre part, la partie de l'ouvrage déjà usinée avec enlèvement de copeaux peut recevoir une indication qui lui est propre. L'invention concerne également un dispositif pour exécuter le procédé Les autres revendications définissent des aspects avantageux. Il est avantageux qu'il y ait de l'information supplé- mentaire à visualiser parce qu'ainsi il est possible de superposer, par exemple, des axes, des lignes de code et des caractères alphanumériques sur les informations intérieur/non intérieur proprement dites sans que cette information supplémentaire soit influencée par la diminution de volume. Lorsque l'invention est utilisée directement sur la machine à usiner ellemême, les étapes d'usinage par l'outil peuvent être contrôlées d'avance, ce qui permet d'éviter des détériorations imprévisibles de l'outil ou de l'ouvrage ou d'autres éléments de la machine, et ce bien avant que les détériorations se produisent. Le démarrage peut alors être réalisé par la présentation d'une nouvelle information de piste d'entraînement. Courte description des figures. L'invention sera expliquée ci-après avec référence à quel- ques figures Le déroulement général des opérations est décrit d'abord, puis l'organisation de la visualisation et finalement un dispositif à utiliser à cet effet. La Fig 1 est une esquisse d'un tour; la Fig 2 illustre un exemple de programme de pistes d'entraînement; la Fig 3 illustre une visualisation pour un tour; la Fig 4 illustre une visualisation pour une fraiseuse; la Fig 5 illustre l'organisation d'une image au niveau information; la Fig 6 est un schéma synoptique d'un dispositif conforme à l'invention; la Fig 7 illustre un exemple de réalisation de la carte de traitement de l'image, et les Fig 8 a et 8 b sont deux diagrammes pour la détection d'une position inadmissible de l'outil. Déroulement général des opérations Un exemple du déroulement général des opérations lors de l'utilisation d'un procédé et respectivement d'un dispositif conformes à l'invention sera décrit ci-après avec référence à un tour Ce tour est esquissé sur la Fig 1 L'élément 20 est le châssis ou support Ce châssis contient divers mécanismes d'entraine- ment L'élément 22 est le plateau à griffes, ou mandrin, pouvant être entrainé en rotation au moyen d'une broche d'entrainement qui peut être entraînée à diverses vitesses de rotation L'élément 24 est la contre-poupée pourvue d'un dispositif de centrage. L'él&ment 26 est l'ouvrage qui, dans ce cas, est représenté comme étant un cylindre L'ouvrage est serré dans le plateau à griffes et peut donc tourner autour de son axe et il est éventuellement aussi centré par le dispositif de centrage: L'élément 28 est le chariot qui est pourvu d'un dispositif destiné à recevoir un ou plusieurs outils, tels que des ciseaux Le chariot est pourvu de divers mécanismes d'entraînement grâce auxquels l'outil peut être entrainé par rapport à l'ouvrage au moins dans des directions axiales et radiales sous une commande mécanique Le plus souvent, le chariot peut tourner autour d'un axe vertical et plusieurs possibilités sont courantes Des outils peuvent aussi être serrés d'autres manières, par exemple le dispositif de centrage peut être pourvu d'une miche destinée à réaliser un trou centré axialement. L'élément 30 ccpmrend le dispositif de commande numérique et est pourvu d'un processeur, d'une mémoire vive, d'un clavier de touches, d'un élément de visualisation vidéo, d'autres moyens d'entrée/sortie vers le monde extérieur et de trajets de cnmnanication adéquats entre les divers éléments Un tour de ce type peut être commandé de diverses manières En premier lieu, lorsque l'ouvrage est serré en place, les tâches à réaliser peuvent être introduites les unes à la suite des autres par l'intermédiaire du clavier de touches. On dispose dans ce cas, comme expliqué plus en détail plus loin, d'une capacité de traitement de données permettant de contrôler l'exécution correcte des tâches On constate ainsi des erreurs qui endaomageraient l'ouvrage, l'outil ou même 1 'ensemble de la machine-outil par le fait que l'exécution de la tâche entraînerait un positionnement inadmissible de l'outil On peut effectuer un contrôle pour détecter de telles erreurs invdiatement avant la phase d'entraînement proprement dite, un signal étant alors émis lorsque le pas d'entraînement en question est inadmissible et son exécution étant alors bloquée Eventuellement, un dispositif spécial peut être prévu pour permettre au préposé d'intervenir pour annuler ce blocage, le signal "inadmissible" étant alors également interrompu et le pas d'entraînement pouvant malgré tout être exécuté Le signal "inadmissible" peut aussi être polyvalent. En deuxieme lieu, les tâches peuvent être stockées de maniêre continue en série sous la forme d'un progranmme dans une mémoire de fond, par exemple une bande perforée ou une mémoire magnétique a disque/bande, en vue d'être appelées après serrage de l'ouvrageo Les tâches sont alors exécutées dans l'ordre, la tâche suivante démarrant après l'exécution de la précédente dans sa totalité Les erreurs peuvent être constatées pendant l'exécution de la tâche, mais imédiatement avant que cette erreur se produise. Les erreurs peuvent aussi être constatées avant le début du pas d'exécution proprement dit, par exemple par le fait que lors de i'exécution un pas d'usinage actuel ou d'entrainement, le pas suivant est déjà extrait de la mémoire de fond et est vérifié avant d'être exécutoé Il est aussi possible dans le cas de la présence du programme d'usinage dans une mémoire de fond, que lors du déroulement des pas du programme l'usinage proprement dit ne soit que simulé La partie d'usinage proprement dite du dispositif peut dans ce cas même être absente de sorte qu'en fait on travaille de fanon non locale Dans le dernier cas, on peut entamer directe- ment le contrôle d'un pas d'usinage apres que le pas précédent ait été contrôlé; il ne faut pas attendre l'exécution de l'entraînement lui-même Pour le contrôle du programme en vue de détecter des erreurs syntaxiques, il ne faut pas exécuter la simulation qui est toutefois nécessaire pour les erreurs (éventuellement) géné- ratrices de dommages mentionnées plus haut. La Fig 2 illustre un programme simple de pistes d'entrane- ment La première colonne donne des numéros de lignes qui ne - concernent pas le déroulement du programme La deuxiême colonne donne une identification du pas de programme en question La troisième colonne donne le contenu du pas de programme La quatrième colonne donne un conmentaire Dans la deuxième colonne, N 9000 identifie le prograimme Les lignes suivantes représentent les identifications N 10 qui augmentent chaque fois de 10 unités. Dans la troisième colonne, F 100 indique la vitesse d'avance du couteau à effectuer dans le sens axial Cette vitesse peut donc être reprogrammée chaque fois Ceci est aussi valable pour d'autres vitesses d'avance, mais cela n'est pas nécessaire ici L'identifi- cation GO indique une vitesse d'entraînement élevée fixe et préprogrammée du couteau L'indication G 1 donne à la vitesse d'avance telle que programmée plus haut Tl indique la sélection de l'outil 5100 indique la vitesse de rotation du plateau à griffes à réaliser M 3 indique que la broche du plateau à griffes doit tourner, et ce vers la gauche (M 4 signifie vers la droite et M 5 signifie arrêt) Il est bien connu d'équiper un tour d'outils permutables, par exemple au moyen d'une tête révolver Les indica- tions X, Z donnent respectivement la position radiale et la position axiale On suppose qu'un ouvrage cylindrique est serré en place, avec une coordonnée dans le plan de la tête Z= 150 La coordonnée de l'enveloppe du cylindre est X= 150 Sur la ligne 2, le chariot se déplace vers la position de permutation des outils Sur la ligne 3, l'outil est échangé Sur la ligne 4, le chariot se déplace vers un point situé juste devant la première position d'usinage: distance Z=augmentée de 1 unité Sur la ligne 5, le diamètre est usiné avec une différence de rayon de 1 Sur la ligne 6, le couteau est retiré avec une différence X de 2 Après retour à la ligne 7 et réajustement du diamntre, sur la ligne 9, le diamètre est à nouveau usiné avec une différence de rayon de 1 Il convient de noter également que le node d'entraînement actuel GO, Gi persiste toujours jusqu'à l'indication du premier mode d'entraînement suivant L'indication M 30 signale que le programme est terminé. Des erreurs apparaissent lorsque, par exemple, l'indication Z 150 est donnée sur la ligne 7, tandis que l'indication G 1 X 148 n'est pas donnée sur la ligne 8, mais que le mode d'entraînement GO reste en vigueur La simulation signale alors une collision et une interruption se présente Une autre erreur apparaît, par exemple, lorsqu'une trop grande quantité de matière serait enlevée, par exemple si sur la ligne 9, une indication X 146 est donnée: la signalisation d'erreur proprement dite n'intervient alors que lors du contrôle de la tâche sur la ligne 9. L'organisation de la visualisation La Fig 3 illustre un exemple d'une visualisation par points pour un tour Le milieu de visualisation est ici un tube de télévision, mais n'y est pas limité Le cadre est indiqué par le chiffre 40 Le bloc 57 comporte un certain nombre d'indications alphanumériques qui sont superposées à la visualisation point par point En 42/44 sont indiqués les modes respectifs, à savoir le mode d'entraînement lent CUT, et le mode d'entraînement rapide RAP. Des vitesses d'entrainement différentes sont, bien entendu, possibles et la discrimination entre les deux modes peut aussi être réglable Une petite flèche indique que le mode d'entraîne- ment actuel est le mode rapide (GO) Au niveau de l'indication 46 est prévue une place pour l'identification du programme actuel (pour la Fig 2, N 9000) Au niveau de l'indiéation 48 est prévue une place pour le numéro de bloc ou de ligne (pour la Fig 2, la série N 10, 20) de l'opération actuelle Au niveau de l'indication 50 est prévue une place pour le numéro de l'outil (Tl pour la Fig 2) Au niveau de l'indication 52 est prévue une place pour d'autres informations concernant, par exemple, le mode G ou le mode M. Le reste de l'image est disponible pour la visualisation par points de l'ouvrage avec ses annexes Le fond ("air") est, par exemple, de couleur sombre (noire) En 56, la forme du volume complet du ciseau utilisé est visualisée Des hachures indiquent que ce volume est d'une première couleur Dans une réalisation simple, seul le "nez" du ciseau est indiqué, par exemple par une petite flèche ou une autre information de curseur En 58, la forme du volume complet de la matière de départ est indiquée La partie à éliminer a une couleur particulière De préférence 62 indique la forme du volume complet du dispositif de serrage (plateau à griffes), pour ce qui concerne l'intérieur du cadre 40 Celle-ci a une couleur de points d'image particulière La référence 64 indique l'axe de symétrie. Les indications de points d'image distinctes sont donc: air, partie d'ouvrage à enlever en copeaux, partie d'ouvrage à conserver, plateau à griffes, indications supplémentaires et couteau. Ces indications peuvent être rendues par trois bits Dans certains cas, on choisit un plus grand nombre de bits si cela permet de simplifier le décodage Lorsque, dans la visualisation esquissée, le premier pas de déplacement du ciseau est dirigé vers la gauche dans le cas d'une vitesse d'entraînement peu élevée, une enveloppe de cylindre est enlevée Les points d'image en question sont alors adressés successivement et l'information de points d'image est transformée en celle "d'air" (Il est a noter que dans le cas du fraisage, voir Fig 4, plusieurs possibilités de résultat existent). Lorsqu'un point d'image est adressé dans la partie 58, une erreur est signalée et la simulation ou l'entraînement est arrêté Il en va de même pour un point d'image dans la partie 62 Pour l'ouvrage représenté, divers outils sont nécessaires, notamment au moins un outil de tournage extérieur, une mèche, un outil de tournage intérieur et un ébauchoir pour l'aménagement de la gorge circulaire Pendant l'usinage, les indications supplémen- taires en 50, ainsi que l'indication représentée de l'axe de symétrie peuvent rester intactes Dans l'organisation représentée plus loin, ces indications sont, par exemple, stockées dans un plan de bits séparé Avant le début de l'usinage, les domaines 58, 60 sont "intérieurs" à l'ouvrage Les autres domaines sont "non intérieurs" à l'ouvrage A la fin de l'usinage, seul le domaine 58 est encore "intérieur" à l'ouvrage Il est possible de travailler avec un plus grand nombre d'indications de points d'image diffé- rentes, par exemple pour des parties qui doivent subir un usinage plus fin, tel qu'un repassage au tour, ou pour des contours. La Fig 4 illustre un exemple d'une visualisation par points d'image pour une fraiseuse L'ouvrage est illustré en plan en 68: il s'agit d'une plaque dans laquelle divers évidements doivent être ménagés à l'aide d'une fraise en bout La vue ou la coupe d'un côté est représentée en 70 en celle de l'autre côté est représentée en 72 Ces conventions de projection sont courantes. En 76 est représentée la visualisation axiale de la fraise, en 78, celle qui est associée à la visualisation 72 et en 80, celle qui est associée à la visualisation 70 Dans la position visua- lisée, le plan de tête de la fraise est disposé contre le plan qui comporte le plan supérieur de l'ouvrage Grâce à la visualisa- tion représentée en trois projections, chaque mouvement distinct de l'outil peut être rendu visible L'ensemble de l'image est entouré par l'encadrement 66 L'image est subdivisée en divers sous-cadres (fenêtres) destinés chacun à une projection associée. Dans la réalisation indiquée, la représentation de l'outil peut se trouver n'importe ou à l'intérieur du cadre 66 Il est possible qu'un sous- cadre ne comporte qu'une partie de la projection associée de l'ouvrage Dans ce cas, une partie correspondante de l'information stockée dans une mémoire peut aussi être visualisée dans ce sous-cadre, tandis que le sous- cadre peut être repositionné dans la mémoire Il est parfois aussi utile de pouvoir modifier l'échelle de visualisation L'une des possibilités est, en fonction du facteur d'échelle, de remettre les renseignements stockés dans la mnémoire de visualisation à jour au départ d'une description rmathématique de l'ouvrage, du serrage et de l'outil L'information supplémentaire (aire 52 sur la Fig 3) n'est pas influencée par l'organisation des sous-cadres. La Fig 5 illustre l'organisation d'une image au niveau de l'information L'échelle de l'image peut être quelconque Un élément d'image peut correspondre à un élément spatial déterminé du volume de l'ouvrage ou des autres accessoires Une mâmoire d'image peut, par exemple, convenir pour 1024 x 1024 éléments d'image avec 4 bits par élément d'image L adressage est alors choisi d'une manière adéquate, par exemple par le fait que des éléments d Lage présentant des valeurs de coordonnées Z successives (Fig 2) possèdent également des adresses successives, tandis que la der- nière adresse d'une ligne d'éléments d'image est directement suivie de la première adresse de la ligne suivante La figure montre quatre plans de bits, c'està-dire que les bits d'un élément d'image sont toujours stockés dans un ordre correspondant dans les positions de bits de l'adresse de mnmoire associée Le contenu de l'emplacement de méroire est indiqué symboliquement en "ADDR". La technologie de la mn-oire d'image/de plan réalisée de préférence sous la forme d'une ménoire à semi-conducteur à circuit intégré n'est pour le reste pas critique Pour une visualisation sur un format de télévision classique, les nombres d'éléments d'image sur une section horizontale et sur une section verticale de l'image se trouvent dans un rapport de 4:3. L'information peut, à présent, être organisée de la manière suivante Le plan de bits O donne une figure dynamiquement adaptable de la matière à éliminer Lorsqu'un élément de volume élémentaire se transforme en "air" par suite de l'usinage de "matière", l'information de l'élément d'image associé est remise à jour. Le plan de bits 1 donne une visualisation par éléments d'image du modèle actif (outil) dans ce cas-ci un ciseau Dans le cas d'un déplacement de ce ciseau, le modèle est remis à jour de la manière suivante Le programme comporte une description du ciseau, l'information y contenue indiquant: a) un dessin délinéé du ciseau, par exemple un rectangle ou un contour délinée. b) les éléments d'aimge à visualiser en tant "qu' éléments de ciseau", avec leur position relative par rapport à une position de référence du ciseau, par exemple sous la forme d'un certain nombre de vecteurs Lors de la visualisation initiale, cette description est convertie en un ensemble d'éléments d'image à visualiser comme éléments de ciseau Le plan de bits 2 comporte de l'information "protégée"; dans cet exemple, cette information se présente sous trois formes: a) de l'information supplémentaire (Fig 3, aire 52); b) des lignes de contour du plateau à griffes, de la matière à conserver, ou du domaine circonscrit par ces lignes de contour; c) un axe, des lignes de mesure, etc. Cette information ne peut pas être modifiée lors de l'exécution de l'usinage/simulation La détection d'une position d'entraînement inadmissible de l'outil peut s'effectuer de la manière suivante dans le cadre d'un matériel (hardware) élémentaire. On dispose d'un circuit logique constitué de circuits-portes combinatoires Lors de la lecture pour la visualisation, les bits de données d'un point d'image sont présentés parallèlement Un " 1 " logique indique un point de volume de la catégorie en question, un " O " logique indique l'absence d'un tel point de volume Dans un premier circuit-porte ET, l'information du serrage est combinée avec l'information de l'outil Dans un deuxième circuit-porte ET logique, l'information de l'ouvrage est groupée avec l'information de l'outil et avec un " 1 " logique qui indique qu'un mnde d'entraîne- ment rapide est mis en oeuvre Les sorties des deux circuits- portes ET logiques sont rassemblées dans un circuit-porte logique OU Lorsque ce dernier donne un " 1 ", une position d'entraînement inadmissible est simulée ou réalisée. Description plus détaillée du dispositif La Fig 6 est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention L'élément 100 est la machine-outil proprement dite La connexion 102 symbolise un certain nombre de connexions pour des détecteurs, donnant des positions de l'outil et/ou de l'ouvrage et respectivement des vitesses d'entraînement de l'outil et/ou du l'ouvrage Dans une réalisation déterminée, il s'agit de signaux à impulsions, chaque impulsion correspondant à un incrément de position L'accumulation des incréments de position fournit alors la position et la détermination du nombre d'incréments de position dans un temps standard donne alors une mesure de la vitesse d'entraînement. La connexion 104 symbolise un certain nombre de connexions pour des signaux de sortie analogiques de servo-amplificateur et de l'élément 106 grâce auxquels la machine-outil peut être mise en oeuvre selon plusieurs modes de conduite, par exemple pour un tour: arrêt de la broche d'entraînement. rotation de la broche d'entraînement (à des régimes différents). avance axiale positive (à des vitesses différentes). avance axiale négative (à des vitesses différentes). idem pour l'avance radiale. marche rapide axiale positive/négative. idem pour la marche radiale. permutation d'outils, par exemple au moyen d'une tourelle révolver. Il est clair que ces modes de conduite ne sont pas tous mutuellement exclusifs Ainsi, par exemple, la broche d'entraîne- ment peut tourner sans interruption tandis que les autres modes de conduite alternent Deux entraînements de marche rapide peuvent aussi se produire simultanément Pendant l'avance, lors du tournage, la broche d'entraînement doit continuer à tourner. La machine 100 proprement dite comporte, en outre, des convertis- seurs pour dériver, à partir d'un signal de servocommande, les signaux de force motrice pour la fourniture de la puissance et des convertisseurs qui dérivent des impulsions à partir des mouvements Le bus 108 est formé d'un certain nombre de lignes parallèles pour des données, des signaux de connande et des tensions/courants d'alimentation L'élément 106 est l'élément d'adaptation vers le bus 108 Cet élément d'adaptation comnporte des convertisseurs numériques analogiques et des servoamplifica- teurs à réaction pour former à partir d'un signal numérique reçu, un signal de commande analogique pour la machine 100 De plus, un dispositif est prévu pour transformer les données du système de mesure en des signaux de données numériques pour le bus 108. Deux unités d'adaptation sont indiquées pour symbolier qu'elles peuvent être sollicitées par n'importe quelle fréquence et dans n'importe quel ordre L'élément 110 est une unité de traitement centrale, par exemple un microprocesseur du type INTEL 8088. Ce microprocesseur est pourvu localement d'un appareil périphérique 112 qui comporte un support d'information externe, par exemple une bande magnétique ou une bande perforée La connexion propre- ment dite s'effectue, par exemple, selon le protocole V 24 norma- lisé L'unité centrale de traitement commande le déroulement du prograrme de traitement, ou le déroulement de la simulation du programmane de traitement (dans le dernier cas éventuellement lorsque les éléments 110/118 ne sont pas présents) L'unité centrale de traitement 110 fonctionne comme maitre du bus et fournit des signaux d'activation et d'interrogation aux autres éléments du circuit. L'élément 112 est le module d'avance Ce module est connecté à la borne de secteur et pourvoit les autres éléments de courant d'alimentation De plus, il peut, dans le cas d'un état de sous-tension du secteur, signaler une situation "pas en ordre", ce qui provoque la suspension de toutes les opérations. L'élément 114 est une unité de diagnostic Cette unité reçoit des signaux de commande ou de pilotage des éléments d'adaptation 106, ainsi que des signaux des éléments 116 et 118. L'unité de diagnostic contrôle, en service, les éléments 106, 116 au sujet de la fourniture de combinaisons de signaux inadmissibles. Lorsque la machine est arrêtée, l'unité de diagnostic peut être utilisée pour des essais, à savoir pour la stimulation et le contrôle d'éléments qui y sont couplés L'élément 116 est un module d'entrée/sortie destiné à échanger des signaux numériques directement avec le processeur Les signaux de sortie se rapportent à des signaux de commande numériques pour des relais et des fonctions discrètes de la machine 100 et éventuellement des signaux de coimande pour la connexion d'une imprimante Les signaux d'entrée provenant de la machine concernent différentes signalisations discrètes telles que des signaux OK L'élément 118 est une unité d'adaptation entre l'élément 116 et la machine et comporte, par exemple, des convertisseurs électromêcaniques et des éléments de signalisation discrets. L'élément 120 est un nodule de connexion pour une unité vidéo Cette unité vidéo comporte, entre autres, une mémoire de caractères qui offre de la place à plusieurs codes de carac- tère reçus par l'intermédiaire du bus 108, un générateur de caractères pour convertir ces codes de manière synchrone avec l'analyse de l'image en bits de caractère et un étage mélangeur. Ainsi, par exemple, une information de progranmme peut être appliquée par l'intermédiaire de l'étage mélangeur au moniteur vidéo 122, par exemple d'un type classique L'unité vidéo 122 est couplée à un clavier de touches 124 et ces deux unités forment le poste de travail proprement dit Le clavier de touches peut être utilisé pour lancer des ordres, d'une manière corres- pondant aux ordres qui sont indiqués sur la Fig 2, ou pour, après une interruption, entamer une poursuite de l'usinage ou une simulation d'un usinage L'élément 126 est la carte dite de traitement d'image qui sera décrite plus loin Cette carte est aussi connectée à une entrée du dit étage du mélangeur, de sorte que les bits de vidéo peuvent être fournis par le module de connexion. Description de la carte de traitement d'iage La Fig 7 illustre un exemple de réalisation pour la carte de traitement d'image L'élément central est le bus de traitement d'image cmportant une partie de données 132 de 8 bits de largeur, une partie d'adresse 134 de 20 bits de largeur et une partie de commrande 136. Sur le bus de traitement d'image sont, en outre, connectés (non représentés) un (deuxième) microprocesseur du type INTEL 8088 et une mémaire de travail/programme Le microprocesseur fonctionne par rapport à l'unité de traitement centrale 110 (Fig 6) corme un processeur asservi et ne peut accéder au bus 108 qu'à l'initia- tive de l'unité de traitement centrale Dans une réalisation simple, la mémoire a une capacité de mémoire morte programmable (PROM) de 64 kbytes plus une capacité de mémoire vive de 128 kbytes à accès aléatoire (RAM) En augmentant, par exemple en doublant, ces deux capacités, on peut accroltre le domaine d'application du système De plus, le dessin ne montre pas non plus un circuit- porte de conmmunication à trois états fonctionnant de manière bidirectionnelle qui est couplé entre le bas de système 108 et le bas de traitement d'image 132, 134 et 136 En ce qui concerne la signification des diverses lignes du bus de ccmmande 136, on peut se référer à la documentation de fabricant du microprocesseur INTEL 8088 Le circuit-porte de conmmunication peut interconnecter le bus de traitement d'image et le bus central 108, de sorte que l'unité centrale de traitement peut activer aussi par l'inter- médiaire du bus de traitement d'image, les éléments qui y sont connectés Le circuit-porte de communication peut aussi séparer les deux bus. L' élément 130 est un décodeur qui est connecté à la partie de commande et à la partie d'adresse du bus de traitement d'image afin de former un certain nombre de signaux de sélection CS pour divers sous-systèmes L'élément 138 est un registre de commande qui est connecté à la partie de données du bus de traitement d'image pour stocker un mot de comaiande (émis sous la forme de données) pour d'autres éléments du circuit Ce registre est chargé par un signal de sélection correspondant provenant du codeur 130. Un registre d'adresses X 140 pour 9 bits est, en outre, connecté au lbus de données de la carte de traitement d'image et est rempli au moyen de signaux de sélection respectifs dans deux cycles de données Comme indiqué, une première sortie de ce registre a une largeur de 6 bits Un registre d'addresses Y 142 pour 8 bits est également connecté au bus de données de la carte de traitement d'image et est rempli sous la commande d'un signal de sélection correspondant Un compteur d'analyse 144 d'une capacité de comptage de 14 bits est, en outre, prévu sur la carte de traitement d'image Les sorties des éléments 140, 142, 144 sont connectées à un multiplexeur 146 comportant 28 entrées de bits et 7 sorties de bits L'information de points d'image est stockée dans les mémoires vidéo A ( 148) et B ( 150) Dans cet exemple de réalisation, l'organisation de l'image est de 340 élé- oents d'image en largeur x 256 éléments d'image en hauteur Deux plans de bits, chacun d'une capacité atteignant largement kbytes, sont prévus Chaque plan de bits est organisé en bytes, de sorte que chaque adressage fournit une information de sortie en bytes qui se rapporte à huit éléments d'image successifs L'application d'une adresse de 14 bits est ainsi suffisante pour un adressage complet des mémoires vidéo Le cycle de mémoire est divisé en quatre parties Dans une première partie a lieu la lecture d'une première émeoire vidéo ou d'un premier plan de bits et un byte de données apparait sur une des sorties 152/154 en vue d'être stocké dans un des registres à décalage /162 La mnme chose se produit dans une deuxième partie du cycle de mémoire en ce qui concerne la deuxième mxmoire vidéo ou le deuxième plan de bits et le registre à décalage associé. L'information pour huit éléments d'image est ainsi disponible pour la visualisation Une troisième partie du cycle de mémoire est disponible pour les opérations de régénération (refresh) standards de ces mémoires RAM dynamiques Une quatrième partie du cycle de mnmoire est- réservée à l'accès aux mémoires vidéo par l'intermédiaire du bus de traitement d'image Pendant le temps de retour de ligne ou le temps de retour d'image, la visualisation proprement dite est supprimée, par exemple dans l'élément 164 décrit plus loin. Les dispositions suivantes sont prises pour la visualisa- tion sur l'élément de visualisation 122 de la Fig 6 Le diviseur de fréquence 146 est activé par une fréquence d'horloge de 24 Mi Hz à partir d'un générateur de fréquences, non représenté On en dérive ainsi des signaux de synchronisation d'image SYNC qui sont appliqués à l'élément de visualisation 122 pour faire démarrer la visualisation d'une image complète au départ d'une position initiale située dans le coin supérieur gauche d'une image L'élément de visualisation fonctionne selon les normes de télévision connues à 50 images par seconde et avec un temps de ligne de 64 micro- secondes dont 40 microsecondes sont utilisées pour la visualisation proprement dite et 24 microsecondes notamment pour le retour du spot de ligne. De plus, des signaux de synchronisation de bits sont dérivés à partir du diviseur de fréquence 146 au moyen de connexions non représentées de sorte que, pour chaque éléments d'image à visualiser, les registres à décalage 160/162 reçoivent une impulsion de décalage Lorsqu'ils ont reçu au maximim 8 impulsions de décalage, ils doivent être remplis à nouveau au moyen d'un novel adressage des mi-oires vidéo 148/150 Dans cette réalisation simple, les-sorties série des registres à décalage 160/162 sont appliquées au circuit logique 164 Ce circuit est activé d'une manière non représentée par des signaux de sortie du registre de commande 138 et éventuellement par un décodeur pour ces signaux de comimande Sous la commande d'un premier signal de commande, le circuit logique 164 forme une fonction OU des deux signaux d'entrée reçus Sous la comiande d'un second signal de commande, le circuit logique 164 forme une fonction ET des deux signaux d'entrée reçus Sous la commande d'un troisième signal de commande, le circuit logique 164 forme un signal de correspondance des deux signaux d'entrée reçus. Lorsque ces derniers sont différents, le signal de correspondance a la valeur '0 ", sinon la valeur " 1 " Le signal de sortie VIDGR est appliqué à l'élément 120 sur la Fig 6 Dans une forme d'exécution préférée, l'information fournie par l'élément 164 est, en outre, modulée de telle sorte que lors de la visualisation de lignes horizontales dans l'image, on obtienne au moyen de petites interruptions, une ligne ayant l'aspect d'une ligne pointillée Pour une ligne verticale, on obtient le même effet de ligne pointillée par l'organisation selon des lignes d'image ou lignes d'analyse successives Cependant, lorsque des volumes entiers sont visualisés, cette modulation est désactivée La fréquence de bits est formée par l'élément de visualisation, par division de l'horloge de système de 24 M Hz également reçue par l'élément 146. Dans une version plus étendue, le circuit logique 164 peut, au choix, appliquer un des deux signaux d'entrée reçus ou les deux à l'élément 120 sur la Fig 6 Dans le dernier cas, le signal VIDGR doit avoir une largeur de 2 bits, mais l'information peut aussi être visualisée alors en trois couleurs plus le noir. Par utilisation de plus de plans de bits, on peut augmenter l'échelle des possibilités. Pour traiter l'information dans les mémoires vidéo, l'information de sortie dans le multiplexeur 156, 158 est sélec- tionnée par décodage des trois bits d'adresse dans le registre d'adresses X 140 qui ne sont pas utilisés pour l'adressage des mémoires vidéo 148/150 L'information de sortie peut être appliquée sans modification à un tampon de données 166 de sorte que cette information est disponible sur le bus de données 132 au cours d'un cycle de bus suivant Il est par ailleurs aussi possible dans ce cas de remplacer un circuit logique 169 par un multiplexeur qui est commandé par un bit provenant du registre de commande. L'élément 170 assure la commande des mrmoires vidéo 148, 150 à l'intervention des bits correspondants dans le registre de comnande 138 et une activation par le décodeur 130. Les mémroires vidéo 148, 150 sont fornfes de modules de 16 kbits du type EINTEL 2118 pour lesquels le fabricant publie de la documentation de conception Les données d'entrée pour les nmnoires sont prises sur le bit le moins significatif du bus de données 132, DGATO La sélection entre les deux mnmoires s'effectue selon les nécessités ppr un signal (au moins trois possibilités) dans le registre de commande 138: il doit être possible de sélectionner chaque plan de bits distinct et les deux plans de bits ensemble Il est aussi possible de négliger cette sélection, mais l'entrée de données pour les mmi Dires 148, 150 doit alors avoir une largeur de 2 bits Les signaux de ccnuande suivante sont réalisés dans l'élément 170: RAS: ce signal indique qu'un signal requ du multiplexeur 146 est un signal d'adresse de rangée; il s'agit d'un signal classique pour ce type de mémoire qui est fourni intérieurement. CAS: ce signal indique de la même manière une adresse de colonne. WR/RE: ce signal effectue la sélection entre écriture et lecture; l'opération à partir de l'élément de visualisation 122 implique toujours une lecture; pour le bus de traite- ment d'image, des opeérations de lecture et des opérations d'écriture ont lieu. CLEAR: ce signal assure l'effacement de toute information dans les mémoires vidéo 148, 150. INVERT: ce signal assure l'inversion du bit en question. Les Fig 8 a, 8 b illustrent deux organigrammes pour détecter, dans un processus de simulation, une position d'entraine- ment inadmissible de l'outil Contrairement à la solution matérielle suggérée à propos de la Fig 5 (pouvant aussi être réalisée avec une version étendue de l'élément 164), la nouvelle solution peut être réalisée du point de vue programme dans le microprocesseur de traitement d'image La Fig 8 a illustre l'organigramme du déroulement général des opérations lors de la simulation Les tâches et les paramètres initiaux de l'opération de simulation sont reçus dans le bloc 200 L'objet à usiner est visualisé dans le bloc 202 ou est stocké par points dans la mémoire d'image La mêe opération est effectuée dans le bloc 204 pour le dispositif de serrage ou pour d'autres parties de la machine-outil qui sont importantes Dans le bloc 206, la même opération est effectuée pour l'outil, au départ d'une position initiale On suppose qu'il s'agit d'une position admissible. Dans le bloc 208 a lieu la simulation du déplacement de l'outil sur une distance élémentaire qui correspond, par exemple, au maximum à une période de bits dans chacune des deux directions de coordonnées Dans le bloc 210, on détecte s'il s'agit d'une position admissible Dans l'affirmative, on détecte dans le bloc 214 si le procédé est terminé Aussi longtemps que ce n'est pas le cas, le système revient chaque fois au bloc 208 Lorsque le procédé est terminé, le système passe au bloc 216: arrêt Lorsqu'une position inadmissible est détectée, le systême passe au bloc 212: attendre Dans ce bloc, une autre piste d'entrainement peut être appelée, par exemple à la suite d'une intervention manuelle d'un préposé ou bien le procédé peut être annulé Dans une situation d'essai, il peut, par ailleurs être avantageux que l'inadmissibilité soit simplement enregistrée, mais qu'ensuite le processus se poursuive à la suite d'une intervention du préposé ou même automatiquement. La Fig 8 b illustre un organigramme du déroulement des opérations lors de la simulation à un niveau plus bas Cet organi- gramme est appelé chaque fois pour l'exécution des blocs 202 à 208 inclus sur la Fig 8 a La visualisation d'un objet s'effectue en deux pas Au cours du premier pas, des lignes, notamment des lignes de délimitation, sont formées sur l'image ou dans la mémoire vidéo Ces lignes sont données par deux paires de coordonnées ou par une paire de coordonnées, une direction et une longueur Pour l'exécution des blocs 202, 204, un contour fermé est toujours présenté comme un ensemble de lignes (tronçons de lignes) Lorsque toutes les lignes sont tracées, les points d'image circonscrits sont tous visualisés dans la couleur des points d'image en question Ceci peut, par exemple, être réalisé par le fait que les points d'image d'une ligne horizontale sont interrogés successivement dans l'image Lorsqu'un point d'image se trouvant sur une ligne avec une couleur de points d'image déterminée est rencontré, tous les points d'image suivants reçoivent la mrme couleur de points d'image jusqu'à ce qu'un point d'image suivant de la même couleur de points d'image soit rencontré Les points d image suivants sont à nouveau tous visualisés en "noir" Dans ce cas, "noir" est donc l'indication "extérieur" pour le point d'image en question et cette indication n'est pas considérée comm couleur de points d'image pour la dernière opération: on ne forme pas de lignes noires Dans des situations plus compliquées, un algorithme plus compliqué peut parfois être nécessaire, par exemple lorsqu'une diminution d'échelle fait coîncider deux lignes parallèles Voir, à cet effet, également la demande de brevet néerlandais plus ancienne de la Demanderesse. Pour l'outil, on suit une procéedure simplifiée: dans ce cas, seules les parties de contour pertinentes sont visuali- sées Ces parties de contour sont présentées sous la forme d'une série de points d'image aux éléments de traitement de données, par exemple par rapport à un point initial come ( 2, 4, 8, 3, 9). Cela signifie: des lignes de contour partent du point initial 2 et, en particulier, une ligne d'une longueur de 4 points d'image dans la direction " 8 " et une ligne d'une longueur de 3 points d'image dans la direction " 9 " Les directions sont numérotées selon une rose des vents, par exemple de la manière suivante: N= 8, NO= 9, O= 1 et ainsi de suite 3, 2, 6, 4, 12 De la mme manière, ( 1, 4, 8, 3, 9) indiquerait un enchaînement de deux tronçons de lignes D'une manière correspondante, des formes d'outils plus compliquées peuvent être reproduites. Sur la Fig 8 b, le bloc 218 indique le démarrage: les tâches et les paramètres initiaux y sont rendus disponibles. Dans le bloc 220, la fonction proprement dite pour le traçage d'une ligne est appelée Dans le bloc 222, le sous-programme de la visualisation d'un point est appelé de celle-ci Pour le traçage d'une ligne, ce sousprogranme doit alors être appelé plusieurs fois Pour plus de simplicité, ceci n'est pas représenté Pour chaque point, la partie suivante de l'organi- gramme est alors exécutée En tout premier lieu, dans le bloc 224 on détecte si le point à visualiser fait partie de l'outil. Dans la négative, le point en question est visualisé dans le bloc 236 et le système passe au bloc 234 (arrêt ou répétition pour le point d'image suivant) Lorsqu'il s'agit d'un point d'image d'outil, le bloc 236 détecte si une coïncidence inadmis- sible se produit, donc à grande vitesse entre un point de l'outil et un point du volume de l'ouvrage ou, pour chaque vitesse, entre un point de l'outil et un point du volume du dispositif de serrage Si une telle coincidence se produit, le système passe au bloc 238 et une situation d'attente s'installe Si cette coïncidence ne se présente pas, le systèmêe passe au bloc 228. Dans ce bloc, le point d' image correspondant au point d' image en question dans la position précédente de l'outil est effacé tandis que si cela s'avère d'application, l'information de point d'image reçoit la valeur "extérieur" Le nouveau point d'image est alors visualisé en tant que point d'outil dans le bloc 230. Le systàme passe ensuite au bloc 234 Le traitement s'avère habituellement très rapide parce que seule quelques points d'outil doivent être traités; le plus souvent, quelques dizaines suffisent. Dans la réalisation décrite, tous les points d'outil sont surveillés Dans certains cas, ceci n'est pas nécessaire et ne concerne que certains points, par exemple dans le cas d'une mèche, uniquement les lignes d'angle supérieur Il est aussi possible, par la méthode décrite, de détecter une force d'usinage trop importante sur un outil Par exemple, dans le cas d'un ciseau de tournage extérieur, la profondeur de coupe ne peut pas dépasser une valeur déterminée Or, ceci se produirait, par exemple, si, lors d'une opération de tournage extérieure sur une enveloppe de cylindre, un point déterminé du tranchant du ciseau entrait en contact avec un point du volume de l'ouvrage (on suppose que la vitesse de coupe est indépendante du rayon par le fait que la vitesse d'entrainement de la broche est réajustée) Une autre possibilité est que le nombre de points du tranchant du ciseau qui entrent en contact avec le volume de l'ouvrage, doit être limité Ceci peut être réalisé au moyen d'une position de compteur qui, pour une ligne déterminée, est conservée pour tous les points en question et est comparée à une valeur limite chaque fois après le bloc 226 En cas de dépassement de la valeur limite, une situation d'attente s' installe à nouveau. REVENDICATIONS: 1 Procédé pour simuler l'usinage d'un ouvrage à l'aide d'au moins un outil pour diminuer le volume de l'ouvrage par cet usinage, l'ouvrage, les moyens de serrage et l'outil étant visualisés sur un écran à la fois avant et pendant des stades distincts de l'usinage simulé, l'outil parcourant des pistes d'entraînement associées et le volume de l'ouvrage étant retenu dynamiquement, caractérisé en ce qu'au début de la simulation, une image de l'ouvrage, de l'outil et des moyens de serrage projetée sur un plan de coupe bidimensionnel est formée sous forme d'un ensemble de points d'image présentant les valeurs respectives de "point d'ouvrage", "point de serrage", "point de travail d'outil" et "autre point", et lors du parcours dans l'image, de pistes d'entraînement préprogramnées de l'outil à des vitesses préprograumées dans un doaaine de valeurs qui comporte au moins une valeur haute (rapid/Eilgang) et au moins une valeur basse (cutting/Vorschub), dans le cas de la co Ynci- dence d'un "point de travail d'outil" et d'un quelconque "point d'ouvrage" en vigueur pour une valeur de vitesse actuelle élevée de l'outil, ainsi que lors d'une coîncidence d'un "point de travail d'outil" et d'un quelconque "point de serrage" pour une quelconque valeur de vitesse de l'outil, une collision est signalée et la simulation et interrompue. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les "points d'ouvrage" sont bivalents et présentent les valeurs respectives "point d'ouvrage à enlever" et "point d'ouvrage à conserver", ce dernier servant de "point de serrage". 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une image pseudotridirensionnelle de l'ouvrage est formée au moyen de deux images de l'ouvrage, des moyens de serrage et de l'outil projetées sur des plans de coupe réciproquement perpendiculaires et, en outre, d'une image de l'ouvrage et de l'outil projetée sur un troisième plan perpendiculaire aux plans de coupe, et la signalisation de collision s'effectue d'une manière correspondante dans les trois plans. 4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le volume de l'outil est indiqué par une indication exclusive dans au moins un plan de visuali- sation. Dispositif pour exécuter le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 incluses, caractérisé en ce qu'une mémoire d'image est présente qui offre une capacité de stockage, par point d'image, d'au moins deux bits, ainsi qu'un décodeur pour décoder l'information stockée, par point d'image, dans un ensemble d'au moins quatre couleurs différentes. 6 Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la dite mémoire d'image cornporte une mémoire de plan d'image pour, par point d'image, stocker une information supplémentaire et non influençable par la simulation pour le point d'image associé. 7 Dispositif pour l'usinage d'un ouvrage à l'aide d'au noins un outil, comportant un dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que des moyens de serrage, des moyens d'entraînement et des moyens porte-outil sont présents et la simulation d'un entraînement d'outil s'effectue avant que cet entrainement soit réalisé et l'entraine- nment de l'outil est désactivé par l'interruption de la simulation