Brevet FR2579503A1 — publié le 19861003

La présente invention concerne une machine à rectifier à commande numérique, pouvant remplir la fonction dite d'élimination d'intervalle même dans une opération d'usinage qui avance une meule sur la base d'une valeur d'avance relative (déplacement relatif) dans chaque mode d'avance, sans utiliser aucun dispositif de mesure dimensionnelle. Lorsqu'elles sont classées en fonction de la vitesse d'avance de la meule, les machines à rectifier conventionnelles à commande numérique fonctionnent dans un certain nombre de modes d'avance comme "avance rapide", "sans meulage", "meulage grossier", "meulage fin" et "retour rapide". Sur le plan de la précision de la machine, il est souhaitable de venir en contact avec une pièce à usiner dans le mode de meulage grossier et par conséquent, il est de pratique générale de réduire la vitesse d'avance à celle du meulage grossier, longtemps avant le point de contact avec une pièce à usiner. Mais ce procédé présente un inconvénient en ce qu'il allonge le cycle d'usinage. Dans le but de pallier cet inconvénient, il a été tenté de raccourcir le cycle d'usinage en ajoutant la fonction dite d'élimination d'intervalle, en avançant la meule en mode de nonmeulage jusqu'à un point proche d'une pièce à usiner et en réduisant immédiatement la vitesse d'avance au mode de meulage grossier à la détection du contact avec la pièce. Cependant, la fonction d'élimination d'inter- valle impose essentiellement la présence d'un dispositif de mesure dimensionnelle afin de déterminer le moment du changement de vitesse d'avance, et de mesurer le diamètre extérieur d'une pièce à usiner jusqu'à ce que la dimension au fini définitif soit obtenue. Dans le cas d'une pièce à usiner de forme épaulée, il est de pratique courante d'usiner une première surface de la pièce en utilisant un dispositif de mesure et d'usiner une seconde surface sur la base des dimensions relatives sans utiliser le dispositif de mesure afin d'améliorer la vitesse d'usinage. Mais, dans le cas de la rectification de la seconde surface à usiner selon le procédé basé sur l'avance relative de la meule dans chaque mode d'avance sans utiliser un dispositif de mesure, il est difficile d'uti- liser la fonction d'élimination d'intervalle. Il en est ainsi car la vitesse d'avance pour la partie qui reste de l'avance dans le mode de nonmeulage est annulée et l'avance est ensuite contrôlée en fonction de la valeur d'avance prédéterminée pour chaque mode, ce qui risque d'introduire une erreur dans les dimensions finales, à un degré qui correspond à la partie d'avance annulée. L'invention a donc pour objet d'éliminer les inconvénients ou les problèmes précités et de remplir une fonction d'élimination d'intervalle même dans une machine à rectifier à commande numérique adaptée pour effectuer une opération d'usinage par commande d'avance relative dans les modes respectifs d'avance sans utiliser de dispositif de mesure dimensionnelle, en permettant ainsi d'atteindre une vitesse élevée d'usinage et une plus haute précision. L'invention concerne donc une machine à rectifier à commande numérique du type agencé pour effectuer une opération d'usinage par contrôle d'avance relative, dans laquelle la valeur d'avance pour chacun des modes d'avance de vitesses différentes est spécifiée comme une valeur relative sans utiliser un dispositif de mesure dimensionnelle, la machine à rectifier comportant: un détecteur de contact agencé pour produire un signal de contact à la détection d'un contact entre la meule et une pièce à usiner, un détecteur de reste d'avance sans meulage comprenant un compteur qui compte des impulsions de contrôle d'avance de meule d'entrée, et qui détermine le reste d'une valeur d'avance prédéterminée dans un mode de non meulage sur la base d'une variation du comptage au moins dans une période à partir du début du mode de non meulage jusqu'à a un instant auquel un signal de détection de contact est reçu du détecteur de contact, et un dispositif de changement de mode d'avance agencé pour avancer la meule à une vitesse inférieure à celle du mode de non meulage, d'une valeur correspondant au reste de l'avance sans meulage détecté par le détecteur de reste d'avance sans meulage à la réception du signal de contact provenant du détecteur de contact. Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que, quand le contact entre la meule et une pièce à usiner est détecté dans le fonctionnement dans le mode sans meulage, la commande d'avance de la meule est changée de manière à effectuer le reste de l'avance dans le mode de non meulage à une vitesse inférieure à celle du mode de non meulage. En général, l'avance est commandée à la vitesse du mode d'avance suivant, à savoir celui du mode de meulage grossier. Autrement dit, le reste de l'avance dans le mode de non meulage est ajouté à la vitesse dans le mode de meulage grossier. Le compteur précité est ramené au repos au passage au mode de non meulage, et il compte les impulsions de distribution jusqu'au moment o un signal de détection de contact est reçu, de manière à détecter la valeur d'avance jusqu'au contact. Le reste de l'avance sans meulage peut ainsi être obtenu par soustraction de la valeur d'avance détectée de la valeur prédéterminée de l'avance sans meulage. Il est également possible de posi- tionner le compteur sur une valeur prédéterminée de l'avance sans meulage au début du mode de non meulage et d'en soustraire le nombre des impulsions de distribution. Dans ce cas, la valeur du compteur au moment de la réception d'un signal de détection de contact indique directement le reste de l'avance sans meulage. Quand le contact entre la meule et la pièce à usiner est détecté par le détecteur de contact, le reste de l'avance sans meulage prédéterminé est détecté par le détecteur de reste d'avance sans meulage et le mode d'avance est changé en un mode de vitesse inférieure par le dispositif de changement de mode d'avance pour effectuer le reste de l'usinage à une vitesse inférieure à celle du mode sans meulage. Il en résulte que la fonction d'élimination d'intervalle est ajoutée au fonctionnement, ce qui permet d'usiner des pièces avec précision aux dimensions et au fini voulus sans utiliser de dispositif de mesure dimensionnelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma simplifié d'une machine à rectifier à commande numérique selon l'invention, La figure 2 est un organigramme du traitement des données de l'unité centrale de traitement, La figure 3 représente graphiquement les caracté- ristiques des modes respectifs d'avance, La figure 4 est un schéma simplifié correspondant à une partie de la figure 1 et illustrant un second mode de réalisation de l'invention, et La figure 5 est un organigramme du traitement des données exécuté par l'unité centrale de traitement dans le second mode de réalisation. L'invention sera donc maintenant décrite plus en détail en regard d'un premier mode de réalisation. La figure 1 est un schéma simplifié d'un système de commande numérique dans un mode de réalisation de l'inven- tion, comprenant une unité principale de commande 10 comportant une unité centrale de traitement 11, une mémoire 13, un circuit d'interface d'entrée 12, un compteur 14 et un circuit générateur d'impulsions 15. Le circuit d'interface d'entrée 12 est connecté à des commutateurs numériques 21 à 24 pour établir les modes d'avance et les valeurs respectives d'avance. Par exemple, les modes de "avance rapide", "non meulage", "meulage grossier" et "meulage fin" peuvent être établis grâce à ces commuta- teurs numériques. Les valeurs qui sont introduites par ces commutateurs sont mémorisées dans la mémoire 13. Le circuit générateur d'impulsions 15 comporte un circuit de registre de vitesses 151 pour établir les vitesses d'avance et un registre de valeurs d'avance 152 pour établir les valeurs d'avance. Le compteur 14 est ramené au repos par l'unité centrale de traitement 11 à l'introduction du mode de !5 non meulage pour commencer le comptage des impulsions de distribution Vl provenant du générateur d'impulsions 15. La meule est avancée à la commande d'un dispositif de commande de meule, comprenant un compteur d'écart 31 qui reçoit les impulsions de distribution Vl provenant du circuit générateur d'impulsions 15 et un circuit d'attaque 32 qui applique à un servomoteur 34 une tension E obtenue par une conversion numérique- analogique de la valeur du compteur d'écart 31. L'angle de rotation du servomoteur 34 est détecté par un trigonomètre 35 et des impulsions de réaction V2 correspondant à l'angle de rotation sont produites par un circuit de détection de déplacement 33 pour le compteur d'écart 31 afin d'être soustraites. Par le fonctionnement de ce dispositif de commande de meule, le servomoteur 34 est mis en rotation à une vitesse en synchronisme avec la période des impulsions de distribution, d'un angle correspondant au nombre des impulsions. Le servomoteur 34 fait tourner une vis-mère à billes 41 pour déplacer linéairement un écrou à billes 42 qui engrène avec la vis-mère 41. L'écrou 42 qui est fixé sur la tête de meulage 43 commande les mouvements d'aller et retour de la tête de meulage 43 sur laquelle est montée la meule 44 pour rectifier une pièce 51. La pièce 51 est mise en rotation par un moteur de broche principale 61. Le moteur de broche 61 est connecté à un circuit de détection de contact 62 destiné à détecter le contact entre la meule 44 et la pièce à usiner 51, à partir du courant de charge qui circule dans le moteur de broche 61 et qui augmente au-delà d'une valeur seuil par une augmentation de la charge de ce moteur 61 quand la meule vient en contact avec la pièce 51. Le signal de détection de contact V3 est fourni à l'unité centrale de traitement 11 et au circuit générateur d'impulsions 15 comme un signal d'interruption. La figure 2 est un organigramme du traitement des données par l'unité centrale de traitement 11, sur lequel SC désigne un compteur qui spécifie successivement les cycles des modes d'avance pour la meule 44, comme l'indiquent les caractères de référence correspondants sur la figure 3. La référence DR désigne un registre qui mémorise le reste de l'avance sans meulage détecté. à un instant o la meule 44 vient en contact avec la pièce 51. Les références Dn et Fn désignent la valeur d'avance relative et la vitesse dans le n ième mode d'avance. La valeur initiale est établie à la phase 100 et la valeur d'avance Dn et la vitesse d'avance Fn sont lues dans la table de la mémoire 13 successivement à chaque cycle (SC, n) des modes d'avance. A la phase 104, le reste d'avance DR dans le mode en cours (mode de non meulage) à l'instant de la réception du signal de détection de contact est additionné à la valeur d'avance Dn dans le mode d'avance suivant. La valeur résultante Do est calculée comme une valeur d'avance pour le mode d'avance suivant. La valeur d'avance Do et la vitesse d'avance Fn sont émises vers le circuit générateur d'impulsions à la phase 106 et un signal de démarrage de distribution d'impulsions est aiguillé à la phase 108, de sorte que le circuit générateur d'impulsions 15 émet les impulsions de distribution V1 vers le compteur de déviation 31 ainsi que vers le compteur 14, à une période spécifiée par une valeur mémorisée dans le registre de vitesse 151 et un nombre spécifié par une valeur mémorisée dans le registre de valeur d'avance 152. A la phase 110, il est détecté si la distribu- tion d'impulsions est terminée ou non, à partir d'un signal de retour provenant du circuit générateur d'impulsions 15. Si la distribution des impulsions est terminée, le fonctionnement passe à la phase 112 et, par exemple si le premier mode "avance rapide" est terminé, le compteur SC est corrigé et la commande est ramené 2 à la phase 102 pour exécuter le mode d'avance du cycle suivant. Autrement dit, le mode d'avance de non meulage est effectué dans le cycle suivant. Quand le contact est détecté par la réception du signal de détection de contadt V1 à la phase 120, provenant du circuit de détection de contact 62 pendant l'exécution dans le mode de non meulage, la commande passe à la phase 122 pour lire la valeur actuelle D du compteur 14. La valeur D indique la valeur de l'avance qui a été effectuée jusqu'à ce que la meule soit venue en contact avec la pièce à usiner dans le mode de non meulage. Sa différence DR avec la valeur d'avance voulue initialement Dn du mode de non meulage est calculée à la phase 124. Le fonctionnement passe ensuite à la phase 114 pour commencer le cycle suivant, c'est-à-dire le cycle de meulage grossier dans ce cas. Autrement dit, la commande revient à la phase 102 et le reste d'avance DR dans le mode de non meulage du second cycle est addi- tionné à la valeur d'avance Dn, établie initialement, du mode de meulage grossier à la phase 104. Sur la base de la valeur résultante Do, la distribution d'impulsions est contrôlée à la phase 106. Par conséquent, la valeur d'avance du mode de meulage grossier est corrigée à une valeur supérieure à la valeur établie initialement. Il résulte de la commande d'avance décrite ci-dessus,- que la position initiale de la meule dans le mode de meulage fin du cycle suivant coïncide avec une position d'avance initiale P4 qui est prédéterminée sur la base d'un point zéro Po de la meule 44. Par conséquent, l'avance dans le cycle suivant est établie à une valeur cible P5 prédéterminée pour le meulage fin et ensuite, le mode de retour rapide est introduit pour revenir au point zéro Po. De cette manière, il devient possible d'ajouter la fonction d'élimination d'intervalle même à une machine à rectifier du type à mesure dimensionnelle indirecte. Comme cela ressortE clairement de la description ci-dessus, la machine à rectifier à commande numérique selon l'invention comporte un détecteur de contact destiné à détecter le contact entre la meule et une pièce à usiner, un compteur destiné à compter des impulsions de distribution de commande d'avance et un détecteur de reste d'avance sans meulage qui mesure le reste de l'avance dans un mode de non meulage par rapport à une valeur d'avance sans meulage prédéterminée, et un dispo- sitif de changement de mode d'avance destiné à commander l'avance de la meule de manière à effectuer le reste de l'avance sans meulage dans un mode de vitesse d'avance inférieure à celle du mode de non meulage en réponse à un signal de contact provenant du détecteur de contact. Ainsi, la fonction d'élimination d'intervalle peut être ajoutée même à des machines à rectifier dans lesquelles les valeurs d'avance dans différents modes d'avance sont contrôlées relativement dans un mode de mesure dimensionnelle indirecte. Les figures 4 et 5 représentent un second mode de réalisation de l'invention, comportant un compteur de soustraction 14a à prépositionnement qui remplace le compteur 14 précité. Dans ce mode particulier de réalisation, et comme le montre la figure 5, une phase 107 est intercalée entre les phases 106 et 108 précitées de manière à positionner le compteur de soustraction 14a avec la valeur d'avance résultante Do calculée dans la phase 104, et les impulsions d'avance provenant du circuit générateur d'impulsions 15 sont utilisées pour la soustraction de la valeur prédéterminée DO dans le compteur de soustraction 14a. Avant l'exécution de chacun des modes d'avance rapide, d'avance sans meulage et d'avance à meulage fin, la valeur d'avance résultante DO prédéterminée dans le compteur de soustraction 14a coïncide avec l'une corres- pondante des valeurs d'avance D1, D2 et D4 qui sont prédéterminées pour ces modes. Mais lorsque la distribution des impulsions dans le mode d'avance sans meulage est terminée en réponse au signal V3 provenant du circuit de détection de contact 62, la phase 120 est suivie par la phase 122a dans laquelle le reste d'avance Df mémorisé dans le compteur de soustraction 14a est lu et la valeur DR est établie pour indiquer le reste d'avance Df à la phase 124a. Ainsi, avant l'exécution suivante du mode d'avance de meulage grossier, le reste d'avance Df est additionné à la valeur Dn, à savoir la valeur d'avance prédéterminée D3 pour le mode d'avance à meulage grossier. Cela entraîne que la valeur d'avance réelle dans le mode d'avance de meulage grossier soit prolongée par le reste d'avance Df dans le mode d'avance sans meulage, de sorte que le même résultat que dans le premier mode de réalisa- tion décrit ci-dessus peut être obtenu. Il faut noter qu'aussi bien dans le premier et le second modes de réalisation de l'invention, le circuit de détection de contact 62 est conçu pour émettre le signal V3 au contact de la meule 44 avec la pièce à usiner 51, de sorte que les phases 122a et 124a ne sont exécutées qu'à la fin du mode d'avance sans meulage ou avant le mode d'avance de meulage grossier. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux 'modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples nulle- ment limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'avance pour une machine à. rectifier à commande numérique dans laquelle un mode d'avance rapide, un mode d'avance sans meulage et un mode d'avance de meulage sont exécutés séquentiellement pour effectuer des mouvements d'avance relatifs, entre une meule (44) et une pièce à usiner (51), avec des valeurs d'avance différentes à des vitesses d'avance différentes respectivement, dispositif de commande d'avance caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de contact (62) qui produit un signal de contact lorsqu'un contact est établi entre ladite meule et ladite pièce à usiner, un dispositif de détection de reste d'avance sans meulage comprenant un compteur (31) réagissant à des impulsions de commande d'avance pour détecter un reste d'avance dans ledit mode d'avance sans meulage sur la base d'une valeur d'avance sans meulage prédéterminée pour ledit mode d'avance sans meulage et une valeur d'avance réelle, par laquelle ledit mouvement d'avance relatif dans ledit mode d'avance sans meulage est exécuté jusqu'à ce que ledit détecteur de contact produise ledit signal de contact, chacune desdites impulsions de commande d'avance indiquant une distance d'avance unitaire dans ledit mouvement d'avance relatif entre ladite meule et ladite pièce à usiner, et un dispositif (11) de changement de mode d'avance réagissant audit signal de contact provenant dudit détecteur de contact en changeant le mode d'avance dudit mouvement d'avance relatif de manière à effectuer ledit mouvement d'avance relatif dans ledit reste d'avance à une vitesse inférieure à la vitesse d'avance sans meulage prédéterminée pour ledit mode d'avance sans meulage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de changement de mode d'avance comporte un dispositif d'addition (14) destiné calculer une valeur d'avance de meulage pro- destiné à calculer une valeur d'avance de meulage pro- longée en additionnant ledit reste d'avance détecté par ledit dispositif de détection de reste d'avance sans meulage à une valeur d'avance avec meulage prédéterminée pour ledit mode d'avance à meulage, et ledit dispositif (11) de changement de vitesse d'avance réagissant audit signal de contact provenant dudit détecteur de contact en effectuant ledit mouvement d'avance relatif dans ledit mode d'avance à meulage de ladite valeur d'avance de meulage prolongée à une vitesse d'avance avec meulage prédéterminée pour être plus lente que ladite vitesse d'avance sans meulage. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit compteur a pour fonction de compter par incréments lesdites impulsions de commande d'avance pour détecter ladite valeur d'avance réelle dudit mouvement d'avance relatif dans ledit mode d'avance sans meulage, et ledit dispositif de détection de reste d'avance sans meulage comportant en outre un dispositif de soustraction (31) destiné à soustraire ladite valeur d'avance réelle détectée par ledit compteur et ladite valeur d'avance sans meulage prédéterminée afin de détecter ledit reste d'avance dans ledit mode d'avance sans meulage. 4. Dispositif selon la revendication 1, carcté- risé en ce que ledit compteur est constitué par le compteur à soustraction à positionnement préalable capable de soustraire d'une valeur prédéterminée qu'il a mémorisé lesdites impulsions de commande d'avance, et dans lequel ledit dispositif de détection de reste d'avance sans meulage comporte en outre un dispositif de mise en place préalable de données pour positionner préalablement ledit compteur à soustraction avec ladite valeur d'avance sans meulage prédéterminé avant l'exécution dudit mode d'avance sans meulage.