Brevet FR2696115A1 — publié le 19940401

La présente invention est du domaine des machines-outil, et elle a pour objet des perfec- tionnements à un tour d'outillage à déplacement d'outil programmable. Un genre de tour de ce type, comportant des perfectionnements par rapport aux tours de l'art antérieur, a été divulgué par une publication de la présente Demanderesse EP 88901423 9, à l'intégralité de laquelle il est fait référence pour situer les présents perfectionnements. Suivant cette publication, un tour d'outillage du genre de tour dit "parallèle" dans lequel l'avance de l'outil est fonction de la rotation (n) du mandrin, permettant de réaliser notamment les opérations de chariotage, (déplacement (z) de l'outil parallèlement à l'axe de mandrin), de dressage (déplacement (x) de l'outil perpendiculairement à l'axe de broche), d'interpolation linéaire de filetage (déplacement rapide de l'outil en proportion de l'angle de rotation du mandrin), de raccordement de cônes (succession d'une interpolation linéaire, d'une interpolation circulaire partielle et d'une seconde interpolation linéaire), ledit tour comportant des moyens de calcul et de commande numériques et réunis en un centre calculateur-opérateur, dit "automate", pour provoquer les déplacements de l'outil, ledit tour d'outillage pouvant comporter des moyens de mémorisation électronique d'un profil d'usinage, et de recopiage de ce profil. Toujours suivant la publication précitée, le tour de l'art antérieur incorpore en outre: des moyens, dits premiers, comprenant les touches d'un premier clavier pour sélectionner au moins un profil d'usinage, ou trajectoire de l'outil, parmi une pluralité de trajectoires élémentaires comprenant le chariotage, le dressage, la trajectoire à interpolation linéaire et la trajectoire à interpolation circulaire, le filetage externe, des moyens dits deuxièmes, comprenant les touches d'un deuxième clavier pour l'out Eil ayant été amené manuellement au moyen d'un couple de manivelles électroniques dans une position initiale (x,,z,), appeler un, ou successivement plusieurs paramètres de cette trajectoire dans le groupe de paramètres comprenant une longueur de chariotage, un diamètre final de passe de dressage, un angle de cône, un rayon d'usinage, un pas (avance par tour) de filetage, et pour, à la suite de l'appel de paramètre, introduire la valeur numérique de ce paramètre,- des moyens dits troisièmes, comprenant un écran de visualisation, pour visualiser le type de profil d'usinage sélectionné, le ou les paramètres appelés et leurs valeurs numériques introduites, des moyens, dits quatrièmes, de mémorisation pour, une première série d'opérations ayant été réalisée sur une ébauche, mémoriser l'ensemble des mouvements de l'outil et pour, une autre ébauche identique à la première ayant été mise à la place de la première, reproduire sur cette autre ébauche l'ensemble des mouvements mémorisés, des moyens, dits manipulateurs pour, un profil d'usinage au moins ayant été sélectionné et l'outil étant dans la position initiale, enclencher le déplacement de l'outil sur sa trajectoire ou inversement l'arrêter en un point quelconque de celle-ci. Cette définition constitue à la connaissance de la Demanderesse, l'art antérieur de la présente invention. Selon la présente invention un tour d'outillage du genre précité associe des moyens de commande manuelle par manivelles électroniques, des moyens de sélection d'opérations élémentaires enregistrées, avec leurs moyens de paramètrage, et des moyens de mémorisation, l'ensemble de ces moyens existant déjà dans le tour antérieur, à des moyens de programmation en commande numérique CN (langage ISO), les opérations de commande, de sélection et de paramètrage étant générées en langage ISO par un générateur, ou interface de transcription, dont est pourvu le tour; en d'autres termes, le tour perfectionné selon la présente invention comporte des claviers perfectionnés par rapport aux claviers du tour antérieur, à savoir un clavier de sélection des profils, un clavier d'appel des paramètres, un clavier numérique, un tableau des boutons- poussoirs de diverses commandes, un tableau des manivelles et manipulateurs; le tour de l'invention comporte en outre un clavier de CN clavier de CN. De manière plus précise, le tour d'outillage objet des présents perfectionnements est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens transcripteurs dits cinquièmes, de type programme informatique, pour générer, à partir du langage ISO, les mouvements mémorisés lors de l'apprentissage à l'aide des quatrièmes moyens, et un clavier de commande numériques (CN) associés aux moyens informatiques de la CN, de telle sorte que, une série d'opérations d'usinage ayant été réalisée et mémorisée sous forme d'un programme d'usinage, ce programme étant directement interprétable par les moyens de la CN, ce qui évite de refaire le programme; Les perfectionnements consistent encore dans l'adjonction de certaines opérations élémen- taires programmées: taraudage, usinage de gorge, enchaî- nement droite-rayon-droite. Les perfectionnnements consistent encore en l'adjonction d'une tourelle automatique multi- poste, d'un mandrin automatique et d'une contre-pointe automatique; enfin le pupitre de commande est dissocié de l'équipage mobile porte-outil et coulisse librement le long du bâti du tour autorisant indifféremment son positionnement à la droite ou à la gauche de l'opérateur. Il résulte principalement de la coexistence des claviers CN, des autres claviers et moyens de commande, que l'on peut modifier par des opérations propres à la Commande Numérique un programme réalisé par apprentissage, manuellement et/ou par opérations élémentaires enregistrées, ce qui dans la majorité des cas entraîne un gain de temps de programmation important par rapport à une programmation CN intégrale. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va être faite d'un tour perfectionné selon l'invention, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles la fig l est une vue en perspective d'un tour selon l'invention, la fig 2 est une perspective d'un ensemble banc et socle monoblocs équipant le tour de la figure précédente, la fig 3 est une perspective d'une tourelle porte-outil équipant le même tour, la fig 4 est une vue en plan du tableau de sélection-paramètrage des opérations élémentaires et des fonctions, la fig 5 est une représentation analogue du tableau des organes de commande manuelle, la fig 6 est une représentation analogue du tableau des manivelles. Sur la fig l, un tour 1 comportant les perfectionnements de l'invention, diffère, extérieurement, du tour de l'art antérieur par son pupitre 2 qui est mobile le long du tour sur des chemins de roulement 3 et 4, indépendamment de l'équipage mobile porte- outil Dans un mode de réalisation non représenté le pupitre 2 est séparé complèment du tour et il est supporté par un chariot de roulage au sol. Le pupitre 2 comporte une pluralité de tableaux, à savoir et de bas en haut: un tableau 5 dit des manivelles électroniques, un tableau 6 dit des boutons-machine, un tableau 7 dit de sélection-paramètrage des trajectoires d'outil, enfin un tableau 8 dit de commande numérique CN; ce dernier tableau n'existait pas dans le tour antérieur Enfin le pupitre 2 comporte un écran vidéo, ou moniteur, 9. Sur la fig 2 il apparaît que l'ossature des bancs est formée d'un ensemble 20 consitué d'un banc-poupée monobloc 211 en "granit reconstitué" et d'un socle 212 en béton hydraulique; le banc-poupée 211 comporte un orifice 21 de passage du palier de l'axe 22 de broche; le socle 212 a une face supérieure conformée, sur une partie, en trémie 214 pour la récupération des copeaux et des différents fluides, et sur une autre partie en berceau 213 pour recevoir le banc-poupée; les faces latérales et/ou arrière du socle supportent le moteur de broche, une armoire électrique, la carrosserie du tour, un tiroir à copeaux et comportent des points de suspension de la machine complète. Sur la fig 3 l'équipage mobile porte-outil est constitué par une tourelle 30 rotative autour d'un axe 31 paralèlle à l'axe de broche 22 (fig 2); on remarque que la tourelle supporte des porte-outils 32 pour des outils extérieurs ou intérieurs à extension radiale, et des porte-outils 33 pour des outils à extension axiale, tels qu'un foret 34 et un outil de taraudage 40; la tourelle est montée sur un chariot 36 coulissant sur une glissière 37 en plan incliné elle-même solidaire d'un chariot 37 lui-même monté coulissant sur deux glissières horizontales 38 assujéties au banc 20 (fig 2) La poupée mobile et la contrepoints 39 qu'elle supporte sont analogues à celles du tour divulgué antérieurement. Sur la fig 4, le tableau comporte un sélecteur 71 verrouillable à clé à trois positions: mode manuel, mode apprentissage, mode répétition (analogue au commutateur 33 du tour antérieur), un clavier numérique 72 dont les touches sont celles d'une "calculette" scientifique (opérations arithmètiques,fonctions trigonométriques, etc), enfin un clavier 73 dit d'introduction de données dont l'organisation diffère de manière importante de celle du clavier 23 du tour antérieur, et un clavier 74 de sélection d'opérations enregistrées qui se distingue aussi de l'antériorité par des opérations supplémentaires. Toujours sur la fig 4, le clavier 73 comprend une touche 731 de mémorisation, une touche 732 de répétition, une touche 733 de dégagement, une touche 734 des avances, une touche 735 de suite, une touche 736 de deuxième fonction (scientifique) des touches de la calculette, une touche 737 de validation de page, une touche 738 de mise en réserve d'affectation pour option, une touche 739 de mise en réserve d'affectation pour option, une touche 7310 de message, une touche 7311 de menu d'aide, une touche 7312 d'entrée d'une donnée, une touche 7313 de R à Z (remise à zéro), une touche 7314 de rappel d'axes, une touche 7315 de dimensions d'outils (jauges et correcteurs), une touche 7316 de sélection de gamme de vitesse de broche, enfin une touche 7317 de calculette. Toujours sur la fig 4, le clavier 74 comprend, superposées au dessin d'un profil d'usinage complexe, une touche 741 de chanfrein descendant, une touche 742 de rayon quadrant inférieur droit, une touche 743 de rayon quadrant supérieur gauche, une touche 744 d'enchaînement pente-rayon-pente, une touche 745 de rayon quadrant supérieur droit, une touche 746 de rayon quadrant inférieur gauche, une touche 747 de chanfrein montant, une touche 748 de cône, une touche 749 de filetage, une touche 7410 de chariotage, une touche 7411 de dressage, enfin une touche 7412 de taraudage axial. Sur la fig 5, le tableau 6 des boutons-machine comporte des organes dont la manipulation agit directement sur le fonctionnement de la machine, à savoir: un potentiomètre 651 de réglage de la vitesse de rotation broche ( 50 à 100 %), un potentiomètre 652 de réglage de la vitesse d'avance ( O à 100 %), un sélecteur à deux positions (marche arrêt) 653 de commande d'arrosage, un sélecteur à trois positions (marche continue marche par à-coup à action maintenue arrêt) 654 de commande d'évacuateur à copeaux, un sélecteur à deux positions verrouillable à clé 655 de commande de serrage du mandrin intérieur/extérieur, un bouton-poussoir 656 de commande de l'avance de la contre-pointe, un bouton-poussoir 657 de commande du recul de la contre-pointe, un bouton-poussoir 658 de commande de l'arrêt d'urgence blocable et dévérouillable à clé, un bouton-poussoir 659 de commande du départ du mouvement (cycle), un bouton-poussoir 6510 de commande de l'arrêt d'avance, un bouton-poussoir 6511 de commande de la rotation de la broche dans le sens anti-trigonomètrique, un bouton-poussoir 6512 de commande de l'arrêt de la broche, un bouton-poussoir 6513 de commande de la rotation de la broche dans le sens trigonométrique, un sélecteur à deux positions 6514 de commande du niveau de protection verrouillable à clé, un sélecteur 6515 à deux positions de commande du sélecteur de pupitre CN verrouillable à clé, un bouton-poussoir de commande de mise sous tension des axes, enfin un bouton-poussoir 6517 de commande de mise hors tension des axes. Sur la fig 6, le tableau 5 des manivelles comporte une première manivelle électronique 561 commandant le mouvement de l'outil suivant l'axe trans- versal, une seconde manivelle électronique 562 commandant le mouvement de l'outil suivant l'axe longitudinal, un bouton-poussoir 563 permettant de sélectionner l'incrêmentation de la manivelle par un, dix, ou cent micromètres, un bouton-poussoir 564 de sélection de l'avance rapide de l'outil, enfin un manipulateur 565 dont l'inclinaison maintenue dans l'une des quatre directions (longitudinale, transversale, sens-aller, sens-retour) commande l'avance rapide suivant l'axe et le sens choisi. On devra comprendre à la lecture de ce qui précède que l'invention porte, non sur la nature, l'appelation ou la disposition des organes de commande représentés sur les tableaux, mais, bien évidemment sur les fonctions qu'ils représentent et qu'ils commandent ainsi indiquer que le clavier 74 comprend une touche de 741 de chanfrein descendant, c'est indiquer que le tour comprend la fonction d'exécuter automatiquement, par l'intermédiaire de moyens (série d'instructions d'un programme informatique) dont la description ne rentre pas dans l'objet de la présente Demande et qui relèvent de l'art de l'informaticien, l'opération d'usinage d'un tel chanfrein; il en est ainsi pour chacun des organes de commande de chacun des tableaux. Ainsi bien que l'on ait décrit et/ou représenté des moyens dans des formes ou dispositions particulières, il doit être compris que la portée de l'invention n'est pas limitée à ces formes ou dispositions, mais qu'elle s'étend à l'ensemble des attributs fonctionnels, représentés chacun par un moyen particulier, que comporte le tour d'outillage faisant l'objet de la présente description. R E V E N D I C A T I O N S 1. Tour d'outillage du genre de tour dit parallèle dans lequel l'avance de l'outil est fonction de la rotation (n) du mandrin, permettant de réaliser notamment les opérations de chariotage, (déplacement (z) de l'outil parallèle à l'axe de broche), de dressage (déplacement (x) de l'outil perpendicaire à l'axe de broche), d'interpolation linéaire de filetage (déplacement rapide de l'outil en proportion de l'angle de rotation de la broche), de raccordement de cônes (succession d'une interpolation linéaire, d'une interpolation circulaire partielle et d'une seconde interpolation linéaire), ledit tour comportant des moyens de calcul et de commande numériques et réunis en un centre calculateur-opérateur, dit encore processeur ou automate, pour provoquer les déplacements de l'outil, ledit tour d'outillage pouvant comporter des moyens de mémorisation électronique d'un profil d'usinage et de recopiage de ce profil, plus particulièrement du genre de tour incorporant en outre: des moyens, dits premiers, comprenant les touches d'un premier clavier ( 74) pour sélectionner au moins un profil d'usinage, ou trajectoire de l'outil, parmi une pluralité de trajectoires élémentaires comprenant le chariotage, le dressage, la trajectoire à interpolation linéaire et la trajectoire à interpolation circulaire, le filetage externe, des moyens dits deuxièmes, comprenant les touches d'un deuxième clavier ( 73) pour l'outil ayant été amené manuellement au moyen d'un couple de manivelles électroniques dans une position initiale (xozo), appeler un, ou successivement plusieurs paramètres de cette trajectoire dans le groupe de paramètres comprenant une longueur de chariotage, un diamètre final de passe de dressage, un angle de cône, un rayon d'usinage, un pas (avance par tour) de filetage, et pour, à la suite de l'appel d'un paramètre, introduire la valeur numérique de ce paramètre, des moyens dits troisièmes, comprenant un écran de visualisation ( 9), pour visualiser le type de profil d'usinage sélectionné, le ou/les paramètres appelés et leurs valeurs numériques introduites, des moyens ( 71), dits quatrièmes, de mémorisation pour, une première série d'opérations ayant été réalisée sur une ébauche, mémoriser l'ensemble des mouvements de l'outil et pour, une autre ébauche identique à la première ayant été mise à la place de la première, reproduire sur cette autre ébauche l'ensemble des mouvements mémorisés, des moyens, dits manipulateur ( 565), pour, un profil d'usinage au moins ayant été sélectionné et l'outil étant dans la position initiale, déclencher le déplacement de l'outil sur sa trajectoire ou inversement l'arrêter en un point quelconque de celle-ci caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens dits cinquièmes, de type programme informatique pour générer en langage ISO les mouvements mémorisés par les quatrièmes moyens, et un clavier ( 8) de commande numérique (CN) et les moyens informatiques de la CN, de telle sorte que, une série d'opérations d'usinage ayant été réalisée et mémorisée sous forme d'un programme d'usinage, ce programme peut être interprêté par les moyens de la CN, sans qu'il soit nécessaire de refaire le programme 2. Tour d'outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens comprennent en plus des trajectoires d'outil sus- énumérées, le taraudage ( 7412) (filetage interne), l'usinage de gorge ( 744), l'enchaînement droite-rayon-droite ( 742, 743, 745, 746); 3. Tour d'outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mandrin à serrage-desserrage automatique et une contre-pointe à commande de fourreau automatique; 4. Tour d'outillage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une tourelle multiposte automatique ( 30); 5. Tour d'outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pupitre de commande ( 2) est dissocié de l'équipage mobile porte- outil (fig 3) et coulisse librement le long du bâti du tour.