Brevet FR2797410A1 — publié le 20010216

Système interactif entre une machine-outil et un opérateur La présente invention concerne de manière générale une ma- chine-outil, et plus particulièrement un système interactif entre la ma chine-outil et un opérateur de la machine-outil. Les machines-outils classiques étaient actionnées à la main et étaient inefficaces. La machine-outil à commande numérique (MOCN) fait partie des machines modernes et est relativement plus efficace. Cependant, le fonctionnement du dispositif de commande de MOCN pour une utilisation ultérieure nécessite une programmation telle que les instructions d'un opérateur de machine déclenchent le programme pour apporter une performance spécifique de la machine-outil. L'in convénient des MOCN est la programmation qui demande un certain temps. L'objectif premier de la présente invention est par conséquent d'offrir un système interactif impliquant un mode de fonctionnement dans lequel il y a un échange continu d'informations sous forme de graphiques entre une machine-outil et un opérateur de la machine-outil de sorte que l'opérateur commande à la machine-outil d'exécuter le programme qui est pré-stocké dans le dispositif de commande de la machine-outil. En même temps que les données de coordonnées de pro fil de la pièce à usiner sont entrées par l'opérateur, la trajectoire réelle est automatiquement éditée par le système interactif afin d'exécuter l'opération de finition. Le travail compliqué et coûteux en temps qui consiste à programmer les opérations que la machine-outil doit réaliser est ainsi évité. La présente invention propose un système interactif entre une machine-outil et un opérateur de la machine-outil, la machine-outil comprenant un dispositif de commande qui comprend une unité centra le et un panneau de commande connecté à l'unité centrale. Le système interactif comprend une unité de stockage connectée à l'unité centrale et comprenant une zone de données publiques et une zone de données de programme, la zone de données publiques étant destinée à stocker temporairement des données de condition de finition qui sont entrées via le panneau de commande du dispositif de commande, la zone de données de programme étant utilisée pour stocker des programmes de finition, et un programme de finition spéciale qui est destiné à réguler le mouvement d'avance d'un outil de la machine-outil; un éditeur de trajectoire de profil disposé dans l'unité centrale et connecté à l'unité de stockage pour convertir une coordonnée de profil de pièce en une trajectoire de profil de pièce réelle et un programme de trajectoire, le quel programme de trajectoire est stocké dans l'unité de stockage; et une unité d'interface à images connectée à l'unité centrale et à l'unité de stockage pour transmettre à l'opérateur un signal spécifique généré par l'unité centrale sous forme d'une image, afin de guider l'opérateur pour entrer une condition de finition dans l'unité de stockage via le panneau de commande, la condition de finition actionnant le dispositif de commande pour créer un signal de commande pour activer l'un des- dits programmes de finition et le programme de finition spéciale pour permettre à la machine-outil d'exécuter une opération de finition. L'unité de stockage peut être une mémoire variable. La zone de données de programme peut stocker un program me de finition de meule et un programme de rectification de pièce à usiner. Le programme de finition de meule peut comprendre des in structions pour un dressage, un taillage à la molette, un profilage à la molette, et une finition de profil. Le programme de rectification de pièce peut comprendre des instructions pour un surfaçage, une rectification croisée, une rectifica tion de gorge et une rectification de forme. Le programme de finition de meule peut être un programme auxiliaire quand le programme de finition de meule est appelé par le programme de rectification de pièce. Le programme de finition spéciale peut être une macro-col- lecte d'instructions destinées à la mise en oeuvre d'un outil de la ma chine-outil. L'invention concerne également une machine-outil compre nant un tel système. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins d'accom pagnement dans lesquels la figure 1 montre un schéma basique d'un mode de réalisa tion préféré de la présente invention; la figure 2 montre le contenu d'un programme de finition spé cifique du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 3 montre un schéma de l'interface à images du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 4 est un cadre de sélection de travail du mode de ré alisation préféré de la présente invention, montrant la sélection du tra vail de finition de meule et de rectification de pièce; la figure 5 montre un cadre de sélection fonctionnelle de la finition de meule du mode de réalisation préféré de la présente inven tion; les figures 6 et 7 montrent le contenu des cadres sélectionnés pour la fonction de finition de profil du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 8 montre un organigramme fonctionnel interactif de la finition de meule du mode de réalisation préféré de la présente in vention; la figure 9 montre un cadre de définition de la fonction de rectification de la pièce à usiner du mode de réalisation préféré de la présente invention; les figures 10 et 11 montrent le contenu de cadres de défini tion de la fonction de rectification de la pièce à usiner du mode de réa lisation préféré de la présente invention; la figure 12 montre un organigramme fonctionnel interactif de la rectification de la pièce à usiner du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 13 montre un cadre de définition de trajectoire de la fonction de finition de profil du travail de finition de meule du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 14 montre un cadre de définition de trajectoire de la fonction de finition de profil du travail de rectification de la pièce à usiner du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 15 montre un cadre d'édition de trajectoire du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 16 montre un organigramme d'exécution de pro gramme de la finition de meule du mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 17 montre un organigramme d'exécution de pro gramme de la rectification de la pièce du mode de réalisation préféré de la présente invention. Comme montré en figure 1, un système interactif homme-ma- chine 10 mis en oeuvre dans la présente invention est disposé dans le dispositif de commande d'une machine à rectifier et comprend une uni té de stockage 12, un éditeur de trajectoire de profil (non représenté sur le dessin) et une unité d'interface à images 14. L'unité de stockage 12 est une mémoire variable et est connectée à l'unité centrale (UC) du dispositif de commande. L'unité de stockage 12 comprend une zone de données publiques 22 et une zo ne de données de programme 24. La zone de données publiques 22 est utilisée pour le stockage temporaire des données de condition de fini tion qui sont transmises depuis le tableau de commande (non représen té sur le dessin) du dispositif de commande. La zone de données de programme 24 comprend un programme de finition de meule de rectifi cation qui peut être exécuté seul, un programme de rectification de pièce, et un programme de finition spéciale 26 qui est un programme de finition de trajectoire, incluant une macro-collecte d'instructions régulant l'action de base telle que l'exécution de la machine-outil de rectification (meule de rectification) et pouvant être appelée par le programme de finition de meule ou le programme de rectification de pièce de l'unité de stockage 14, afin d'exécuter la commande de l'outil. Le contenu du programme de finition de trajectoire est montré en figu re 2, dans laquelle les symboles des paramètres de chaque instruction sont les suivants Première instruction O : code programme Deuxième instruction B : pas de progression de l'avance de l'outil C : nombre de passes libres entre deux avancées d'outil D : nombre variable global de la quantité réelle d'avancées de l'outil de cette finition, qui doit être renvoyé au programme appelé F : vitesse d'avance de finition H : sélection de mode de finition (1 : pièce finie; 0 : pièce non finie) 1 : temps d'arrêt d'étincelage Troisième instruction P : numéro de programme de description de trajectoire (pro gramme auxiliaire) Y : coordonnée de point de départ de la trajectoire sur l'axe Y Z : coordonnée de point de départ de la trajectoire sur l'axe Z K : point de départ de la mesure d'outil E : le point de départ de la trajectoire est-il égal au point de départ de la mesure d'outil ? (1 : oui; 0 : non) D : rayon d'outil Quatrième instruction M30 : fin de programme. L'éditeur de trajectoire de profil est disposé dans l'UC du dis positif de commande et est connecté à l'unité de stockage 12 pour convertir les coordonnées de profil de la pièce en une image du profil réel de la pièce, et le programme de trajectoire qui est stocké dans la zone de données de programme 24 de l'unité de stockage 12. La coor donnée de profil de la pièce mentionnée ci-dessus est entrée par l'opé rateur de la machine via le panneau de commande du dispositif de commande de la machine de rectification. L'unité d'interface 14 est l'écran du dispositif de commande et est utilisée pour transmettre les signaux générés par l'UC à l'utilisa teur sous forme d'images pour guider l'utilisateur afin de stocker les données sur la condition de finition dans l'unité de stockage 12 via le panneau de commande du dispositif de commande. En se référant maintenant à la figure 3, le contenu des données montré par l'unité d'interface 14 inclut une sélection 28 de travail de finition de meule de rectification et une sélection 30 de travail de rectification de pièce. La sélection 28 de travail de finition de meule comporte les sélections fonctionnelles d'un dressage 32, d'un taillage à la molette 34, d'un pro filage à la molette 36, et d'une finition de profil 38. La sélection 30 de travail de rectification de pièce comporte des sélections fonctionnelles de surfaçage 40, de rectification croisée 42, de rectification de gorge 44 et de rectification de forme 46. En fait, les sélections fonctionnel les de la sélection 28 de travail de finition de meule et de la sélection 30 de travail de rectification de pièce sont évolutives. Comme montré en figure 4, la première étape d'utilisation du système interactif 10 est de presser une touche rapide de fonction "GRAPH" 47 du panneau de commande de la machine à rectifier. En réponse, un cadre 48 est montré sur le dispositif de commande. Le ca dre 48 inclut une image de finition de meule 50 et une image de recti fication de pièce 52. En fonction des exigences de la condition de fini tion, l'opérateur de la machine peut sélectionner une touche de finition 54 ou une touche de rectification 56. Quand la touche de finition 54 est pressée, le dispositif de commande montre un autre cadre 58, com me montré en figure 5. Le cadre 58 comporte une image de dressage 60, une image de taillage à la molette 62, une image de profilage à la molette 64, et une image de finition de profil 66. Sous le cadre 58 se trouvent une touche de dressage 68, une touche de taillage à la molette 70, une touche de profilage à la molette 72, une touche de finition de profil 74, et une touche de retrait 76. Quand l'opérateur presse la tou che de finition de profil 74, le dispositif de commande montre un pre mier cadre 78 concernant la fonction de finition de profil, comme montré en figure 6. Le cadre 78 comporte une image de finition de profil 80, une zone de définition de paramètres 82, une touche d'exé cution 84, une touche d'effacement 86 et une touche de retrait 88. La zone de définition de paramètres 82 comporte un numéro de meule, la vitesse de surface de la meule, le diamètre extérieur de la meule, la largeur de la meule, le numéro de rectification à zéro et la coordonnée de hauteur de sécurité de l'axe Y. En référence maintenant à la figure 7, le deuxième cadre 90 comporte une image de finition de profil 92, une zone de définition de paramètres 94, une touche d'exécution 96 et une touche de retrait 98. La zone de définition de paramètres 94 com prend deux établissements de statut d'une nouvelle finition de meule et d'une finition de meule finie. Le contenu de chaque établissement de statut inclut une somme de finition, un incrément de finition, une vi tesse de finition et un numéro de mouvement à vide. L'organigramme fonctionnel de l'image de finition de meule est montré en figure 8. Comme montré en figure 9, quand l'opérateur presse la tou che programmable de rectification 56, le régulateur montre un cadre 100 qui comporte une image de surfaçage 102, une image de rectifica tion croisée 104, une image de rectification de gorge 106 et une image de rectification de forme 108. Sous le cadre 100 se trouvent une tou- che de surfaçage 110, une touche de rectification croisée 112, une tou che de rectification de gorge 114, une touche de rectification de forme 116 et une touche de retrait 118. Comme montré dans les figures 10 et 11, quand l'opérateur presse la touche de rectification de forme 116, l'écran du dispositif de commande montre tous les contenus de défini tion concernant la rectification de forme de la pièce. L'opérateur peut faire une sélection appropriée. L'organigramme fonctionnel interactif de l'image de rectification de pièce est montré en figure 12. La sélection 28 de travail de finition de meule et la sélection 30 de travail de rectification de pièce comprennent en outre une fonc tion d'édition de finition ou une fonction de trajectoire de rectifica tion. Comme montré sur les figures 13 et 14, la trajectoire est éditée en entrant respectivement les cadres de la finition de profil 74 et de la rectification de forme 116. Ensuite, en pressant les touches d'exécu tion 120, 122 sous les sélections de fonction de "édition de la trajec toire un", on obtient le cadre d'édition de trajectoire. L'opérateur entre la coordonnée de profil de pièce dans les deux cadres, le profil réel de la pièce est ensuite montré dans le cadre, comme montré en figure 15, ce qui permet de déterminer la trajectoire de la finition de meule ou le surfaçage, qui peut être stocké. Les organigrammes d'exécution de la finition de meule et de la rectification de la pièce sont montrés sur les figures 16 et 17. Comme décrit ci-dessus, le système interactif 10 de la pré sente invention permet aux données de finition d'être transmises sous forme de graphique ou d'image à l'opérateur via l'unité d'interface 14. L'opérateur est ainsi guidé pour sélectionner la sélection de travail ou pour définir la condition de finition afin de permettre à la machine-ou til d'exécuter le programme de finition. De plus, la trajectoire réelle du profil de pièce peut être éditée automatiquement par le système de la présente invention en entrant la coordonnée du profil de la pièce dans le dispositif de commande du système de la présente invention. En conséquence, la tâche fastidieuse, et coûteuse en temps, d'écriture du programme de finition est supprimée. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été don née qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la pré sente invention. REVENDICATIONS 1. Système interactif entre une machine-outil et un opérateur de la machine-outil, la machine-outil comprenant un dispositif de com mande qui comprend une unité centrale et un panneau de commande connecté à l'unité centrale, ledit système interactif étant caractérisé en ce qu'il comprend une unité de stockage (12) connectée à l'unité centrale et comprenant une zone de données publiques (22) et une zone de don nées de programme (24) et où ladite zone de données publiques (22) est destinée à stocker temporairement des données de condition de fi nition qui sont entrées via le panneau de commande du dispositif de commande et où ladite zone de données de programme est utilisée pour stocker des programmes de finition, et un programme de finition spé ciale (26) qui est destiné à réguler le mouvement d'avance d'un outil de la machine-outil; un éditeur de trajectoire de profil disposé dans l'unité centra le et connecté à ladite unité de stockage (12) pour convertir une coor donnée de profil de pièce en une trajectoire de profil de pièce réelle et un programme de trajectoire, lequel programme de trajectoire est stoc ké dans ladite unité de stockage (12); et une unité d'interface à images (14) connectée à l'unité cen trale et à ladite unité de stockage (12) pour transmettre à l'opérateur un signal spécifique généré par l'unité centrale sous forme d'une ima ge, afin de guider l'opérateur pour entrer une condition de finition dans ladite unité de stockage (12) via le panneau de commande, ladite condition de finition actionnant le dispositif de commande pour créer un signal de commande pour activer l'un desdits programmes de fini tion et ledit programme de finition spéciale (26) pour permettre à la machine-outil d'exécuter une opération de finition. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite unité de stockage (12) est une mémoire variable. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dite zone de données de programme (24) stocke un programme de fini tion de meule et un programme de rectification de pièce à usiner. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit programme de finition de meule comprend des instructions pour un dressage (32), un taillage à la molette (34), un profilage à la molette (36), et une finition de profil (38). 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit programme de rectification de pièce comprend des instructions pour un surfaçage (40), une rectification croisée (42), une rectification de gorge (44) et une rectification de forme (38). 6. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit programme de finition de meule est un programme auxiliaire quand ledit programme de finition de meule est appelé par ledit programme de rectification de pièce. 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit programme de finition spéciale (26) est une macro-collecte d'in structions destinées à la mise en oeuvre d'un outil de la machine-outil. 8. Machine-outil comprenant un système selon l'une quelcon que des revendications précédentes.