Brevet FR3081742A1 — publié le 20191206

La présente invention se rapporte au domaine de l'usinage, notamment de l'usinage par fraisage. Lors d'une opération de fraisage, la vitesse d'avancement et la vitesse de rotation de la fraise sont notamment fonction de l'engagement latéral dans une 15 pièce à usiner. Pour une fraise donnée, tout autre paramètre étant identique, plus l'engagement est important, plus on doit choisir une vitesse faible. L'engagement peut varier, entre un engagement minimum et un engagement maximum, au cours d'une phase d'usinage de la pièce ; on doit alors choisir 20 une vitesse d'avance et une vitesse de rotation fixes, correspondant aux vitesses préconisées pour l'engagement maximum, c'est-à-dire les conditions de coupe les moins contraignantes pour l'outil. Dans ces conditions, le temps d'usinage n'est pas optimisé, puisque les vitesses sont minimales, mais l'outil est préservé. 25 Le but de l'invention est de proposer un procédé de fraisage pour optimiser le temps d'usinage lorsque l'engagement latéral de la fraise varie. 1 Pour atteindre son but, l'invention propose un procédé d'usinage d'une pièce 30 finie à partir d'une pièce brute à l'aide d'un outil, dans lequel : 2 - on introduit dans des moyens de mémoire de la machine des paramètres d'outil comprenant au moins une courbe de comportement pour l'outil, représentant une vitesse d'avance et/ou de rotation en fonction d'un engagement de l'outil ; on introduit dans des moyens de mémoire de la machine au moins un programme d'usinage définissant un parcours d'usinage pour l'outil afin de réaliser la pièce finie ; - on calcule, pour au moins plusieurs positions du parcours, un engagement courant de l'outil ; et, - on calcule pour chacune de ces positions, à l'aide de l'engagement et des paramètres d'outil, une vitesse d'avance courante et/ou une vitesse de rotation courante pour ledit outil. On peut notamment utiliser un outil de fraisage. Les paramètres de cet outil de 15 fraisage peuvent être une longueur et un diamètre de cet outil. Avantageusement, les moyens de mémoire comprennent des premiers moyens de mémoire pour y stocker les paramètres d'outils et des deuxièmes moyens de mémoire, différents des premiers, pour y stocker le programme. 20 Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en élévation, d'une fraise en cours 25 d'usinage d'une pièce ; la figure 2 est une vue de la fraise de la figure 1, isolément ; la figure 3 est une vue de dessus de la pièce de la figure 1; et, la figure 4 est un ensemble de courbes représentant des vitesses de rotation et d'avance, pour la fraise, en fonction de la valeur de 30 l'engagement latéral de la fraise dans la pièce. -3 La figure 1 illustre une pièce 1 en cours d'usinage au moyen d'un outil 2. Dans l'exemple illustré, l'outil est une fraise 2. La fraise a un diamètre D et d'une longueur L, mesurée au-delà du cône de fixation 3. La fraise est montée sur 5 une machine de fraisage, non représentée aux figures. Dans l'exemple illustré, la pièce 1 est réalisée à partir d'une pièce brute, ici un bloc 5 sensiblement parallélépipédique. L'usinage a pour but de retirer de la matière 6 au bloc 5 afin de réaliser un épaulement de la pièce 1. Cet 10 épaulement à une hauteur H4 constante depuis une surface supérieure 4 du bloc et une largeur variable. La figure 3 représente une vue de dessus de la surface supérieure 4 de la pièce 1. La partie 6 du bloc 5, enlevée par la fraise 2, y est représentée par un trait mixte à double tiret. Comme illustré à la figure 3, un déplacement de la fraise dans le bloc 5 est défini par un parcours rectiligne entre deux points Pl et P2 d'extrémité de la surface supérieure 4 de la pièce 1. Chacun des points d'extrémité P1 et P2 est défini par ses coordonnées respectives (X1,Y1,Z1) et (X2,Y2,Z2). Un point courant Pi, de coordonnées (Xi,Yi,Zi), est représenté à la figure 3. Au point courant Pi la fraise est engagée d'un engagement courant AEi dans le bloc 5. La fraise se déplace avec une vitesse linéaire horizontale V et une vitesse de rotation N. A mesure de son parcours entre les points P1 et P2, l'engagement courant AEi de la fraise 2 dans le bloc 5 augmente d'une valeur AE1 à une valeur AE2. Selon l'invention, on calcule des vitesses courantes Vi, Ni de la fraise 2 au 30 point courant Pi en fonction de l'engagement courant AEi. Avantageusement -4 ces vitesses sont calculées automatiquement par la machine à partir de paramètres de la fraise, notamment de courbes de comportement N(AE) et V(AE) de vitesses N et V en fonction de l'engagement AE. 5 Un exemple de telles courbes est illustré à la figure 4. Les courbes pleines relient des valeurs discrètes obtenues par calcul ou expérimentalement. Les courbes en pointillés sont les courbes de régression obtenues à partir des valeurs discrètes ; les équations des courbes de régression sont notées à la figure. Ce sont ces équations qui sont introduites dans la machine et utilisées 10 par la machine pour calculer des valeurs successives des vitesses Vi, Ni en tout point courant Pi. Ainsi, en introduisant en mémoire de la machine une courbe de comportement définissant pour l'outil une vitesse d'avance et une vitesse de rotation en 15 fonction de l'engagement, il est possible de faire correspondre, en tout point Pi du trajet, une vitesse d'avance Fi et une vitesse de rotation Ni. Les vitesses d'avance et de rotation sont alors optimisées en tout point Pi du trajet d'usinage. Le débit de copeau et l'usure de l'outil sont optimisés et la performance de la machine est maximale. 20 Il est particulièrement avantageux que les paramètres de coupe, notamment les données d'outil et les courbes de comportement, soient introduites dans la machine indépendamment du programme de coupe, définissant le parcours de la fraise. 25 En effet, selon les pratiques de l'art antérieur, en cas de changement d'outil, les paramètres d'outils devaient être changés directement dans le programme définissant la pièce. Cette opération est longue et fastidieuse lorsque le programme est long ; un tel programme peut en effet comporter plusieurs centaines de lignes de code. 5 Au contraire, selon l'invention : - le programme contient uniquement les paramètres de la pièce, c'est-à-dire principalement le parcours d'usinage, par exemple défini par les coordonnées 5 de points successifs PI, P2 et la profondeur d'engagement AE pour chacun de ces points. - une mémoire de la machine contient les paramètres d'outil, notamment la longueur L, le diamètre D de l'outil et les courbes de comportement donnant les vitesses linéaires F(AE) et les vitesses de rotation N(AE) optimales. 10 Il est donc possible de changer l'outil sans devoir modifier le programme. Ainsi, si l'on remplace un outil ayant un diamètre de 50 mm par un outil dont le diamètre est de 150 mm, il suffit de modifier les paramètres d'outil D, V(AE) et N(AE) dans la mémoire de la machine; il n'est pas utile de modifier 15 le programme. Grâce à cette configuration, le changement d'outil est plus rapide et plus simple. Cette méthode permet une plus grande flexibilité dans les ateliers utilisant plusieurs types de machines dont les caractéristiques diffèrent. 20 Ainsi, si dans un même atelier on a: une machine dédiée aux rotations de broches élevées, utilisant des fraises de faible diamètre ; et, une machine lourde dédiée aux avances importantes avec des fraises de 25 fort diamètre ; une méthode et une configuration selon l'invention permettent de jouer le même programme sur les deux machines, sans avoir à le modifier, puisque les paramètres outils L, D, V(AE) et N(AE) sont enregistrés indépendamment du programme dans une mémoire de la machine et non dans le programme. 30 6 Une méthode et une configuration selon l'invention permettent un gain de temps et de flexibilité. Le risque de pannes est réduit et la disponibilité des machines sur lequel le programme est joué augmente. 5 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés qui viennent d'être décrits mais, au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être lo apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. REVENDICATIONSI. Procédé d'usinage d'une pièce finie (1) à partir d'une pièce brute (5) à l'aide d'un outil (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on introduit dans des moyens de mémoire de la machine des paramètres d'outil comprenant au moins une courbe de comportement pour ledit outil, représentant une vitesse d'avance (V) et/ou de rotation (N) en fonction d'un engagement (AE) dudit outil ; - on introduit dans des moyens de mémoire de la machine au moins un programme d'usinage définissant un parcours d'usinage pour l'outil afin de réaliser ladite pièce finie ; on calcule, pour au moins plusieurs positions (Pi) dudit parcours, un engagement courant (AEi) de l'outil ; et, - on calcule pour chacune desdites positions (Pi), à l'aide dudit engagement (AEi) et desdits paramètres d'outil, une vitesse d'avance courante (Vi) et/ou une vitesse de rotation courante (Ni) pour ledit outil. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise un outil de fraisage. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisée en ce que les paramètres d'outil comprennent une longueur (L) et un diamètre (D) de l'outil. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mémoire comprennent des premiers moyens de mémoire - 8 pour y stocker les paramètres d'outils et des deuxièmes moyens de mémoire, différents de premiers, pour y stocker le programme.