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PRO
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DANS
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Est-a
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Etre
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SP 2
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Sys
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Tre
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Rela
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Rno
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SPZ
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2516837A1
Family ID 22397448
Probable Assignee Yamazaki Mach Works
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE DETERMINATION D'UN SYSTEME DE COORDONNEES DANS UN
CENTRE D'USINAGE
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE DE DETERMINATION D'UN SYSTEME DE COORDONNEES DANS UN CENTRE
D'USINAGE.
LE CENTRE1 D'USINAGE EST EQUIPE D'UNE UNITE2 DE COMMANDE PRINCIPALE A
LAQUELLE SONT RELIEES UNE MEMOIRE5 D'ENREGISTREMENT DES PROGRAMMES,
UNE UNITE6 DE DECISION DES CHANGEMENTS D'OUTILS, UNE MEMOIRE FICHIER7
DES OUTILS, UNE UNITE9 DE CALCUL DES COORDONNEES ET UNE UNITE10 DE
COMMANDE DES ARBRES11A, 11B ET 11D. DES TRANSDUCTEURS12A, 12B ET 12D,
RELIES A L'UNITE9 DE CALCUL PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN COMPTEUR13,
CREENT DES IMPULSIONS DE POSITIONNEMENT SYNCHRONISEES AVEC LA ROTATION
DES ARBRES DES MOTEURS. UN POINTK DE REFERENCE, REPERE SUR LA PIECE3,
EST FIXE PAR RAPPORT AU POINT ZERO PROGRAMMEPZP EN UN ENDROIT
PREDETERMINE D'UN AXE DE COORDONNEE DONT L'ORIGINE COINCIDE AVEC LE
POINT ZERO PROGRAMME. ON CALCULE LES VALEURS DES COORDONNEES MACHINE
DU POINT DE REFERENCE PAR APPORT AU POINT ZERO MACHINE EN FAISANT
COINCIDER UNE PARTIE DE L'OUTIL17 SERVANT DE REFERENCE AVEC LE POINTK
DE REFERENCE. LORS D'UN CHANGEMENT D'OUTIL, LA VALEUR DE LA COORDONNEE
MACHINE DU POINT ZERO PROGRAMME DANS LA DIRECTION DE L'AXE DE LA
BROCHE EST CORRIGEE CONFORMEMENT A LA DIFFERENCE DE LONGUEUR DES DEUX
OUTILS. CE PROCEDE PERMET DE CALCULER SANS RETARD LES VALEURS DES
COORDONNEES MACHINE DU POINT ZERO PROGRAMME, MEME EN CAS DE CHANGEMENT
D'OUTIL DANS LE CENTRE D'USINAGE.
Description
_________________________________________________________________
l Procede de determination d'un systeme de coordonnees dans un centre
d'usinage.
La presente invention se rapporte a un procede de determina- tion d'un
systeme de coordonnees dans un centre d'usinage, dans lequel le
changement d'outil s'effectue apres que le porte-outil a ete ramene a
l'origine des axes des coordonnees machine.
Generalement, pour que le centre d'usinage execute l'usinage demande,
il faut etablir un programme d'usinage Lorsqu'on etablit ce programme
d'usinage, il n'y a aucun moyen de connaitre la position dans laquelle
se trouve une piece a usiner, par rapport au point origine des axes de
coordonnees machine(designe ci-apres par l'appellation "point zero
machine" ou PZM) Un systeme de coordonnees est donc choisi
independamment dans le programme et, lorsque l'usinage s'effectue
pratiquement, les valeurs des coordonnees machine X 0, Yo et Zo du
point origine des axes de coordonnees choisi dans le programme (desi-
gne ci-apres par l'appellation "point zero programme'r ou PZP), par
rapport au point zero mnachine PZM dans la direction des axes X et Y
(paralleles au plan de la feuille de la figure 1) et dans la direction
de l'axe Z (perpendiculaire au plan de la feuille de la figure 1),
sont intro- duites dans le centre d'usinage En consequence, les
valeurs des coor- donnees du point de depart des usinages dans le
programme, par exem- ple le point Pl (xl, yl, zl), exprimees en
fonction des valeurs des coor- donnees par rapport au point zero
programme PZP, sont converties en valeurs des coordonnees machine (Xl,
Y 1, Z 1) par rapport au point zero machine PZM et l'outil est deplace
au point de coordonnees machine
(Xl, Y 1, Zl) pour effectuer l'usinage requis.
Jusqu'a present, l'introduction des valeurs des coordonnees ma- chine
(Xo, Yo, Zo) du point zero programme PZP etait effectuee par un
operateur qui mesurait par un procede approprie la distance separant
le point zero programme PZP du point zero machine PZM, apres le mon-
tage de la piece 3 sur la machine, et qui introduisait, par
l'intermediai- re d'un clavier ou d'un dispositif analogue, la
distance mesuree Selon ce procede bien connu, il faut passer par le
stade de mesure des valeurs
16837 de coordonnees (Xo, Yo, Zo) avant de s'occuper de l'usinage, ce
qui a pour consequence un temps de preparation assez long et une tache
peu pratique pour l'operateur.
Selon un autre procede propose, les valeurs des coordonnees (Xo, Yo,
Zo) sont determinees a l'avance afin d'eliminer la necessite de la
mesure de la distance par l'operateur Cependant, ce procede ne-
cessite le montage de la piece 3 sur la machine avec un degre eleve de
precision peu pratique a realiser et au prix de beaucoup de peine et
de temps. Dans le cas d'une machine unifonctionnelle qui n'utilise pas
de changement d'outil, telle qu'une perceuse a commande numerique, on
peut conduire la machine en utilisant la position initialement reglee
de l'outil comme point zero programme PZP Cependant, ce procede n'est
pas applicable a un centre d'usinage qui utilise divers outils ayant
des longueurs variees dans la direction de l'axe de la broche,
c'est-a-dire dans la direction de l'axe Z, car l'outil ne peut pas
etre ramene au point zero programme PZP si sa portee est modifiee en
raison du changement d'outil L'operateur est donc oblige de mesurer et
d'introduire le point de coordonnees (Xo, Yo, Zo) chaque fois qu'il
opere un changement d'outil, ou de deplacer l'outil au point zero
programme PZP au moyen d'une instruction manuelle et d'effectuer un
nouveau positionnement du point zero programme PZP, bien qu'en
pratique un tel positionnement soit souvent rendu impossible du fait
de la continuation de l'usinage Il n'est donc pas pratique d'adopter
le procede de commande de machine unifonctionnelle pour commander la
position de l'outil dans un centre d'usinage.
Cet inconvenient est particulierement grave dans le cas d'usi- nage
par petites quantites d'une piece 3 de forme relativement-simple, le
point zero programme PZP etant repere directement sur la piece.
Dans ce cas, le rendement de l'operation d'usinage diminue de maniere
peu souhaitable, du fait que l'operateur doit mesurer et introduire
les valeurs de coordonnees (Xo, Yo, Zo) mentionnees ci-dessus, bien
qu'il desire vivement demarrer l'usinage.
En consequence, un objet de la presente invention est de fournir
16837 un procede perfectionne de determination d'un systeme de
coordonnees dans un centre d'usinage, qui permet d'eliminer, quel que
soit le chan- gement d'outil, la mesure du point zero programme PZP
dans le sys- teme de coordonnees machine et le positionnement repete
de ce point zero programme PZP, de maniere a reduire le temps de
preparation et a soulager la tache de l'operateur en surmontant les
difficultes de- crites ci-dessus de l'art anterieur.
Un autre objet de la presente invention est de fournir un proce- de
perfectionne de determination d'un systeme de coordonnees dans un 1 o
centre d'usinage, qui permet d'eliminer la necessite du montage de la
piece par rapport au point zero machine PZM avec un degre eleve de
precision peu pratique a realiser.
La presente invention a encore pour objet de fournir un procede
perfectionne de determination d'un systeme de coordonnees dans un cen-
tre d'usinage, qui permet a l'operateur de demarrer immediatement
l'usinage lorsque le point zero programme PZP a ete repere sur la
piece.
A cet effet, la presente invention fournit un procede de determi-
nation d'un systeme de coordonnees dans un centre d'usinage, ce pro-
201 cede comprenant les stades suivants: fixation d'un point de
reference par rapport a un point zero programme en un endroit
predetermine d'un axe de coordonnee dont l'origine coincide avec le
point zero programme; calcul et determination des valeurs des
coordonnees machine du point de reference par rapport a un point zero
machine en faisant coincider une partie de l'outil servant de
reference avec le point de reference; calcul et determination des
valeurs des coordonnees machine du point zero programme a partir du
point de reference; et correction, lors d'un changement d'outil, des
valeurs des coordonnees machine du point zero programme, conformement
a la difference de longueur des deux outils, en extrayant les donnees
relatives a la longueur des outils d'une me- moire fichier dans
laquelle sont memorisees les longueurs d'outils dans la direction de
l'axe de la broche de la machine-outil.
La presente invention sera bien comprise a la lecture de la des-
cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans
les- quels les figures 1 et 2 sont des vues en plan representant la
rela- tion de position entre un point zero machine PZM et un point
zero pro- gramme PZP; et la figure 3 est un schema fonctionnel de
commande d'un exem- ple de centre d'usinage auquel s'applique la
presente invention.
La figure 3 represente un centre 1 d'usinage equipe d'une unite
Z de commande principale a laquelle sont reliees une memoire 5 d'en-
registrement des programmes dans laquelle est stocke un programme
d'usinage etabli sur la base d'un point zero programme PZP, une unite
6 de decision des changements d'outils, une memoire fichier 7 des ou-
tils dans laquelle sont stockees des DONNEES telles que la longueur,
le diametre etc des outils utilises pour l'usinage, une unite 9 de
cal- cul et de determination des coordonnees, une unite 10 de commande
des arbres, etc
Des moteurs de commande 1 l A, ll B et ll D entrainant respec-
tivement les arbres suivant les axes X, Y et Z, sont connectes a
l'uni- te 10 de commande des arbres Ces moteurs de commande li A, ll B
et 1 l D sont equipes de transducteurs 12 A, 12 B et 12 D prevus pour
creer des impulsions S Pi, SP 2 et SP 3 de positionnement en
synchronisation avec la rotation des arbres des moteurs de commande ll
A, ll B et ll D. Ces transducteurs 12 A, 12 B et 12 D sont relies a
l'unite 9 de calcul et de determination des coordonnees par
l'intermediaire d'un compteur 13 au- quel est relie egalement un
interrupteur 16 a bouton-poussoir.
Pour faire fonctionner le centre 1 d'usinage construit comme on vient
de le decrire, l'operateur deplace l'outil 17 depuis le point zero
machine PZM represente a la figure 1, jusqu'a un point K de reference
repere sur la piece 3 et designe sur les dessins d'usinage, afin de
faire coincider avec ce point K de reference une partie de l'outil 17
servant de reference, par exemple la pointe de cet outil.
Le deplacement de l'outil 17 est effectue par la rotation des arbres
des moteurs de commande 1 l A, 11 B et ll D conformement aux
instructions donnees par l'unite 2 de commande principale par l'inter-
mediaire de l'unite 10 de commande des arbres Pendant le deplacement
de l'outil 17, les transducteurs 12 A, 12 B et 12 D creent des
impulsions SPI, SP 2 et SP 3 de positionnement en synchronisation avec
la rotation des arbres des moteurs respectifs, de sorte que la
position de l'outil 17 par rapport au point zero machine PZM peut Utre
connue par une addi- tion et une soustraction correctes du nombre des
impulsions, effectuees par le compteur 13, compte tenu des sens de
rotation des arbres des rno- teurs respectifs l IA, 113 B et 1 i D
Lorsque l'outil a atteint le point o sa partie servant de reference
coincide avec le point K de reference, l'ope- rateur appuie sur
l'interrupteur 16 a bouton-poussoir de sorte qu'une im- pulsion de
commande SEP est envoyee par l'interrupteur 16 au compteur 13 Ce
dernier bloque alors les nombres TX, TY, TZ d'impulsions S Pi, SPZ 2
et SP 3 atteints respectivement pour les moteurs 11 A, 11 B et 11 D au
moment de l'application de l'impulsion de commande SEP Les valeurs
bloquees sont envoyees a l'unite 9 de calcul et de determination des
coor- donnees.
Lorsqu'elle recoit les nombres TX, TY et TZ d'impulsions, l'unite 9
calcule les valeurs de coordonnees machine (Xk, Yk, Zk) du point K de
reference de la piece 3, et elle considere ce point K de refe- rence
commre etant le point zero programme PZP dont les valeurs de
coordonnees Xo, Yo, Zo sont respectivementagales a Xk, Yk, Zk, ce qui
permet de determiner un systemne de coordonnees dont l'origine coin-
cide avec le point zero programmnre PZP.
Apres la determination de ce systeme de coordonnees, l'unite 2 de
commandle principale envoie une instruction pour demarrer l'usinage
effectif En reponse a cette instruction, l'unite 9 de calcul extrait
de la rnmemoire 5 d'enregistrement des programmes le programme
d'usinage PRO etabli sur la base du point zero programme PZP et elle
convertit les valeurs des coordonnees (xl, yl, zl) du point Pl (figure
1) dans le programme PRO en valeurs de coordonnees machine (Xl, Y 1, Z
1) en uti- lisant les valeurs de coordonnees (Xo, Yo, Zo) du point
zero programme PZP L'unite 10 de commande des arbres actionne ensuite
les moteurs de commande 11 A, 11 B et 11 D en conformite avec les
valeurs des coor- donnees machine calculees (XI, Yl, Z 1) afin de
deplacer l'outil 17 jus- qu'au point Pl qui represente la position de
depart des usinages.
16837
Le programme d'usinage PRO se deroule ensuite successive- ment en
fonction des valeurs des coordonnees machine (X, Y, Z).
Lorsqu'apparait une demande de changement d'outil apres que l'outil 17
a termine son usinage, cet outil 17 est ramene de force, avec la
broche qui le maintient, au point zero machine PZM Pendant ce temps,
l'unite 6 de decision du changement d'outil choisit l'outil 17 qui
doit rem- placer l'outil 17 utilise jusqu'a alors, et extrait la
longueur LI de ce nouvel outil 17 dans la direction de l'axe Z,
c'est-a-dire dans la direc- tion de la broche supportant l'outil 17 La
longueur LI ainsi extraite est transmise a l'unite 9 de calcul, Cette
derniere compare alors la longueur
Li avec la longueur L 2 de l'outil qui etait utilise pour determiner
les va- leurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du point zero
programme PZP Lorsque les longueurs LI et-L 2 ne sont pas egales entre
elles, la valeur de la coordonnee machine Zo du point zero programme
PZP dans la direction de l'axe Z est modifiee apres le changement de
l'outil 17 Il faut donc corriger la valeur de la coordonnee Zo en
conformite avec la longueur Ll du nouvel outil Ceci revient a dire que
les valeurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du point zero
programme PZP sont determinees par la distance de deplacement de
l'outil 17 par rapport au point zero machine MZP lorsque la partie de
l'outil 17 servant de refe- rence est deplacee en conformite avec le
point K de reference Toute mo- dification de la longueur Ll, L 2 de
l'outil dans la direction de l'axe de la broche provoque donc
naturellement une modification de la distance du deplacement dans la
direction de l'axe Z vers le point K de reference, c'est-a-dire du
nombre TZ d'impulsions et, donc, de la valeur de la coordonnee Zo.
Lorsque le changement d'outil est termine, l'unite 2 de comman- de
principale ramene l'outil 17, par l'intermediaire de l'unite 10 de
com- mande des arbres, au point zero programme PZP en conformite avec
la valeur corrigee de la coordonnee Zo et elle passe immediatement au
stade suivant d'usinage conformement au programme d'usinage PRO Il va
sans dire qu'aucune correction de la valeur de la coordonnee Zo n'est
necessaire lorsque la longueur LJ du nouvel outil est egale a la
longueur
L 2 de l'outil utilise auparavant.
Dans l'exemple de realisation decrit ci-dessus en relation avec la
figure 1, le point K de reference est choisi de maniere a coincider
avec le point zero programme PZP et les valeurs des coordonnees ma-
chine (Xk, Yk, Zk) du point K de reference sont utilisees comme
valeurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du point zero programme
PZP.
Cette solution n'est cependant pas la seule et, comme le comprendra
fa- cilement l'homme de l'art, les valeurs des coordonnees machine
(Xo,
Yo, Zo) du point zero programme PZP peuvent Utre calculees et deter-
minees de la maniere suivante, Comme le represente la figure 2, le
point K de reference est fixe en un point predetermine (xk, yk, zk)
d'un systeme de coordonnees dont l'origine est situee au point zero
program- me PZP, et on calcule et on determine les valeurs des
coordonnees ma- chine (Xk, Yk, Zk) du point K de reference en faisant
co'incider la partie de l'outil 17 servant de reference avec le point
K de reference Dans ce calcul, les valeurs des coordonnees (xk, yk,
zk) mentionnees ci- dessus sont introduites dans l'unite 9 de calcul
et de determination des coor- donnees, par l'intermediaire d'un moyen
approprie d'introduction tel que le programme d'usinage PRO ou le
clavier, afin que cette unite 9 puisse calculer et determiner les
valeurs des coordonnees machine (Xo,
Yo, Zo) du point zero programme PZP. pour calcujer et determiner Comme
on vient de le decrire, suivant la presente invention,/les valeurs des
coordonnees machine (Xk, Yk, Zk) d'un point K de reference, on fixe le
point K de reference par rapport au point zero programme en un point
(xk, yk, zk) d'un systeme de coordonnees dont l'origine c 6 incide
avec le point zero programme PZP et on fait ensuite coincider la
partie de l'outil 17 servant de reference avec le point K de reference
Les va- leurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du point zero
programme
PZP sont ensuite calculees et determinees a partir du point K de
refe-. rence En outre, lorsqu'un changement d'outil est opere, la
valeur de coordonnee machine Zo du point zero programme PZP est
corrigee en conformite avec la difference entre les longueurs L 1 et L
2 des outils qui participent a ce changement.
On peut donc eliminer completement la tache peu commode de mesure
manuelle des valeurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du point
zero programme PZP par l'operateur, ainsi que le positionnement repete
du point zero programme PZP a chaque changement d'outil.
La presente invention permet donc de reduire de maniere re- marquable
le temps de preparation et de soulager effectivement l'opera- teur. En
outre, puisque les valeurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du
point zero programme PZP sont determinees apres le montage de la piece
3 sur la machine, l'operateur est debarrasse de la tache peu commode
de montage de la piece 3 avec un degre eleve de precision, peu
pratique a realiser, par rapport au point zero machine PZM, de sorte
que le montage de la piece peut s'effectuer rapidement et facilement
Cet avantage est particulierement interessant dans le cas d'usinage
par pe- tites quantites d'une piece de forme relativement simple, le
point zero programme PZP etant repere sur la piece, car dans ce cas la
machine peut commencer immediatement l'usinage simplement en faisant
coinci- der la position de l'outil avec le point zero programme PZP,
c'est-a-dire en utilisant le point zero programme PZP comme point K de
reference, ce qui assure une amelioration remarquable du rendement du
travail d'usinage. En fixant le point K de reference en conformite
avec le point zero programme PZP, on peut obtenir directement la
coincidence des valeurs des coordonnees machine (Xk, Yk, Zk) du point
K de reference avec les valeurs des coordonnees (Xo, Yo, Zo) du point
zero programme PZP De ce fait, on peut eliminer le calcul effectue
pour determiner les valeurs des coordonnees machine du point zero
programme PZP a partir des valeurs des coordonnees machine du point K
de reference, et obtenir une determination proportionnellement plus
rapide des valeurs des coor- donnees machine du point zero programme
PZP, determination qui per- met a son tour une vitesse plus grande de
commande.
La presente invention n'est pas limitee aux exemples de reali- sation
qui viennent d'etre decrits, elle est au contraire susceptible de
variantes et de modifications qui apparaitront a l'homme de l'art.
16837
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de determination d'un systeme de coordonnees dans un centre
(1) d'usinage, caracterise en ce qu'il comprend les stades de fixation
d'un point (K) de reference par rapport a un point zero programme
(PZP) en un endroit predetermine d'un axe de coordonnee dont l'origine
coincide avec le point zero programme (PZP); calcul et determination
des valeurs des coordonnees machine (Xk, Yk, Zk) de ce point de
reference par rapport a un point zero machine (PZM) en faisant
coincider une partie de l'outil (17) servant de reference; calcul et
determination des valeurs des coordonnees machine (Xo, Yo, Zo) du
point zero programme (PZP) a partir du point de reference; et
correction, lors d'un changement d'outil, des valeurs des coordonnees
machine du point zero programme, conformement a la difference de
longueur des deux outils, en extrayant les donnees relatives a la
longueur des outils d'une memoire fichier (7) dans laquelle sont
memorisees les longueurs d'outils dans la direction de l'axe de la
broche de la machine-outil.
2 Procede de determination d'un systeme de coordonnees dans un centre
(1) d'usinage suivant la revendication 1, caracterise en ce que le
point (K) de reference est fixe en conformite avec le point zero
programme (PZP).
3 Procede de determination d'un systeme de coordonnees dans un centre
(1) d'usinage suivant l'une des revendications 1 et 2, caracterise en
ce qu'un point repere sur la piece est utilise comme point zero
programme (PZP).
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