FR3023203A1

FR3023203A1 - Procede et moyen de mesure de la longueur d'un outil monte sur une machine-outil a commande numerique et d'etalonnage de ladite machine.

Info

Publication number: FR3023203A1
Application number: FR1456504A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marie Gravier
Original assignee: Mecanumeric
Current assignee: Mecanumeric
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2016-01-08
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: FR3023203B1

Abstract

Moyen de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine, celle-ci comprenant : - un mandrin porte-pièce (13) accouplé à un moyen moteur et porté en rotation par des paliers, - une broche porte-outil (14) dotée d'un outil (10) dont la longueur est à mesurer, apte à être entraînée par deux moyens d'entraînements en translation selon au moins deux axes perpendiculaires l'un à l'autre, ce moyen de mesure et d'étalonnage étant caractérisé par deux zones d'appui associées au mandrin et fixes par rapport à ce dernier, les deux zones d'appui étant écartées l'une de l'autre et étant sécantes à deux plans géométriques radiaux à un axe géométrique (O) confondu avec l'axe de rotation du mandrin et angulairement écartés l'un de l'autre, et que ledit moyen de mesure comprend : - une unité de traitement de l'information, apte à réaliser des opérations de calculs mathématiques et dotée d'un bloc mémoire, - un codeur lié cinématiquement au moyen moteur, connecté électriquement à l'unité de traitement de l'information et apte à détecter le mouvement de rotation du mandrin sous l'effet d'un contact de l'extrémité libre de l'outil sur une zone d'appui, cette rotation étant caractéristique de ce contact, et à délivrer une information à l'unité de traitement de l'information lorsque ce mouvement de rotation est détecté,

Description

PROCÉDÉ ET MOYEN DE MESURE DE LA LONGUEUR RELATIVE D'UN OUTIL MONTÉ SUR UNE MACHINE-OUTIL À COMMANDE NUMÉRIQUE ET D'ÉTALONNAGE DE LADITE MACHINE. Domaine technique.

La présente invention concerne un procédé et un moyen de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une machine-outil à commande numérique et d'étalonnage de ladite machine. Elle s'applique particulièrement dans le domaine des machines-outils à commande numérique de faibles dimensions utilisées par exemple dans les domaines de l'horlogerie, la bijouterie, l'orthopédie et le dentaire, notamment pour la fabrication de prothèses dentaires, et par exemple les couronnes dentaires. État de la technique antérieure. Pour mémoire, une machine-outil à commande numérique est un moyen de fabrication par enlèvement de matière piloté par ordinateur, mettant en oeuvre un outil coupant ou un outil abrasif pour l'usinage d'une pièce brute dans le but d'obtenir une pièce de forme et de dimensions voulues, cet outil étant fixé à une broche porte-outil. Dans le domaine des machines-outils à commande numérique (MOCN), le point sur l'outil de coupe générant la surface usinée, appelé point générateur de l'outil, est le point que va piloter le programme d'usinage lors de son exécution. Afin de pouvoir assurer un usinage, il est donc nécessaire pour la MOCN de connaître la position exacte de ce point. A cet effet, il est indispensable de mesurer les dimensions de l'outil ou plus précisément la distance entre l'origine porte-outil et le point générateur de l'outil.

Dans cette optique, il est utilisé des bancs de préréglage, verticaux ou horizontaux, selon que le type d'usinage soit relatif à une opération de fraisage ou de tournage. Ces bancs sont des machines de mesures, de contrôles et de réglages des outils de coupe, indépendantes des MOCN. La mesure d'outils à l'extérieur de la MOCN n'est possible que si la perte de précision due à la mise en position de ces outils sur celle-ci est négligeable par rapport à la précision désirée lors de l'usinage. Il est donc nécessaire, pour un usinage requérant une précision importante, de réaliser la mesure d'outil directement dans la machine, l'outil étant en place dans la broche porte-outil. Par ailleurs, ces machines sont onéreuses, et ce type de mesure d'outil requiert une immobilisation de l'outil pendant une durée particulièrement importante. On connaît, comme moyen de mesure et de contrôle des dimensions d'outils coupants in situ, l'usage d'un palpeur, formé par un plateau de palpage, fixé à une table d'usinage d'une MOCN, par exemple, par griffes de serrage. Lorsque le plateau de palpage est dévié de sa position de repos par un contact mécanique avec l'outil, un signal est alors transmis à la commande numérique de manière à déterminer les dimensions de l'outil palpé. Les données d'outils ainsi acquises sont mémorisées dans la mémoire de la MOCN pour d'éventuels calculs ultérieurs dans le programme d'usinage. On connaît également la mesure optique sans contact des dimensions de l'outil par l'usage d'un faisceau laser. Ce type de dispositif est composé d'un émetteur et d'un récepteur. Du fait que la mesure est réalisée sans contact, le risque de collision entre le moyen de mesure et l'outil est évité.

Les moyens de mesure in situ sont connectés à la MOCN pour la transmission des informations et leur alimentation. Ils participent à l'amélioration de la précision dimensionnelle des pièces usinées. Cependant, ils sont couteux et complexes à mettre en oeuvre, du fait de leur structure et des technologies employées. Par ailleurs, ces moyens ne sont pas intégrés à la machine, mais sont à incorporer dans celle-ci. De plus, ces différentes solutions techniques ne sont pas adaptées aux MOCN de petite taille du fait des faibles dimensions de l'espace de travail de ce type de machine. Le document US2002102915 présente une méthode pour déterminer les données de position d'un outil monté sur une MOCN, selon laquelle l'outil, animé d'une faible vitesse de rotation, est amené au contact d'une surface de référence, d'une géométrie connue, présente sur la pièce à usiner. Un capteur détecte lorsque la rotation de l'outil est freinée par le phénomène de friction du à son contact avec la pièce. La position de l'outil selon son axe d'avance est alors 30 déterminée. Le document EP1897656 présente une méthode pour déterminer l'origine de l'outil d'une machine en amenant l'extrémité coupante de cet outil au contact d'une des surfaces d'une pièce à usiner fixée à la table d'usinage de la machine.

Un couple de faible intensité est ensuite appliqué à l'outil, et l'outil est écarté de la pièce. Les coordonnées de l'outil sont enregistrées lorsque sa rotation est détectée par un capteur. Les méthodes traitées par les documents précédemment cités présentent toutes l'inconvénient de mettre en contact un outil coupant en rotation avec une surface de la pièce à usiner. Il résulte de ce contact un endommagement de la surface à usiner et de l'outil de coupe. Ces méthodes ne sont donc pas appropriées pour l'usinage d'une pièce dont l'état de surface doit respecter des tolérances précises. Par ailleurs, l'usure progressive de l'outil engendre une perte de la précision pour la détermination des données de position de l'outil. Le document US6953383 présente une méthode pour déterminer les données de position de l'un des outils que possède une machine, la machine en possédant deux. Le premier outil, dont les données de position sont à déterminer, est amené au contact d'une surface du second outil dont les données de position sont connues. Préalablement, le second outil est mis en rotation à faible vitesse, de sorte que lorsque le premier outil entre en contact avec le second, la vitesse de rotation de ce dernier est réduite de façon significative. Ce changement de vitesse est détecté par un capteur, et les données de position du premier outil peuvent être déterminées.

Cette méthode présente l'inconvénient de mettre un premier outil en contact avec un second outil animé en rotation. Il est évident qu'un endommagement des outils va résulter de ce contact. En outre, l'usure des outils provoque une perte de précision dans la détermination des données de position de l'outil.

Par ailleurs, il est indispensable d'étalonner la machine-outil à commande numérique afin de connaître la position exacte de la pièce à usiner. Il est apparu que les moyens d'étalonnage de machines-outils existant proposent uniquement des solutions annexes à intégrer auxdites machines lors de l'étalonnage, mais ne proposent pas de solutions intégrés directement à ces 30 machines. Exposé de l'invention Un but de la présente invention est de proposer une solution d'étalonnage de la machine-outil à commande numérique afin de déterminer la position angulaire d'une pièce à usiner, sans utiliser de moyens extérieurs à la MOCN. Par ailleurs, pour le bon déroulement d'une opération d'usinage, il est nécessaire de mesurer la longueur relative de l'outil en vue de connaître la position de l'extrémité libre de l'outil.

On entend par longueur relative de l'outil, la longueur de l'outil émergeant sous la broche porte-outil. La présente invention vise ainsi à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur, et à réaliser la mesure relative de l'outil et l'étalonnage de la MOCN lors d'une même opération et avec des moyens 10 identiques. A cet effet, la présente invention concerne, selon un premier aspect, un moyen de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine, ladite MOCN comprenant : - un mandrin porte-pièce accouplé à un moyen moteur et porté en rotation par 15 des paliers, - une broche porte-outil dotée d'un outil dont la longueur est à mesurer, apte à être entraînée par deux moyens d'entraînement en translation selon au moins deux axes perpendiculaires l'un à l'autre, ce moyen de mesure étant caractérisé par deux zones d'appui associées au mandrin et fixes par rapport à ce dernier, 20 les deux zones d'appui étant écartées l'une de l'autre et étant sécantes à deux plans géométriques radiaux à l'axe de rotation du mandrin et angulairement écartés l'un de l'autre, et en ce que ledit moyen de mesure comprend : - une unité de traitement de l'information, apte à réaliser des opérations de calculs mathématiques et dotée d'un bloc mémoire, 25 - un codeur lié cinématiquement au moyen moteur, connecté électriquement à l'unité de traitement de l'information et apte à détecter le mouvement de rotation du mandrin sous l'effet d'un contact de l'extrémité libre de l'outil sur une zone d'appui, cette rotation étant caractéristique de ce contact, et à délivrer une information à l'unité de traitement de l'information lorsque ce mouvement de 30 rotation est détecté, - des codeurs liés cinématiquement aux moyens d'entraînement en translation de la broche porte-outil, connectés électriquement à l'unité de traitement de l'information et aptes à délivrer à ladite unité des informations relatives aux données de position de la broche porte-outil, ladite unité étant apte à piloter la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact d'une première zone d'appui et à mémoriser les données de position du porte-outil lors de la détection de ce contact, puis à piloter la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact de la seconde zone d'appui et à mémoriser les données de position du porte-outil lors de la détection de ce contact, et à calculer la longueur relative de l'outil à partir des données de position mémorisées. Grace à ces dispositions, la position de l'extrémité libre de l'outil, par rapport à un référentiel fixe, est connue sans utiliser de moyens annexes à la machine. Le propriétaire d'une telle machine réalise ainsi une économie financière conséquente puisqu'il n'a pas à investir dans du matériel annexe onéreux, et il économise le temps de montage de ce matériel dans la MOCN. Par ailleurs, la réalisation de la mesure d'outil et de l'étalonnage de la machine sont opérés par les mêmes moyens. Ainsi, il en résulte un gain de temps considérable pour l'utilisateur, et une simplification de la structure de la MOCN et de son utilisation. Selon un second aspect, la présente invention vise un procédé de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine caractérisé en ce qu'il comprend : - une première étape de pilotage de la broche porte-outil, pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact d'une première zone d'appui associée au mandrin, - une première étape de mémorisation des données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation du mandrin est détecté, - une seconde étape de pilotage de la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact de la seconde zone d'appui associée au mandrin, - un seconde étape de mémorisation des données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation de la broche est détecté, - une étape de calcul de la longueur relative de l'outil à partir des données de position mémorisées et de détermination de la position angulaire de la pièce portée par le mandrin.

Selon une caractéristique additionnelle, l'étape de calcul met en oeuvre une opération de calcul de la moyenne arithmétique des données de position de la broche porte-outil mémorisées lors des étapes de mémorisation. Bref exposé des figures et des dessins.

D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'au moins une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels : - la figure 1 est une vue de face de la zone d'usinage d'une MOCN comprenant 10 un moyen de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine, - la figure 2 est un logigramme représentant les étapes d'un procédé de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine. 15 Description d'un mode de réalisation de l'invention Telle que représentée en figure 1, la machine-outil à commande numérique est dotée d'une broche porte-outil 14 portant un outil 10 à mesurer, d'un mandrin porte-pièce 13 prévu pour porter une pièce 11 à usiner, et d'une chambre d'usinage 15 dans laquelle pénètrent la broche 14 et le mandrin 13 en 20 vue de l'usinage de la pièce 11. L'usinage de la pièce 11 est opéré par enlèvement de matière à l'aide d'un outil coupant ou d'un outil abrasif. S'agissant de la réalisation de couronnes dentaires, la pièce à usiner 11 est constituée essentiellement d'un bloc de céramique de forme parallélépipédique, prolongé par une queue de préhension, 25 métallique, de forme cylindrique. Afin que la pièce 11 à usiner soit portée par le mandrin porte-pièce dans une position angulaire précise et déterminée, cette pièce 11 comprend une encoche de positionnement angulaire. La machine comprend en outre un premier chariot, non représenté sur les figures, portant la broche verticale porte-outil 14, ce premier chariot étant monté 30 de manière mobile en translation selon un axe géométrique horizontal sur des glissières rectilignes portées par un deuxième chariot. Ce deuxième chariot est monté de manière mobile en translation selon un axe géométrique vertical sur des glissières rectilignes portées par le bâti de la machine.

La broche porte-outil 14, en partie inférieure, reçoit un outil d'usinage 10, par exemple un outil fraise ou un outil meule. En partie supérieure, la broche 14 est accouplée à l'arbre de sortie rotatif d'un organe moteur piloté par une unité de traitement de l'information architecturée autour d'un microprocesseur. En vue de l'usinage le moteur imprime à la broche porte-outil, et donc à l'outil fraise ou à l'outil meule 10, un mouvement de rotation selon une vitesse angulaire élevée. Le premier chariot est déplaçable en translation le long des glissières par un premier moyen d'entraînement piloté par l'unité de traitement de l'information, et le deuxième chariot est déplaçable en translation le long des glissières par un deuxième moyen d'entraînement également piloté par l'unité de traitement de l'information. La machine est également dotée d'un troisième chariot monté de manière mobile en translation sur des glissières horizontales rectilignes, ce chariot portant le mandrin porte-pièce 13. Les glissières sont portées par le bâti de la machine. Le mandrin porte-pièce est angulairement orientable par pivotement autour de son axe géométrique longitudinal, lequel est horizontal et perpendiculaire aux directions de déplacement des premier et deuxième chariot et parallèle à la direction de déplacement du troisième chariot. Le mandrin porte-pièce 13 est engagé dans des paliers de guidage en rotation portés par le troisième chariot, et en vue de son orientation angulaire et de son entraînement en rotation, est accouplé à un moyen moteur de positionnement angulaire et d'entraînement en rotation, solidaire du troisième chariot. Ce moyen moteur de positionnement angulaire et d'entraînement en rotation est piloté par l'unité de traitement de l'information. De plus, ce troisième chariot est déplaçable en translation le long des glissières par un ensemble moteur solidaire du bâti de la machine, cet ensemble moteur étant piloté par l'unité de traitement de l'information. Le moyen moteur de positionnement angulaire et d'entraînement en rotation est formé, par exemple, d'un moteur du type pas à pas, par exemple, accouplé par l'intermédiaire d'une transmission de mouvement à pignons et courroies crantés au mandrin porte-pièce 13. À ce moyen moteur de positionnement angulaire est associé un codeur connecté électriquement à l'unité de traitement de l'information et est apte à délivrer à cette unité, une information représentative de la position angulaire du mandrin porte-pièce. Deux zones d'appui sont associées au mandrin et fixes par rapport à ce dernier. Ces deux zones d'appui sont écartées l'une de l'autre et sont sécantes à deux plans géométriques, radiaux à l'axe de rotation du mandrin porte-pièce 13 et angulairement écartés l'un de l'autre. Par ailleurs, ces deux zones d'appuis sont planes et coplanaires. Préférentiellement, les deux zones d'appuis sont formées dans un organe de repérage 12, assemblé fixement en bout du mandrin porte-pièce 13, et se développent de part et d'autre d'un plan géométrique de symétrie S, passant par un axe géométrique O confondu avec l'axe géométrique de rotation du mandrin porte-pièce 13. Le plan géométrique S forme une frontière entre deux cotés A' et B' de l'organe de repérage 12, symétriques l'un de l'autre, ces cotés comprenant respectivement une première et une seconde facette plane A et B, ces facettes formant respectivement les deux zones d'appuis sus évoquées. Cet organe de repérage 12 présente préférentiellement la forme d'une demi-lune. Selon une forme de réalisation, le plan géométrique contenant les facettes A et B est diamétral au mandrin et contient de ce fait l'axe géométrique O. En outre, l'organe de repérage 12 peut être constitué en matériau de type carbure, dont l'avantage est d'être très dur et indéformable.

Avantageusement, le codeur lié cinématiquement au mandrin porte-pièce 13 est apte à détecter un mouvement de rotation dudit mandrin sous l'effet d'un contact de l'extrémité libre de l'outil sur une des facettes planes A et B, et est apte à délivrer une information à l'unité de traitement de l'information lorsque ce mouvement de rotation est détecté, l'information délivrée étant représentative de la valeur angulaire du déplacement en rotation dudit mandrin. Des codeurs sont prévus pour être cinématiquement liés aux premier et deuxième chariots portant la broche porte-outil 14, et sont connectés électriquement à l'unité de traitement de l'information en vue de délivrer à ladite unité des informations représentatives des données de position de la broche porte-outil 14 par rapport à une origine. L'unité de traitement de l'information, est apte à recevoir les données de position de la broche porte-outil 14 et est dotée d'un bloc mémoire apte à mémoriser ces données de position. Par ailleurs, l'unité de traitement de l'information est apte à réaliser des opérations de calculs mathématiques à partir de ces données et à mémoriser les résultats de ces calculs. L'unité de traitement de l'information est également apte à piloter la broche porte-outil 14 pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact d'une première zone d'appui, et à mémoriser les données de position de la broche porte-outil 14 lors de la détection de ce contact qui est opérée par détection de la rotation du mandrin autour de l'axe géométrique O . Suite à ce premier contact, ladite unité est apte à piloter la broche porte-outil 14 pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact de la seconde zone d'appui, et à mémoriser les données de position de la broche porte-outil 14 lors de la détection de ce contact qui est toujours opérée par détection de la rotation du mandrin autour de l'axe géométrique O. Ensuite ladite unité est apte à calculer la longueur relative de l'outil à partir des données de position mémorisées, suivant des opérations de calculs décrits ci-après et en déduire la position angulaire du mandrin par rapport à une origine machine. De préférence, La vitesse d'avance de la broche porte-outil en vue du contact entre l'outil et la facette correspondante est faible, par exemple de 3 mm/s. Le déplacement angulaire du mandrin et donc l'organe 12 est très limité et sensiblement égal à 0,005 radian. Par ailleurs, le codeur est apte à repérer de très faibles variations angulaires du mandrin de l'ordre de 3,5.104 radian ce qui correspond à un déplacement de 5 pm. Par référence à la figure 2, on décrit maintenant les étapes du procédé selon l'invention. Suite à la mise en place d'un outil 10 dans la broche, dont on souhaite connaître la longueur relative, la première étape du procédé de mesure de la longueur relative de cet outil et d'étalonnage de la machine-outil est une étape de pilotage 20 des déplacements de la broche porte-outil 14, pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact d'une des deux zones d'appui. Préférentiellement, lors de cette étape, l'extrémité libre de l'outil 10 est amenée au contact de la première facette plane A de l'organe de repérage 12. Le point de contact entre l'extrémité libre de l'outil et la première facette plane A de l'organe de repérage est donc situé à distance normale connue d'un axe géométrique vertical V passant par l'axe géométrique O.

Lorsque le codeur détecte un pivotement du mandrin porte-pièce 13, le contact est avéré entre l'organe de repérage 12 et l'extrémité libre de l'outil 10, la course de l'outil 10 est alors arrêtée. La seconde étape du procédé est une étape de mémorisation 21 de la donnée de position de la broche porte-outil 14 cette donnée de position est relevée et mémorisée dès qu'un contact de l'outil avec la facette correspondante est détecté. Dans le mode de réalisation préféré, la donnée de position par rapport à une origine, de la broche porte-outil sur un axe géométrique Z, confondu avec l'axe longitudinal de l'outil 10, est mémorisées dès que le contact de l'outil avec la facette est détecté. Cette donnée est fournie par le codeur cinématiquement lié au deuxième chariot, chariot mobile en translation selon un axe géométrique vertical, et est mémorisée, lors dans le bloc mémoire de l'unité de traitement de l'information lorsque un pivotement du mandrin est détecté.

L'outil porté par la broche porte-outil, est ensuite, lors d'une seconde étape de pilotage 22 du déplacement du chariot de la broche porte-outil, amené au contact de la seconde facette plane B de l'organe de repérage 12. Le point de contact entre l'outil et cette seconde facette est le symétrique, par rapport à l'axe vertical V, du point de contact de l'outil avec la première facette.

Lorsque le codeur détecte un pivotement du mandrin porte-pièce 13, le contact est avéré entre l'organe de repérage 12 et l'extrémité libre de l'outil 10, la course de l'outil 10 selon l'axe Z est alors arrêtée et la donnée de position de la broche porte outil sur l'axe Z est relevée et mémorisée selon une étape de mémorisation 23. Cette donnée mémorisée est toujours la position de la broche porte-outil selon l'axe Z par rapport à origine connue. Cette donnée de position est fournie par le codeur cinématiquement lié au deuxième chariot, chariot mobile en translation selon un axe géométrique vertical, et est mémorisée dans le bloc mémoire de l'unité de traitement de l'information.

Le procédé selon l'invention comprend ensuite une étape de calcul 24, selon laquelle il met en oeuvre une opération de calcul de la moyenne arithmétique des données de position de la broche porte-outil mémorisée lors des étapes de mémorisation.

Ainsi est déterminée la position de l'axe géométrique O de rotation du mandrin porte-pièce 13, la longueur relative de l'outil 10, et par voie de conséquence, la position de l'extrémité libre de l'outil. L'étape de calcul, permet également de déterminer la position angulaire du mandrin par rapport à une origine et par voie de conséquence, la position angulaire de la pièce 11 à usiner logée dans le mandrin porte-pièce 13 par rapport à une origine cette origine pouvant être contenue dans un plan horizontal diamétral au mandrin. En effet, connaissant la valeur de la distance (Dh) séparant les deux points de contact selon un axe géométrique horizontal, et connaissant les valeurs des coordonnées (Z1 et Z2) de ces points selon l'axe Z, l'unité de traitement de l'information réalise une opération de calcul trigonométrique afin de déterminer la valeur de l'angle (a) formé par le plan formé par les facettes A et B et l'horizontale. Cette opération de calcul est par exemple la suivante : a = Arctan ((Z2 - Z1) ÷ Dans un mode préféré de réalisation, lors de l'étape de calcul, on prend en compte la valeur d'un rayon R formé par la distance entre l'axe géométrique O et le point de contact entre l'organe de repérage 12 et l'extrémité libre de l'outil 10, ainsi que la valeur du déplacement angulaire dA du mandrin porte-pièce 13, dû à la rotation de l'organe de repérage 12 lors du contact entre l'organe 12 et l'extrémité libre de l'outil 10. L'opération de calcul mise en oeuvre lors de l'étape de calcul est alors la suivante : L1 = Position Z + R x dA L2 = Position Z + R x dA Longueur relative de l'outil = (L1+L2) ÷2 L1 est représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du premier contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage, et L2 est représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du second contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage. Du fait de la prise en compte de ces données, le procédé de mesure de la longueur relative d'un outil 10 est identique au précédent, à la différence près que les deux points de contact ne sont pas nécessairement symétriques l'un par rapport à l'autre. Dans une variante d'exécution, le procédé, consiste pour chaque zone d'appui ou facette à amener l'outil plusieurs fois au contact de ladite facette et à relever et mémoriser pour chaque contact détecté, la position de la broche porte- outil. Préférentiellement, pour chaque facette ou zone d'appui au moins trois contacts et préférentiellement quatre contacts sont réalisés. La valeur de la position de la broche porte-outil 14 sur l'axe Z est mémorisée pour chaque contact entre une zone d'appui et l'extrémité libre de l'outil 10 est détecté et une moyenne de ces valeurs est réalisée. Cette variante de réalisation du procédé de mesure de longueur d'outil vise à obtenir des valeurs plus précises. Dans un mode de réalisation, le module de traitement de l'information est apte à déterminer, suite à une mesure de la longueur relative de l'outil coupant utilisé et selon des données prédéterminées, si le niveau d'usure de l'outil coupant est trop important ou non pour respecter les contraintes d'usinage (état de surface de la pièce, contraintes dimensionnelles...). Si l'usinage nécessite un changement d'outil, il est prévu des moyens visuels, pour le signaler à l'utilisateur, tel que des diodes électroluminescentes. Dans un mode de réalisation, l'outil mis en oeuvre lors du procédé est une pige de calibration. Les modes de réalisation de l'invention décrit précédemment s'appliquent à un procédé de fabrication de type fraisage ou meulage, mais peuvent s'appliquer, selon d'autres modes de réalisation, à d'autres types de procédés de fabrication, tel que le tournage.

Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet tel que défini par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS1. Moyen de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN et d'étalonnage de ladite machine, celle-ci comprenant : - un mandrin porte-pièce (13) accouplé à un moyen moteur et porté en rotation par des paliers, - une broche porte-outil (14) dotée d'un outil (10) dont la longueur est à mesurer, apte à être entraînée par deux moyens d'entraînements en translation selon au moins deux axes perpendiculaires l'un à l'autre, ce moyen de mesure et d'étalonnage étant caractérisé par deux zones d'appui associées au mandrin et fixes par rapport à ce dernier, les deux zones d'appui étant écartées l'une de l'autre et étant sécantes à deux plans géométriques radiaux à un axe géométrique (0) confondu avec l'axe de rotation du mandrin et angulairement écartés l'un de l'autre, et que ledit moyen de mesure comprend : - une unité de traitement de l'information, apte à réaliser des opérations de calculs mathématiques et dotée d'un bloc mémoire, - un codeur lié cinématiquement au moyen moteur, connecté électriquement à l'unité de traitement de l'information et apte à détecter le mouvement de rotation du mandrin sous l'effet d'un contact de l'extrémité libre de l'outil sur une zone d'appui, cette rotation étant caractéristique de ce contact, et à délivrer une information à l'unité de traitement de l'information lorsque ce mouvement de rotation est détecté, - des codeurs liés cinématiquement aux moyens d'entraînement, connectés électriquement à l'unité de traitement de l'information et aptes à délivrer à ladite unité des informations relatives aux données de position de la broche porte-outil, ladite unité étant apte à piloter la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact d'une première zone d'appui et à mémoriser les données de position de la broche porte-outil lors de la détection de ce contact, puis à piloter la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact de la seconde zone d'appui et à mémoriser les données de position du porte-outil lors de la détection de ce contact, et à calculer la longueur relative de l'outil à partir des données de position mémorisées et à déterminer la position angulaire d'une pièce (11) portée par le mandrin.
2. Moyen de mesure et d'étalonnage selon la revendication 1, dans lequel un organe de repérage (12) est fixement assemblé au mandrin porte-pièce (13), l'organe de repérage comprenant un plan géométrique de symétrie (S) passant par l'axe géométrique (0), le plan géométrique (S) formant une frontière entre deux cotés (A', B') de l'organe de repérage, symétriques l'un de l'autre, les deux cotés comprenant respectivement une première et une seconde facettes planes (A, B), les deux facettes planes étant coplanaires et matérialisant les deux zones d'appui associées au mandrin.
3. Moyen de mesure et d'étalonnage selon la revendication 2, dans lequel le plan géométrique formé par les deux facettes planes (A, B) contient l'axe géométrique (0).
4. Moyen de mesure et d'étalonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'unité de traitement est apte à : - piloter la broche porte-outil (14), pour amener l'extrémité libre de l'outil (10) 15 au contact d'une première zone d'appui associée au mandrin et détecter ce contact par la détection d'un mouvement de rotation du mandrin, - mémoriser les données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation du mandrin porte-pièce (13) est détecté, - piloter la broche porte-outil pour amener l'extrémité libre de l'outil au contact 20 de la seconde zone d'appui associée au mandrin et détecter ce contact par la détection d'un mouvement de rotation du mandrin, - mémoriser les données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation du mandrin porte-pièce est détecté, - calculer la longueur relative de l'outil à partir des données de position 25 mémorisées et déterminer la position angulaire de la pièce (11) portée par le mandrin.
5. Moyen de mesure et d'étalonnage selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de traitement de l'information est apte à calculer la moyenne arithmétique des données de position de la broche porte-outil mémorisées. 30
6. Moyen de mesure et d'étalonnage selon la revendication 4, dans lequel le moyen de traitement de l'information est apte à mettre en oeuvre l'opération de calcul suivante : L1 = Position Z + R x dAL2 = Position Z + R x dA Longueur relative de l'outil = (L1+L2) +2 (R) étant la valeur du rayon formé par la distance entre l'axe géométrique (0) et le point de contact entre une facette plane (A, B) d'un coté (A', B') de l'organe de repérage (12) et l'extrémité libre de l'outil (10), (dA) étant la valeur du déplacement angulaire du mandrin porte-pièce (13), L1 étant représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du premier contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage, et L2 étant représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du second contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage.
7. Moyen de mesure et d'étalonnage selon la revendication 4, dans lequel l'unité de traitement de l'information est apte à déterminer la position angulaire de la pièce (11) portée par le mandrin, suite au calcul de l'angle formé par les deux facettes planes (A, B) par rapport à l'horizontale à partir des données mémorisées et d'une opération de calcul trigonométrique.
8. Procédé de mesure de la longueur relative d'un outil monté sur une MOCN, et d'étalonnage de ladite machine caractérisé en ce qu'il comprend : - une première étape de pilotage (20) de la broche porte-outil (14), pour amener l'extrémité libre de l'outil (10) au contact d'une première zone d'appui 20 associée au mandrin, - une première étape de mémorisation (21) des données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation du mandrin porte-pièce (13) est détecté, - une seconde étape de pilotage (22) de la broche porte-outil pour amener 25 l'extrémité libre de l'outil au contact de la seconde zone d'appui associée au mandrin, - un seconde étape de mémorisation (23) des données de position de la broche porte-outil lorsque que le mouvement de rotation du mandrin porte-pièce est détecté, 30 - une étape de calcul (24) de la longueur relative de l'outil à partir des données de position mémorisées et de détermination de la position angulaire de la pièce (11) portée par le mandrin.
9. Procédé de mesure et d'étalonnage selon la revendication précédente, dans laquelle : - lors de la première étape de pilotage (20) de la broche porte-outil (14), l'extrémité libre de l'outil est amené au contact d'une facette plane (A, B) d'un des cotés (A', B') de l'organe de repérage (12), - lors de la seconde étape (22) de pilotage de la broche porte-outil, l'extrémité libre de l'outil est amenée au contact de la facette de l'autre coté de l'organe de repérage.
10. Procédé de mesure et d'étalonnage selon les revendications 8 et 9, dans lequel lors de la seconde étape de pilotage (22) de la broche porte-outil (14), le point de contact entre la facette plane (A, B) du coté (A', B') de l'organe de repérage (12) et l'extrémité libre de l'outil est symétrique du point de contact établi lors de la première étape de pilotage (21) par rapport à un axe géométrique vertical (V) passant par l'axe géométrique (0).
11. Procédé de mesure et d'étalonnage selon les revendications 7 et 9, dans lequel l'étape de calcul (24) met en oeuvre une opération de calcul de la moyenne arithmétique des données de position de la broche porte-outil (14) mémorisées lors des étapes de mémorisation (21, 23).
12. Procédé de mesure et d'étalonnage selon les revendications 8 et 9, dans lequel la valeur du rayon (R) formé par la distance entre l'axe géométrique (0) et le point de contact entre une facette plane (A, B) d'un coté (A', B') de l'organe de repérage (12) et l'extrémité libre de l'outil (10), ainsi que la valeur du déplacement angulaire (dA) du mandrin porte-pièce (13), dû à la rotation de l'organe de repérage lors du contact entre une facette plane dudit organe et l'extrémité libre de l'outil sont prises en compte lors de l'étape de calcul, de sorte que le point de contact établi lors de la seconde étape de pilotage (22), ne soit pas symétrique, par rapport à un axe géométrique vertical (V) passant par l'axe géométrique (0), du point de contact établi lors de la première étape de pilotage.
13. Procédé de mesure et détalonnage selon les revendications 8 et 12, dans lequel l'étape de calcul (24) met en oeuvre l'opération de calcul suivante : L1 = Position Z + R x dA L2 = Position Z + R x dA Longueur relative de l'outil = (L1+L2) ÷2L1 étant représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du premier contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage, et L2 étant représentatif de la longueur relative de l'outil lors de la détection du second contact de l'extrémité libre de l'outil avec l'organe de repérage.
14.Procédé de mesure et d'étalonnage selon la revendication 8, dans lequel l'étape de calcul (24) et de détermination de la position angulaire de la pièce (11) portée par le mandrin (13) met en oeuvre une opération de calcul trigonométrique à partir des données mémorisées afin de déterminer afin de déterminer l'angle formé par les deux facettes planes (A, B) par rapport à l'horizontale.
15. Procédé de mesure et d'étalonnage selon la revendication 8, dans lequel il y a au moins trois étapes de pilotage de la broche porte-outil (14) pour amener l'extrémité libre de l'outil (10) au contact de l'organe de repérage (12), chacune de ces étapes étant suivie d'une étape de mémorisation des données de position de la broche porte-outil lorsque l'extrémité libre de l'outil est au contact dudit organe.
16. Procédé de mesure et d'étalonnage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'outil (10) employé est une pige d'étalonnage.
17. Procédé de mesure et d'étalonnage selon la revendication 8, dans lequel on met en oeuvre un moyen de mesure de la longueur d'un outil monté sur une MOCN, et d'étalonnage de ladite machine selon la revendication 1 à 7.