Brevet FR2012645A1 — publié le 19700320

i. 2012645 la présente invention a pour objet un procédé pour copier des cames, dans lequel une came est usinée par un outil commandé à partir d'une came-mère. Il est caractérisé en ce qu'une rainure ayant la forme de la came-mère est pratiquée dans une plaque par 5 un outil avançant simultanéisent dans des directions périphérique et axiale de la came, jusqu'à ce que l'outil ait traversé la plaque, sur toute la périphérie de la came usinée. En utilisant comme outil une fraise en bout de diamètre relativement faible, par exemple de 3 nm, la came peut être usinée avec la précision pratique-10 ment nécessaire, même si le profil de la came présente des courbures prononcées. l'invention a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé décrit^ qui est caractérisée par un support rotatif pour la plaque à usiner, un moteur réglable pour ce support, 15 des transducteurs électro-mécaniques pour déterminer la vitesse angulaire du support, en fonction de la position radiale de l'outil par rapport à l'axe du support et de la vitesse de'déplacement radial de l'outil, et un circuit de commande relié avec son entrée auxdits transucteurs et avec sa sortie audit moteur réglable pour 20 commander la vitesse de ce moteur à une valeur telle que la vitesse d'avance périphérique de l'outil reste pratiquement constante. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière de la machine pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention 25 la fig. 1 est une illustration schématique des parties impor tantes de la machine, la fig. 2 est un schéma détaillé d'une partie du circuit électronique de la machine et la fig. 3 représente une forme de came. 50 la machine représentée présente un support rotatif 1 en forme de disque monté sur un arbre vertical 2. Une plaque 3, par exemple en acier, dans laquelle la came sera découpée est montée sur le support 1, par exemple par collage. Des disques 4 en matière moins dure que la plaque 3 peuvent être intercalés entre la plaque 3 et 35 le support 1. De préférence, le support 1 est monté amoviblement sur l'arbre 2, de sorte que ce support peut être enlevé avec la plaque usinée 3 et peut être remplacé par un autre support 1 réuni ! 9 23115 2. 2012645 avec une nouvelle plaque 3 non usinée. L'arbre 2 porte également une came-mère 5, qui peut être remplacée facilement par une autre came-mère. Un chariot 6 est disposé au-dessus du support rotatif 1. Ce 5 chariot présente un arbre porte-fraise 7 susceptible d'être entraîné par un moteur 8. une fraise en bout 9 relativement mince est fixée dans 1'arbre 7• Le chariot 6 peut être déplacé en direction horizontale comme indiqué par la flèche sur la fig. 1. Ce mouvement est commandé par une vis 10 entraînée par un moteur 11. Le cha-10 riot 6 porte un capteur de mesure du rayon 12 dont le palpeur sphé-rique 13 est continuellement pressé contre la surface extérieure de la came-mère 5. Ce capteur est d'une construction connue et, selon la position relative du palpeur 13 par rapport au boîtier du capteur 12, des signaux d'avance ou de recul sont transmis du capteur 12 par 15 une ligne 14 à un amplificateur 15 dont la sortie alimente le- moteur 11. Le moteur 11 entraîne un générateur tachymétrique 16 qui est relié avec une autre entrée de l'amplificateur 15. D'une manière en soi connue, la position du chariot 6 est automatiquement réglée par 1-e s signaux du capteur 12, de sorte que le chariot 6 et par consé-20 quent l'outil 9 se trouvent toujours dans une position bien déterminée par rapport au point de contact entre le palgaùr 13 et la surface extérieure de la came-mère 5- La fraise 9 est ainsi toujours maintenue dans une position radiale exactement déterminée par le rayon de la carnet-mère au point de contact du palpeur 13. La contre-25 réaction par le générateur tachymétrique 16 et l'amplificateur 15 sert à stabiliser le fonctionnement du circuit et les déplacements du chariot 6. La vis de commande 10 du chariot 6 entraîne un potentiomètre * 17 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages schématiquement il-30 lustré sur la fig. 1 par deux; roues 18 et 19. Ce potentiomètre 17 sert à régler la tension induite dans un générateur 20 entraîné par un moteur 21. Le moteur 21 porte une vis sans fin 22 qui entraîne l'arbre 2 par une roue 23 fixée sur celui-ci. Le générateur 16 est relié à une entrée d'un circuit correcteur 24. Une autre en-35 trée de ce dernier est reliée au curseur d'un potentiomètre 25 alimenté en courant alternatif. La sortie du circuit 24 est reliée à une entrée d'un amplificateur 26 dont la sortie alimente le moteur 69 23115 3. 2012645 21. Une autre entrée de l'amplificateur 26 est alimentée par la tension du générateur 20 réglée par le potentiomètre 17. - le circuit correcteur 24 est représenté en détail sur la fig. 2. Ce circuit présente une première entrée 24 a reliée au potentio-5 mètre 25 et une deuxième entrée 24 b reliée au générateur 16. L'entrée 24 a alimente à travers une résistance R un transistor à effet de champ 27 en courant alternatif dont la tension est réglée par la position du potentiomètre 25- Cette tension est réglée à une valeur de consigne Vc analogue à la vitesse de coupe périphérique 10 voulue de la fraise 9• Le générateur 16 produit également une tension alternative en phase ou en opposition avec la tension alternative Vc. Comme exemple, le générateur 16 peut être excité par la source de courant alternatif qui alimente également le potentiomètre 25- Par conséquent, l'amplitude de la tension alternative ap-15 pliquée à l'entrée 24 b du circuit 24 est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur 11 et, par conséquent, à la vitesse d'avance radiale du chariot 6 et de son outil 9. En d'autres termes, cette tension représente la vitesse de déplacement radial de l'outil 9 lorsque ce dernier suit une courbure non circulaire par 20 rapport à l'axe de la came à couper. Cette vitesse de variation du t cLï* rayon de la position de coupe géra désignée dans cejqui suit par -j^, comme indiqué sur les figures 1 et 2. Le signal appliqué à l'entrée 24 b est amplifié dans deux transistors 28 et 29 directement couplés. La sortie de cet amplificateur alimente un transformateur 30 25 à deux enroulements symétriques secondaires qui alimentent un redresseur à deux alternances comportant deux diodes 31. La sortie de ce redresseur à deux alternances est reliée à l'électrode de commande du transistor 27- La sortie du transistor 27 est amplifiée dans deux transistors 32 et 33 directement couplés, et le signal 30 amplifié est transmis de la sortie 34 à l'amplificateur 26, comme indiqué sur la fig. 1. Le circuit 24 permet de corriger la vitesse de rotation du moteur 21, respectivement la vitesse angulaire du support 1, pour régler la vitesse de coupe périphérique à une valeur pratiquement con-35 stante. Selon la fig. 3, cette vitesse de coupe périphérique Vc peut être composée vectoriellement d'une vitesse tangentielle Vt et d'une vitesse radiale Vr, où: 69 23115 4. 2012645 Vt = r 60 5 Yc = 2 2 Vr + Vt V Ur V Pour des rayons variant d'un facteur 5 et des angles de plongée 10 jusqu'à 75°, Vc peut varier d'un facteur de 20 si le support rotatif 1 est entraîné à une vitesse constante. Il est donc nécessaire d'adapter la vitesse de rotation de ce support pour maintenir la. vitesse de coupe à une valeur pratiquement constante * la formule 2 ci-dessus indique les conditions pour la vitesse tangentielle. Il 15 s'agit donc de faire une correction par des moyens électroniques qui corresponde pratiquement aux conditions de cette formule. On a trouvé que le circuit selon la fig. 2, alimenté par une tension alternative réglée à une valeur voulue à l'entrée 24 a pour déterminer la vitesse de coupe et par une tension alternative analogue à la va- (il* * 20 leur ^ à l'entrée 24 b, produit ion signal à sa sortie 34 qui cor-' respond avec une erreur négligeable à l'expression du côté droit de l'équation 2 ci-dessus. Cette tension de correction est appliquée à l'une des entrées de l'amplificateur 26. Comme le signal produit par le générateur 20 est analogue à la vitesse angulaire et que la 25 résistance du potentiomètre 17 est analogue à la position radiale de l'outil 9, c'est-à-dire au rayon r, le signal appliqué à-l'autre entrée de l'amplificateur 26 est analogue au produit cot. Le gain de l'amplificateur 26 est assez élevé, de sorte que la différence •v. • des deux tensions appliquées aux entrées différentielles est faible. 30 La vitesse de rotation du moteur 21 et du support rotatif 1 entraîné par celui-ci, est ainsi réglée à une valeur telle que les condi-' tions de la formule 2 sont remplies, c'est-à-dire que la valeur oir f* 2 * cLï* 2 " est pratiquement jégale à la racine de I Vc . La vitesse de rotation de la plaque 3 est ainsi continuellement réglée à des va-35 leurs pour lesquelles l'avance périphérique de l'outil 9 est constante. En même temps, l'arbre porte-fraise 7 est également avancé vers le basi à une vitesse très faible, de sorte que l'avance axiale 69 23115 5. 2012645 de la fraise 9 comporte par exemple 1/2 mm par rotation complète du support 1 et de la plaque 3« Une rainure 35 est ainsi fraisée dans la plaque 3, la profondeur moyenne de cette rainure augmentant à chaque rotation de la plaque 3 jusqu'à ce que la rainure soit usinée 5 tout outre à travers la plaque. Pour découper complètement et proprement la came, la fraise doit légèrement dépasser l'épaisseur de la plaque 3» Plusieurs détails de la machine représentée peuvent être modifiés. Par exemple, au lieu d'utiliser des tensions analogues alter-10 natives, on peut prévoir un circuit modifié susceptible d'être commandé par des signaux continus. Au lieu d'utiliser une fraise en bout, la rainure 35 peut également être usinée par électro-érosion ou un autre usinage convenable. 69 23115 6. 2012645 REVEHDICATIOHS: 1. Procédé pour copier des cames, dans lequel une came est usinée par un outil commandé à partir d'une came-mère, caractérisé en ce qu'une rainure ayant la forme de la came-mère est pratiquée dans 5 une plaque par un outil avançant simultanément dans des directions périphérique et axiale de la came, jusqu'à ce que l'outil ait traversé la plaque sur toute la périphérie de la came usinée. 2. Machine à copier des cames pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par un support rotatif 10 pour la plaque à usiner, un moteur réglable pour ce support, des transducteurs électro-mécaniques pour déterminer la vitesse angulaire du-support, en fonction de la position radiale de l'outil par rapport à l'axe du support et de la vitesse de déplacement radial de l'outil, et un circuit de commande relié avec son entrée auxdits 15 transducteurs et avec sa sortie audit moteur réglable pour commander la vitesse de ce moteur à une valeur telle que la vitesse d'avance périphérique de l'outil reste pratiquement constante. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la . vitesse d'avance périphérique de l'outil est maintenue au moins i 20 approximativement constante.. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque est entraînée en rotation et l'outil est déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation de la plaque pour déterminer les rayons voulus des diverses parties de came. 25 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on détecte la vitesse angulaire (co ) de la plaque, le rayon (r) de la position de l'outil et la vitesse de déplacement radial de l'outil ("3t) , en ce qu'on forme électriquement des valeurs proportionnelles \ I P d T* ? aux termes 30 qu'on entraîne la plaque à une vitesse angulaire pour laquelle cor _ \Lt 2 ,drN2 6. Machine selon la revendication 2, caractérisé par un chariot port&outil déplaçable en direction radiale par rapport à l'axe du-dit support rotatif et par une vis de commande entraînée par un mo- 35 teur pour le déplacement radial dudit chariot. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la came-mère est montée sur le même support rotatif que ladite plaque, 69 23115 7. 2012645 un capteur de mesure du rayon de la came-mère étant monté sur ledit chariot. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le capteur est relié à un amplificateur de commande du moteur de 5 déplacement du chariot porte-outil. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur de déplacement du chariot porte-outil entraîne un générateur produisant un signal correspondant à la vitesse de déplacement radial du chariot, en ce que la vis de commande du chariot 10 entraîne un potentiomètre produisant un signal correspondant à la position radiale du chariot, respectivement de l'outil, et en ce qu'un moteur d'entraînement dudit support rotatif entraîne aussi un générateur produisant un signal correspondant à la vitesse angulaire du•support. 15 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée par un cir cuit correcteur commandé par ledit générateur d'un signal correspondant à la vitesse de déplacement radial et par un signal de consigne . 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que 20 le circuit correcteur comporte un transistor à effet de champ commandé par une tension pulsatoire d'une amplitude analogue à la vitesse de déplacement radial, et alimenté par une tension alternative de consigne. 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée par un re- 25 dresseur à deux alternances branché entre un générateur d'une tension alternative analogue à la vitesse radiale du chariot et l'entrée de commande dudit tranaistor. 13. Machine selon la revendication 12, caractérisé en ce que la sortie du circuit correcteur est reliée à l'entrée d'un ampli- 30 ficateur de commande du moteur d'entraînement dudit support rotatif, ledit amplificateur ayant également une entrée de commande à laquelle sont reliés en série le générateur entraîné par le moteur du support rotatif et le potentiomètre commandé par ladite vis.