Brevet FR2000219A1 — publié le 19690829

lia présente invention concerne un dispositif destiné à produire un mouvement relatif entre deux corps. D'une manière plus spécifique, elle concerne un dispositif destiné à positionner avec exactitude une tête d'usinage dans une 5 quelconque d'une série de positions relativement à une pièce à usiner, lesdites positions étant définies par les intersections des rangées et des colonnes d'une grille rectangulaire. Suivant l'invention, le dispositif destiné à produire un ■ouvenent relatif entre deux corps, qui comprend une crémaillère 10 principale solidaire de l'un des deux corps, et au moins trois actionneurs solidaires de l'autre corps est caractérisé en ce que chaque actionneur peut être commandé de manière à faire engrener avee la crémaillère principale un élément de crémaillère de même pae que la crémaillère principale, les éléments de crémaillère 15 étant séparés l*un de l'autre, le long de la crémaillère principale, par une distance différant d'un nombre entier de pas de la eré*aillfer« par une mêae fraction de pas égale à l'inverse du nombre d'actionneurs. Suivant l'invention, on prévoit également un dispositif des-20 tiné à "positionner avec exactitude une tête opérationnelle, relativement à un organe, dans l'une quelconque d'une série de positions, ces positions étant définies par les intersections des • rangées et des colonnes d'une grille rectangulaire, comprenant x a) un bâti fixe, sur lequel est monté l'organe, et qui sup-25 porte un chariot mobile suivant une ligne droite par rapport à cet organe ; b) un coulisseau supportant la tête opérationnelle, et monté sur le chariot, de manière à pouvoir être déplacé suivant une ligne droite perpendiculaire au mouvement du chariot $ 50 c) un dispositif de commande•sensible à des signaux d'infor mation, pour commander le mouvement du chariot, du coulisseau et de la tête opérationnelle, et d) un dispositif de transport pouvant être actionné de manière à déplacer le chariot relativement au bâti fixe, et le coulisseau 55 relativement au chariot, en réponse aux: signaux d'information, le bad original 69 00269 2 2000219 dispositif de transport comprenant une crémaillère principale solidaire de l'un de chaque paire de corps mobiles l'un par rapport à l'autre, et au moins trois actionneurs solidaires de l'aa-tre corps de la paire, chaque actionneur pouvant être oommandé dé 5 manière à faire engrener avec la crémaillère principale qui lui est associée, un élément de crémaillère de même pas que la crémaillère principale, les éléments de crémaillère étant séparés l'un de l'autre, le long de la crémaillère principale qui leur est associée, par une distance différant d'un nombre entier de pas de 10 la crémaillère par une même fraction de pas égale à l'inverse du nombre d'actionneurs. On va maintenant décrire 1» invention en référence atuc dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels » - lia Fig. 1 représente une forme simplifiée de l'invention. 15 - ïa Fig® 2 est une vue en plan d'une machine-outil settant en oeuvre l'invention. - lia ïig. 5 est une vue latérale en élévation de la machine-outil de la Fig. 2. - La Fig. 4 éât une vue en bout en élévation, à plus grande 20 échelle, d'une partie de la machine-outil ; et - lia Fig. 5 est une vue de dessous de la partie de la machine— outil représentée Pi g. 4.. Si l'on se référé maintenant aux KLg. 14 et 1B, celles-ci représentent trois actionneurs A, B, et 0, qui sont assujettis à 25 l'un des deux corps. Chaque actionneur peut être commandé de manière à déplacer un plongeur D, qui porte à-son extrémité un élément de crémaillère E. lies trois éléments de crémaillère présentent tous la même forme et le même pas, qui sont ceux d'une longue crémaillère principale F, qui est assujettie au second des deux 30 corps. ha distance Çf qui sépare l'un de l'autre les actionneurs est telle que les. plongeurs sont séparés par une distance égale à un nombre entier de pas de la crémaillère plus ou moins une fraction de pas égale à l'inverse du nombre d'actionneurs. Dans le cas re-35 présenté Tig. 1A, il y a trois actionneurs et l'écartement 0_ BÀofeRiaim 69 00269 3 2000219 entre plongeurs est représenté égal à sept pas plus un tiers de pas. le fonctionnement de 1'actionneur B ?era sans effet, mais le fonctionnement de l1actionneur A provoquera le déplacement de la crémaillère F d'un tiers de pas vers la gauche, et le fonctionne-5 ment de 1'gctionneur 0 provoquera le déplacement de la crémaillère F d'un tiers de pas vers la droite. On produit ainsi un mouvement continu de la crémaillère F vers la gauche en commandant en succession les actionneurs dans l'ordre AOBAŒB, et un mouvement contim de la crémaillère F vers la droite en commandant en succession les 10 actionneurs dans l'ordre OABCAB. A la 1B, 1*écartement'0g des plongeurs est représenté égal à sept pas moins un tiers dè -pas. Ira direction du déplacement de la crémaillère F est, pour une séquence quelconque de fonctionnement des actionneurs, opposée à celle indiquée ci-dessus, le 15 mouvement aura encore lieu par échelons d'un tiers de pas. En conséquence, un mouvement continu de la crémaillère vers la gauche est produit par le fonctionnement des actionneurs dans l'ordre CABCAB, tandis qu'un mouvement de la crémaillère F vers la droite est produit par le fonctionnement des actionneurs dans l'ordre 20 ACBACB. Si l'on utilise plus de trois actionneurs, la fraction de pas de la crémaillère incluse dans la distance entre plongeurs ne sera naturellement plus égale à un tiers. Cette fraction est toujours l'inverse du nombre d'actionneurs. 25 II convient de noter que, comme indiqué ci-dessus, la fraction de pas doit toujours être ajoutée au nombre entier de pas, ou doit toujours être retranchée du nombre entier de pas, bien que ce nombre entier lui-même n'ait pas besoin d'être constant. Sien n'a encore été dit du type d'actionneur. Les formes les 30 plus probables sont la forme hydrauliaue, pneumatique, ou électromagnétique. Si l'on se réfère maintenant aux Fie. 2 et 3» la machine-outil comprend un bâti fixe 10, sur lequel est fixée une paire de rails 11 et 12. Le rail 11 est supporté à l'intérieur de blocs 13 35 fixés au bâti,'et le rail 12 est assujetti à un bord du bâti 69 00269 + 2000219 parallèle au rail 11. tFn chariot 14, qui supporte une autre paire de rails 15 et 16 disposés orthogonalement aux rails 11 et 12, peut glisser sur ces derniers rails. Les rails 15 et 16 portent un coulisseau 17, sur lequel est montée une tète d'usinage 18, ainsi 5 qu'un dispositif destiné à déplacer le coulisseau 17 par rapport au chariot 14» ce dispositif étant désigné ci-après par "dispositif de transport". Dans ce qui suit, la direction parallèle aux rails 15 et 16 sera dénommée direction Y, et la direction parallèle aux rails 11 10 et 12 sera dénommée direction X. Les dispositifs de transport destinés à déplacer le chariot 14 par rapport au bâti fixe 10 sont montés sur ce bâti. Les deux dispositifs de transport étant sensiblement identiques, on utilisera les mêmes numéros de référence pour chacun d'eux, là où. ils 15 sont applicables. Les l?ig. 4 ét 5 représentent d'une manière plus détaillée, le dispositif de transport assujetti au coulisseau, et par suite celui-ci sera décrit d'une manière détaillée en référence aux ^ig. 2 à 5. 20 Trois électro-aimants 20, 21, 22, dénommés ci-après électro aimants Y, sont supportés par le coulisseau ; chacun d'eux possède une armature rectiligne 23, mobile dans la direction X. L'extrémité de chaque armature opposée à 1'électro-aimant correspondant ■vient buter contre un levier coudé articulé 24. Ce levier pivote 25 autour d'un axe logé dans un manchon 25 traversant le corps du coulisseau 17 et s'étend au-dessous de ce corps. L'extrémité inférieure en fome de fourche, de ce levier embrasse une partie ré-trécie d'un poussoir horizontal 26, déplaçable dans la direction X. 0e poussoir est supporté par des roulements à billes 27 logés 30 dans deux flasques 28 disposées sous le coulisseau» Les poussoirs 26 sont alignés sur le centre du rail 15 qui porte le coulisseau. L'extrémité opposée de chaque levier coudé 24 est reliée par une articulation au cylindre d'un amortisseur hydraulique 29, dont le piston est attaché à un tourillon 30 porté par un support 31» 35 Une valve à aiguille est montée sur le piston de l'amortisseur, et 69 00269 5 2000219 peut fttre réglée à l'aide d'un prolongement fileté 32. Une extension 33 clu levier articulé 24 au—delà de l'amortisseur hydraulique porte une vis de réglage 34 ? elle est agencée de manière à actionner un niar0-inte2ra.ptour 35 yuanâ le mécanisme est dans une de ses 5 deux positions extrêmes» Chaque électro-aimant actionne un aécaaisme identique à celui décrit à la Fig. 1 mentionnée ci-dessus, les trois poussoirs -26 étant parallèles l'un à l'autre et orthogonaux su rail 15» jj8 rsilL 15 porte une crémaillère principale 36 faisant saillie vers les 10 pousBoiro 26» Chacun de ces poussoirs porte un élément de crémaillère 37 présentant le même pas et la même forme que la crémaillère principale 36. l'écartement prévu entre les poussoirs 26 est égal à un nombre entier de pas de crémaillère plus (ou moins) une fraction d'un pas égale à l'inverse du nombre d*électro-aimants, comme 15 décrit ci-dessus. De la sorte, les éléments de crémaillère 37 sont décalés l'un par rapport à l'autre d'un tiers de pas de crémaillère. ' lie dispositif de transport utilisé pora? déplacer le chariot 14 dans la direction X est identique au dispositif de transposée 20 décrit ci-dessus, lues seules différsaces résident dans 13emplaea-ment des organes du mécanisme. Par exemple9 les électro-aimants 40, 41t 42, dénommés ci-après les'électro-aimants ï, ainsi que les leviers articules qui leur sont associés, les amortisseurs hydrauliques, les poussoirs, et autres organes du même genreô sont tous 25 montés au: bloc 43 ^J G"c>" ÎÛkl'urJt. (2.0 1*^4 XLG c lia créaaillère principale 44 ost heatée sas 1g ?nariot 14, comme représenté Sig« ïies êlsctro-aimants S devront avoir une ' puissance supérieure à calla dos électro-aimants ©as? le chariot 11 sera plus lourd qao ie coulisseau 17 69 00269 6 2000219 déplacement autre que vertical, c'est-à-dire dans la direction S* Le mouvement du moteur est commandé par un électro-aimant 50 j i,»électro-aimant dont l'armature 51 agit sur une entretoise 52 réunissant les Q3ïtrémités de chaque tourillon ersoentrlquo 43* Haus-5 Fiioro-iiits^ru.pteara 53'9 aoatc'a sa*, la oarfeea? du moteur $ ooàpfesyeat qvoq im gov>- go» a$«a+, ahlo 54s pnrrté par #i.n 55 aasajettiR as CiGalis'îooM.s ïïae o^c-nRioa. p6 An !sayaatu.T?0 de l'élaetro^airaaat û&aa luiQ direction opposée au moteur 45 coopte© avec une extrémité â*ust levier ooudé articulé 57 attaché, à son autre extrémité» au oylin-10 dre d'un amortisseur hydraulique 5®* £e piston, de l'amortisseur hydraulique est supporté dans un tourillon 59 qui est articulé aur un support 60® Afin de réduire les efforts de frottement, le eoulisseau 17 et le ohariot 14 seront supportés sur les rails 15, 16, et 11, 12 15 respectivement, ' par des manchons équipés do roulements à Tailles» * Quand on excite un seul électro-aimant, par exemple 22, 1*armature 23 fait pivoter le levier ooudé 24 autour de l»axe "monté dans le manchon 25, £'extrémité inférieure §n forme de fourcha du levier 24 déplaça lo poussoir 2ê de sorte que l'élément de crémail-20 1ère 37 se trouve déplacé m. direction de la crémaillère principale 36® Oorse représenté Pig» 3, 1*élément d© crémaillère 37» actionné par 1'électro-aimant 22, est décalé, par rapport à la position d# la crémaillère principale, d'un tiers de pas de la crémaillère» Il on résulte que, quand l'élément de crémaillère est contraint d»eâ« 21; i?r«nei? 'wae la pvinoiTîsile,, le coulisseau se déplace le d©s 2.n Ç'fe ?pmT 3.'nu de l'autre^ ? * "jA^ïz: v~: Z'°j 2?: ■' pal tîoi^cïl©® 13ii isar ocà--:-v-i,xv--p I3cc, fié':""r-o 3,0 rsor-l:lp^©Gîi IkvîséralGstont9 il eot nécessaire d'exciter les trois électro-aisants X en succession dans 50 l'ordre correct. Par exemple, pour déplacer le coulisseau. vers la droite, comme représenté Tig, 2, on doit exciter les électro-r aimants T dans l'ordre 20, 21y 22, 20* 21» T1 est nécessaire que chaque électro-aimant soit désexcité avant que le suivant aoit excité* Pour TerrotâXler le coulisseau dans une position partiou-35 liera, .il suffit de maintenir 1* excitation de 1 » électro-aimant qui bad original 69 00269 7 2000219 provoque le mouvement final jusqu1à cette position. Le mouvement du chariot est obtenu en actionnant d'une manière semblable les électro-aimants X» Les amortisseurs hydrauliques connectés aux moyens de trans-5 port sont prévus pour empêcher un mouvement tron brusque du mécanisme. La rapidité du mouvement peut être contrôlée en modifiant le retard prévu pour l'amortisseur hydraulique. Cette modification est obtenue par réglage de la valve à aiguille 32 de chaque amortisseur hydraulique. 10 En môme temps qu'ils actionnent les amortisseurs hydrauliques, les leviers coudés 24 commandent également les micro-interrupteurs 35» Les dispositifs de transport sont commandés par des signaux émanant d'un ruban perforé entraîné dans un lecteur de ruban par un moteur pas-à-pas. Les micro-interrupteurs 35 commandent ne mo-15 teur d'une manière connue, de telle sorte que le ruban ne -ouisse progresser avant que le signal précédent n'ait été suivi d'effet. Gela est rendu nécessaire par suite de la complexité des dispositifs de transport, et du fait que le chariot et le coulisseau se déplacent à des vitesses différentes. 20 Le fonctionnement de la tête d'usinage est particulièrement simple» Quand on excite 1'électro-aimant 50, la tête opérationnelle est abaissée, l'un des micro-interrupteurs 53 signalant à quel ±s-. tant cela s*est produit. La désexcitation de 1'électro-aimant 50 relève la tête d'usinage, et manoeuvre le second des micro-25 interrupteurs 53» Un déplacement dans la direction X, et un autre dans la direction Y peuvent se produire simultanément, mais le chariot et le coulisseau. doivent être verrouillés dans la position qu'ils occupent^ quand la tête opérationnelle se déplace. 30 La précision de positionnement de la machine ne dépend que du pas des deux crémaillères principales 36 et 44» La pièce à usiner est assujettie au bâti de la machine au moyen de brides ou pièces d'attache similaires (non représentées). Rien n'a été dit de la méthode de codification des signaux 35 requis sur le ruban perforé, étant donné que de telles méthodes bad original 69 00269 8 2000219 sont bien connues de l'homme de l'art. On peut utiliser d'autres moyens de commande qu'un ruban perforé, par exemple un ruban magnétique. 69 00269 9 2000219 REVENDICATIONS 1°) Dispositif destiné à produire un mouvement relatif entre deux corps, comprenant une crémaillère principale solidaire de l'un des deux corps, at au moins trois actionneurs solidaires de l'autre corpss caractérisé en ce que chaque actionneur peut être commandé de manière à faire engrener avec la crémaillère principale un élément de orémaiXXèrs do eôhs pcs oue la créEîsillërs principale, les éléments de orémaiXlè:??: 2°) Dispositif conforme à la revendication Xs earaotérisé es * * ce que les éléments de crémaillère sent séparés IVsn de l'autre par une distance égale à un .nombre entier d© pas d® srsEailXè2:3s plus une fraction de pas égale- à l'isverse- du nombre S^aotiosmsîas?- 3°) Dispositif conforme à la sreYaadi cation 15 caractérisé ©a „ * oe que Xes éléments de erémaillèra sont séparés lsun de X?autre par une distance égale à un nombre entier d® pas de crémaillère9 moins une fraction de pas égale à l'is^er.**©- cte noabsre d8sctieaES&r 4-°) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendiez ticns précédentes « ea:.*act s rf_ er ce que les soticnneiirs sont d£~-électro-aimants * 5*} Dispositif deatiné- à positionner sroee précision une t£te • % opérationnelle, relativement à mi organe; âaas l'une quelconque d'une série de positions,'ces positions étant définies par l'is&s: section des rangées et ooloaiios d®une grille ctangolaire 9 ©s&= prenant t ,n) nn. bâti fi te Tin ohariot "Pouvant être d-'fls^é BtiiTast ai_3 ligne droite par rapport à est organec b) un coulisseau. suobortast la t&--.'S opér •?tionnelie, et rioitcs sur le chariot, de manière à pouvoir 69 00269 --30 2000219 de la tête opérationnelle, et d) un dispositif de transport pouvant être actionné de ma-nièî*3 à déplacer le ohariot relativement au bâti fixe, et le coulisseau relativement au chariot, en réponse aux signaux d''Informa-tioa, le dispositif de transport comprenant une crémaillère principale solidaire de l'un de chaque paire de corps mobiles l'un par rapport à 1aautr@, et au soins trois actionneurs appartenant à l3actre ssorpa de la pairs, caractérisé en se que chaque actionneur peat âti'e eoiasiaMé de manière à faire engrener, avec la crémaillèie pra-UQipaio igui. Issi. est associée, ua éléisient de crémaillère de m$xm pas que la crémaillère principale, i@s éléments de crémaillère i'ùûiit séparés l3un de lsautre, le long de la crémaillère principale qui leur est associée., par une distance différant d*un nombre or*ier- de pas de la crémaillère par- nae même fraction de pas égale *2t l'inverse du nombrs d5actionn.9uraG 6e} Dispositif oosfcïîs® à 1q i-a-Teadieation 5, caractérisé en « . oc çu.v les ëlébieats de crémaillère des dispositifs de transport aciiv séparés l-uu. do l^eirira, is long de îe crémedllère principale uii. leur est associée, par «ne distance égale h un nombre fentier- •• de pr;s de la crémaillère, plus une fraction de pas égfcle à l'inversa -fs. 2UîE.b2?3 d ^actioaneurs • l°i 'Dispositif ocairsôs h la r-rreadioation 3* caractérisé sa og gw l-s éléments de ©rimaillé re d@s dispositifs âe transport sont séparés I"'ua de l'attire, le loiig- d® la crémaillère principale socivî, par u&e distance égale à ua iîGabro entier de pas d-3 la crémaillere, /iclm. uae fraction de pas égale â l'ia® JUtL. 0 Clwi nombre d^aetiooneursa 8°) Dispositif so-jfoï-ae à l3une quelconque des revendications » à 7 j car? ctérisé an ce qu-3 les actionnaires des dispositifs de traniï-o. ^ VOÎV-.- . 'y J.' 'jji3pOSît XX 3CïiX-3 xa'.è -5- x. ■ l'jio ^'.i6iC0ïiC]Uûi CSS reVûjlOXCXViiXOrC 3 à 3, earaotérxse en ce que le dispositif de eosmaade 'est sensible à des données enregistrées représentant les mouvements du chariot, du coulisseau et de la tête opérationnelle» 10°) Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en %AD ORIGINAL 69 00269 11 2000219 ce oue les données enregistrées se présentent sous la forme d'un ruban de papier perforé» 11°) Dispositif conforme à la revendication 9j caractérisé en ce que les données enregistrées se présentent sous la forme d1^ ruban magnétique.