Brevet FR2015474A1 — publié le 19700430

L'invention concerne un dispositif pour la commande du mécanisme d'avance d'un chargeur au moyen duquel les barres à usiner sont amenées les unes à la suite des autres devant les outils d'un tour automatique, avance étant définie, au départ, au moyen d'un système qui insère solidement la barre à usiner dans la pince du dispositif d'avance. Dans le cas du fonctionnement entièrement automatique d'un tour automatique à charioter équipé drun chargeur de barres il nfest paa certain qu'au début de chaque barre, la première pièce usinée réponde à toutes les caractéristiques du dessin, ni que parmi les pièces usinées pendant un certain laps de temps, ii ne s'en trouve pas qui n'aient pas la longueur voulue, ce qui nécessite dten effectuer le tri. Cela signifie que, lors du cycle de tronçonnage constituant la première opération sur chaque nouvelle barre, la chute doit avoir une longueur supérieure à la largeur de l'outil tronçonneur, le domaine de tolérance sur l'a- vance de barre déterminée par le dispositif d'avance du chargeur devant être inférieur à la largeur de l'outil à tronçonner. Pour que cette condition puisse entre remplie, il est nécessaire qu'en un point déterminé de ltavance de la barre à usi- ner soit effectuée une mesure de la course qui définisse avec précision l'intervalle de course entre ce point zéro" et l'coutil à tronçonner. h cet effet, il est déjà proposé de réaliser le "point zéro" au moyen d'une butée escamotable placée sur la trajectoire de la barre à usiner, et actionnée par un électro-aimant. Dans le mode d'action de ce dispositif, il est prévu qu"à une distance déterminée de la butée, la barre à usiner agit sur le levier d'un contact oscillant, ce qui a pour effet de faire passer le mécanisme d'entraînement d'avance rapide en "cycle lent", de telle sorte que la barre à usiner ne vienne frapper la butée esea- motable qu'avec une très faible vitesse. ce stade, la commande de l'avance agit encore pendant un certain temps afin que la barre à usiner soit inserrée solidement dans la pincez de la barre d'avance.Une fois que l'intervalle de temps ci-dessus mentionné s'est écoulé, la commande de l'avance est stoppée puis, après un autre intervalle de temps, la butée es@amotable est retirée du chemin de circulation de la barre à usiner0 Après la remise en marche de la commande de l'avance qui est consécutive au dágage- ment de la butée, la barre à usiner est entraînée en direction de l'outil à traçonner, Graco à ce type d'entraînement de la barre à usiner dans le tour automatique à charioter, on est assuré qui la barre est appuyée avec le minimum d'effort possible contre ' 11butée zéros avant la reprise da l'avance, ce qui permet d'effec- tuer une mesure aussi précise que possible du déplacement à par tir du point zéro".De cette façon, on élimine les risques de déformation ou de flambage pendant que la barre à usiner est en contact avec la "butée zéro" ce qui, une fois la butée dégagée, conduirait à une modification de la position par suite de l'élas- ticite du matériau, et serait préjudiciable à la précision de i mesure de l'avance. Il s'est toutefois avéré que, malgré cette disposition, les avances de la barre à usiner présentaient des écarts trop importants, surtout si des barres de différentes lon- gueurs devaient être usinées.Cela signifie qu'une certaine dé- formation existe encore dans la barre au moment de la reprise de l'avance, ce qui peut introduire une erreur dans la mesure de l'avance par suite de l'élasticité de la barre à usiner lorsque la butée escamotable est dégagée et qu'un meme temps le mouvement d'avance est repris. flans ces conditions, on comprend qu'avec une définition statique du 11point zéri", on ne puisse obtenir de résultats pleinement satisfaisants en ce qui concerne les mesures de déplacement qui en découlent, quand un chargeur doit amener automatiquement à un tour automatique des barres à usiner de n'importe quelles longueurs et de n'importe quels diamètres. Afin de porter remède à cet inconvénient, il est prévu, selon l'invention, que le dispositif de commande comporterait une barrière optique placée sur la trajectoire de la barre à usi- ner, en amont des outils d'usinage, et commandée par la' barre à usiner, ainis qu'un générateur électrique d'impulsions entraîné en synchronisme par le dispositif d'avance et associe à un compteur électrique préréglable enregistrant les impulsions électri- ques et déclenché immédiatement lors de l'introduction de la basse a usiner dans la barrière optique, et qui interrompt la commande du dispositif d'avance apres un certain nombre d'impul- sions électriques correspond à la distance à parcourir entre la barrière optique et l'outil d'usinage. De cette façon, il a été possible de réaliser les conditions requises pour que les dé placements de la barra à usiner soient effectués avec précision, car la dernière section du parcours est mesurée depuis le "point zéro et s'effectue avec un mouvement d'avance continu, et absolument sous contrainte.Dans ces conditions, la barre à usiner parvient dans la zone d'action de l'outil à tronçonner dans le .neme état de tension que lorsqu'elle a franchi le "point zéro", ce qui garantit une grande précision de la commande des avances. L'uti- lisation d'un procédé photo-électrique permet une synchronisation parfaite entre l'instant où le "point zéro" est atteint, et le déclanchement du compteur d'impulsions. Il est très facile de régler avec précision sur le compteur électronique l'instant où doit être interrompue la commande de avance lorsque la barre à usiner se présente devant l'outil à tronçonner, une condition supplémentaire étant imposée, à savoir que les écarts de position-finale de la barre à usiner, au terme de son mouvement d'avance, doivent être plus faibles que la largeur de l'outil à tronçonner.La course dtavance, mesurée au moyen d'impulsions électriques, peut être fractionnée en très petits segments, en outre la tolérance sur la course d'avance peut être du même ordre de grandeur que sur une machine outil à commande numérique. Il est possible de réaliser une construction relativement simple et claire du dispositif de commande photo-électrique, si le générateur électrique d'impulsions est constitué par un disque, assujetti en rotation, lié positivement à la commande du mécanisme d'avance, comportant un certain nombre d'ouvertures réparties sur un cercle concentrique, et auquel est adjointe une seconde barrière optique dont les impulsions sont transmises au compteur.Cette conception du générateur électrique d'impulsions donne la possibilité d'accoroître la précision de-la commande des avances d'une manière étonnament simple, en insérant un multipli- cateur de vitesses entre la commande du mécanisme d'avance et le disque du générateur d'impulsions. Il est particulièrement aisé de réaliser un dispositif de commande photo-électrique pour un chargeur avec un entraîne- ment du mécanisme d'avance selon un "cycle normal" et un "cycle lent". Pour cela, un deuxième compteur électrique préréglable est adjoint au générateur électrique d'impulsions, il intervient également sur ltentralnement du mécanisme d'avance, la pénétration de la barre à usiner dans la barrière optique le déclanche, et il fait passer lentraînement du mécanisme d'avance du "cycle normaln au cycle lent lorsque la barre à usiner est arrivée à une certaine distance de l'outil à tronçonner.De la sorte, il a été possible de rassurer que la barre s'immobiliserait dès que le mouvement d'avance serait interrompu. Le dessin représente un exemple de réalisation de llin- vention qui est décrite plus en détails dans ce qui suit. Sur ce dessin: La figure 1 est une représentation partielle du chargeur adjoint à un tour automatique à charioter et dont le dispositif distance vient juste d'introduire une nouvelle barre à usiner dans la barrière optique du tour automatique à charioter. La figure 2 est une représentation, partielle également, et à plus grande échelle, de la barrière optique et de l'outil à tronçonner du tour automatique à charioter; la valeur de l'avance à prendre en considération est indiquée à partir de l'extrémité antérieure de la barre à usiner. La figure 3 montre le disque perforé du générateur électrique dtimpulsions. La figure 4 est une vue latérale partielle du disque perforé de la figure 3 et de la barrière optique'. La figure 5 est un diagramme du dispositif de commande photo-électrique . Sur la figure 1 du dessin, on reconnaît en 1 le banc d'un tour automatique à charioter et en 2 sa poupée fixe. Un chargeur de barres à fonctionnement automatique est adjoint au tour automatique à charioter; on peut en distinguer la-structure. Le chargeur comprend un.bâti 4 sur lequel est disposée une barre d'avance 5 à commande motorisée, dont une extrémité comporte une pince 5a, qui, par ailleurs est liée à une chaîne a'entraînement 6 et qui sert à l'introduction d'une nouvelle barre à usiner 8 dans le tour automatique à charioter 1. Ainsi qu'on peut aisément le remarquer sur la figure 1? la chaîne 6 est renvoyée sur les pignons de chaîne 10 et 11, elle est assujettie à un dispositif de commande qui est disposé sur une console 12 du bâti 4. Le dispositif de commande comporte deux moteurs électriques 13 et 14 boulonnés sur la console 12 et qui peuvent être altsrnativement accouplés à un arbre commun 16 tourillonnant dans un carter 15. L'arbre 16 est, atautre part, lié à la chaine 6. Le moteur électrique 13 est à vitesse et sens de rotation variables, il entraîne un accouplement calé sur l'arbre d'entrée 16 par l'intermédiaire de la courroie 18; il assure l'entraînement de la chaîne 6 et de la barre d'avance 5 en "cycle norrnal".Le moteur électrique 14 conçu comme un moteurfrein, est relié, au moyen d'une courroie de transmission 20, à un autre accouplement électromagnétique calé sur l'arbre d'entrée 16, et ce par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin qui n'a pas fait l'objet d'une représentation particulière; il enurat- ne la barre d'avance 5 pendant son cycle lent". Comme il est possible de s'en rendre compte sur la figure 1, le bâti 4 du chargeur de barres comporte un inverseur 22 dont une extrémité du levier de commande 22a se trouve dans la trajec toire de la barre à usiner 8. De plus, une butée escamotable 24 peut être interposée dans la trajectoire de la barre à usiner 8 de telle sorte que cette barre vienne heurter catte butée lors de son mouvement d'avance. Un électro-aimant 26 permet de placer la butée 24 en position dtarrêt, ainsi que de la dégager; cet électroaimant 26 est commandé par l'inverseur 22 de telle sorte que la butée escamotable 24 se trouve en dehors du trajet des barres à usiner 8 lorsque le levier de commande 22a est dans sa position normale.Si, à présent, une nouvelle barre à usiner 8 est introduite, elle fait pivoter le levier de commande 22a pour ltamener dans la position qu'il occupe sur la figure 1, ce qui actionne le commutateur 22. C'est alors que l'électro-aimant 26 abaisse la butée escamotable 24 sur le trajet de la barre à usiner 8, depuis la position normale où elle est représentée sur la figure 1. R.n outre, le commutateur 22 commande un relais temporisé 28 qui provoque le retour de la butée escamotable 24 après qu'un certain laps de temps prédéterminé se soit écoulé, 1 à 2 secondes par exemple.Dès que la butée escamotable 24 a été dégagée du trajet ds la barre à usiner 8, catte dernière est entraînée d'un mouvement continu, to':rt; d'abord en "cycle normal" puis finalement en "cycle lent" jusqu'à ce que ltextrémité antérieure de la barre à usiner, selon son sens de déplacement, se trouve dans la zone faction de l'outil à tron zoner 30 (figure 2). Lorsque cette position est atteinte, le dispositif d'avance est arrêté au moyen d'un dispositif de commande plus amplement décrit par la suite et qui fonctionne sur le principe d'une mesure de déplacement. Le dispositif de commande comporte une barrière optique 32 laquelle est située entre la butée escamotable 24 et l'coutil à traçonner 30, par example, juste avant l'introduction de l'extrémité antérieure de la barre dans la poupée fixe 2. La barrièrs optique 32 est disposez de telle sorte par rapport à la trajec- toire de la barre à usiner 8 que cette dernière pénètre dans le faisceau lumineux entre la lampe 32a et la cellule photo-electri- que 32b lorsque la barre à usiner est parvenue à la position pré- cédemment décrite; elle interrompt alors l'éclairement de la cellule photo-électrique pour le mouvement d'avance suivant.Cette barrière optique constitue le "point zéro" du segment S1 de la course d'avance qui doit être pris en considération, ce segment se terminant dans la zone deaction de l'outil à tronçonner 30. En outre, le dispositif de commande comporte un générateur électri- que dlimpulsions 34 entraîné en synchronisme avec la barre d'avan ce 5. Dans l'exemple de réalisation représenté, ce générateur est constitué par un disque 36 assujetti en rotation, comportant un certain nombre d'ouvertures, des trous 36a par exemple, ou bien des fentes, disposées sur un cercle concentrique à la rota- tion du disque, il comprend également une barrière optiqueconjuguée aux ouvertures. Il comporte enfin une lampe 34a ainsi qutune cellule photo-électrique 34b.L'ensemble est disposé de telle sorte que, lors de la rotation du disque 36, le faisceau lumineux de la lampe 34a traverse les ouvertures 36a et, à chaqus passage d'une ouverture, la cellule photo-électrique 36b reçoit de la lumière et la transforme en une impulsion électrique. aussi longtemps qu'une barre à usiner 8 se trouve dans la barrière optique 32, ces impulsions électriques sont enregistrées par un compteur électronique I équipé d'un dispositif de présélection. Quand les impulsions électriques dénombrées par ce compteur ont atteint un certain nombre qui correspond à la longueur du segment le le compteur réagit de telle sorte que le dispositif d'enrta- nement de la barre d'avance est arrêté. La constitution du dispositif de commande est schémati- sé sur le diagramme de la figure 5. D'après ce schéma, le disposi- tif de commande de l'entraînement du mouvement d'avance est constitué, en dehors du générateur électrique d'impulsions 34, par un thyristron, un moduleur et un sélecteur. Celui-ci est également commandé par la barrière optique 32, décrite précédemment, par l'intermédiaire d'un thyratron et d'un commutateur flip-flap. LE dispositif de commande comporte également le compteur électroni- que I, décrit plus haut, associé à un présélecteur et qui dénombre les impulsions de courant provenant du générateur électrique d'impulsions 34, dès que l'extrémité antérieure de la barre à usiner atteint la barrière optique 32.Dès lors, le compteur I stinterrompra lorsqu'un certain nombre d'impulsions de courant sera atteint, nombre en relation avec la longueur de segment S1. En outre, il est prévu un deux me compteur électronique II qui comporte également un présélecteur, et qui provoque, à un certain endroit de la course d'avance, la commutation de 1' entratnement de la barre d'avance 5 du cycle normal au "cycle lentn. Les deux compteurs I et II agissent de leur côté sur un organe de commande qui régit les moteurs d'entraînement 13 et 14. La distance entre chacun des trous 36a du disque 36 est réalisée aussi petite que possible, afin qu'entre deux impulsions électriques successives, la barre à usiner 8 n'ait parcouru qui une très faible distance. Pour augmenter la précision de la commande d'avance, en diminuant cette distance, le disque 36 est accouplé à un multiplicateur qui augmente la vitesse de rotation de l'arbre de commande. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté, l'entraînement du disque 36 se fait par l'intermédiaire du pignon de chaîne 11. Celui-ci est accouplé au multiplicateur 39 qui, à son tour, enteaîn la disque 36. L'utilisation du multiplicateur 39 a permis d'obtenir que l'avance de la barre à usiner ne soit pas supérieure à 0,02 mm environ entre deux impulsions électriques successives du générateur d'impulsions 34. le fonctionnement du dispositif de commande qui vient d'hêtre décrit et qui est représenté sur le dessin est indiqué dans ce qui suit. le compteur I doit tout d1abord être réglé en fonction du nombre d'impulsions électriques correspondant au segment Sl. De même, le compteur II doit être réglé pour un nombre d'impul- sions en relation avec le segment S,. Le moteur électrique 13 en cycle normal provoque l'a- vance d'une nouvelle barre à usiner 8 en provenance du magasin non représenté. Pendant ce déplacement, l'extrémité postérieure de la barre à usiner est simplement engagée dans la pince 5a de la barre d'avance 5. Au cours de son déplacement, la barre à usiner 8 vient buter, par son extrémité frontale, contre le levier de commande 22a, le fait basculer de telle sorte qu'il vienne fina lement dans la position qu'il occupe sur la figure 1. Dans ces condition, le commutateur 22 est actionns ce qui a pour effet de faire descendre la butée.escamotable 24 dans la trajectoire de la barre à usiner 8, et de déclencher le relais 28 temporisé. Le fonctionnement du commutateur provoque ltarrêt du moteur 13 tout en mettant le moteur-frein 14 en service de telle sorte que la barre à usiner 8 soit amenée en tricycle lents en contact avec la butée escamotable 24. Sous 11 effet de la poussée axiale, la barre est alors engagée à fond dans la pince 5a, ce qui conditionne la précision de la commande du mouvement dlavance. près un court intervalle de temps, le moteur frein 14 est arrêté pendant que le relais 28 commande le retrait de la butée escamotable 24. Le moteur électrique 13 est alors à nouveau mis en marche, il entraîne en cycle normal" la barre d'avance et par conséquent la barre à usiner 8. Finalement, extrémité antérieure de la barre parvient dans la zone de la barrière optique 32 ce qui provoque une interruption de l'éclairement de la cellule photo-électrique 32b. Pendant que la barre à usiner 8 est extraite du magasin, le disque 36 est entratné en permanence, avec une vitesse de rotation relativement élevée, par l'intermédiaire du pignon de channe 1l et du multiplicateur 39. Durant ce tem.ps, le générateur d'impulsions 34 fournit une impulsion de courant chaque fois qu'une ouverture 36a du disque en rotation se présente en face de la barrière optique 34. Ces impulsions de courant sont transmises au sélecteur par l'intermédiare du thyratron et du moduleur et sont transformée de telle sorte qu'elles correspondent aux caractéristiques des compteurs électroniques I et Il.Les impulsions électriques sont tout d'abord bloquées dans le sélecteur aussi longtemps que la barre à usiner se trouve en dehors de la barrière optique 32. h l'instant même où ltextrémité antérieure de la barre pénètre dans la barrière optique 32, l'interruption de l'éclairement de la cellule photo-électrieque 32b provoque le déclanchement d'un commutateur à bascule. Il s'ensuit que par le commutateur flip-flap, le sélecteur est ouvert en direction des compteurs I et II qui commencent à dénombrer les impulsions électriques en provenance du générateur dlimpulsions 34. Le "point zéro" servant à la mesure du segment S1 est ainsi défini par l'intrusion de la barre à usiner 8 dans la barrière optique 32. La barre à usiner 8 est alors entraîmée d'un mouvement continu en "cycle normal", tandis que les deux compteurs I et II reçoivent et dénombrent les impulsions de courant fournies par le générateur d'impulsions 34. Dès que la compteur II a enregistré 1 nombre d'impulsions prédéterminé et correspondant au segment S2, ce compteur transmet une impulsion de commutation au dis positif de commande des avances2 l'avance passant du "cycle nor mal" au cycle lent, La barre à usiner 8 parcourt alors le seg- ment résiduel S3, de la course totale en un mouvement lent, ce qui permet d'assurer une immobilisation immédiate de la barre lorsque le dispositif d'avance slarrete Cet arrêt est commandé lorsque le nombre d'impulsions préréglé est atteint dans le compteur I, et ce, à l'instant exact où l'extrémité antérieure de la barre à usiner 8 se présente dans la zone d'action de- l'outil à tronçonner 30. Selon le réglage du compteur I, il est possible d'obtenir une commande très précise des avances, la condition pour réaliser un travail économique étant que la tolérance sur le mouvement d'avan- ce soit inférieure à la largeur de l'outil à, tronçonner 30. On est alors assuré que, lors du dressage de l'extérmité antérieure de la barre à usiner 8, la totalité de la surface sera usinée. Durant l'usinage de la barre, un autre dispositif d'en traînement, non représenté sur le dessin, est commuté sur le mou ment de recul dès que la barre est achevée. Ce mouvement de recul de la barre d'avance 5 provoque le retour à l'état initial des compteurs et II ainsi que du commutateur flip-flap, par l'inter- médiaire d'un dispositif intervenant sul le bornes d'entrée R de remise à l'état initial. Sur le diagramme du dispositif de commande photoélectrique, les différents postes correspondent aux organes sui vants: 41 - Générateur d'impulsions 42 - Starter 43 - Thyratron 44 - Moduleur 45 - Commutateur flip-flap 46 - Sélecteur 47 - Compteur I avec préréglage 48 - Première décade 49 - n-ième décade 50 - Compteur II avec préréglage 51 - 2ème décade 52 - n-ième décade 53 - Commande de l'avance des barres REVENDICATIC@S 1.Dispositif pour la commande du mécanisme d'avance d'un chargeur au moyen duquel les barres à usiner sont amenées les unes à la suite des autres en face des outils d'usinage d'un tour automatique, cependant qu'avant le début des avances, un dispositif est intervenu pour introduire solidement la barre a usiner dans la pince du dispositif d'avance, caracterisé en ce que le dispositif de commande comporte une barrière optique com mandée par la barre à usiner et située dans la trajectoire de cette barre, avant les outils d'usinage, ainsi qu'un générateur électrique d'impulsions entraîne en synchronisme avec la mécanisme d'avances, ce générateur fonctionnant en liaison avec un compteur électronique qui peut entre préréglé et qui enregistre les impul- sions électriques, ce compteur étant déclanché à l'instant préci où la barre à usiner franchit la barrière optique, et déconnecté de la commande du mécanisme d'avance après un certain nombre d'im- pulsions électriques dépendant de la course entre la barrière optique et 11 outil dtusinage. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur électrique d impulsions est constitué par un disque assujetti en rotation, lié positivement à la commande du mécanisme d'avance, lequel disque comporte un certain nombre d'ouvertures disposées sur un cercle concentrique, auquel est a@- joint une deuxième barrière optique dont les impulsions sont transmises au compteur électriqus. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un multiplicateur augmentant la vitesse de rotation de la commande est interposé antre la commande du mécanisme dtavance et le disque. 4 Dispositif suivant les revendications 1, 2, 3 pour un chargeur avec commande du mécaniqme d'avance selon un "cycle normal" et un "cycle lent", caractérisé en ce qu'un deuxième compteur électrique préréglé est adjoint au **ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. 51 - 2ème décade 52 - n-ième décade 53 - Commande de l'avance des barres REVENDICATIC@S 1. Dispositif pour la commande du mécanisme d'avance d'un chargeur au moyen duquel les barres à usiner sont amenées les unes à la suite des autres en face des outils d'usinage d'un tour automatique, cependant qu'avant le début des avances, un dispositif est intervenu pour introduire solidement la barre a usiner dans la pince du dispositif d'avance, caracterisé en ce que le dispositif de commande comporte une barrière optique com mandée par la barre à usiner et située dans la trajectoire de cette barre, avant les outils d'usinage, ainsi qu'un générateur électrique d'impulsions entraîne en synchronisme avec la mécanisme d'avances, ce générateur fonctionnant en liaison avec un compteur électronique qui peut entre préréglé et qui enregistre les impul- sions électriques, ce compteur étant déclanché à l'instant préci où la barre à usiner franchit la barrière optique, et déconnecté de la commande du mécanisme d'avance après un certain nombre d'im- pulsions électriques dépendant de la course entre la barrière optique et 11 outil dtusinage. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur électrique d impulsions est constitué par un disque assujetti en rotation, lié positivement à la commande du mécanisme d'avance, lequel disque comporte un certain nombre d'ouvertures disposées sur un cercle concentrique, auquel est a@- joint une deuxième barrière optique dont les impulsions sont transmises au compteur électriqus. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un multiplicateur augmentant la vitesse de rotation de la commande est interposé antre la commande du mécanisme dtavance et le disque. 4 Dispositif suivant les revendications 1, 2, 3 pour un chargeur avec commande du mécaniqme d'avance selon un "cycle normal" et un "cycle lent", caractérisé en ce qu'un deuxième compteur électrique préréglé est adjoint au générateur électrique d'impulsions et qu'il agit également sur la commande du mécanisme d'avances, étant pareillement déclanchd lorsque la barre à usiner franchit la barrière optique; ce compteur fait passer la commande du mécanisme d'avances au "cycle normal" au "cycle lentn lorsque la barre à usiner n'est plus éloignée que d'une certaine distance de l'outil à tronçonner.