Brevet FR2103600A1 — publié le 19720414

La présente invention se rapporte, de façon générale, à une machine à meuler. Elle concerne, plus particulièrement, une machine à meuler capable de faire passer la vitesse d'avance en plongée d'un chariot d'une valeur optimale à une ou plusieurs autres 5 valeurs optimales, selon les conditions d'une opération de meulage. L'invention s'applique aux meulages de tous types et, en particulier, à la rectification ou au dégrossissage. On a mis au point dans l'art antérieur un système de régulation de résistance au meulage, dans lequel la vitesse d'avance 10 d'un chariot varie en fonction de la résistance que rencontre la meule, de sorte que l'on peut maintenir la résistance au meulage, ce système étant appliqué à des rectifieuses cylindriques ou à d'autres machine s_à meuler. Cette régulation de lar ésï s tari ce au " meulage s'est avérée très efficace pour améliorer le rendement 15 d'usinage. Bien qu'elle soit, en général, satisfaisante, il est souvent difficile d'obtenir,avec elle, une précision d'usinage élevée sur une pièce à usiner, lorsque la résistance au meulage est élevée et varie périodiquement, comme le montre la figure 4a, à cause de la rugosité de la surface ou de la forme non cylindrique 20 de la pièce à usiner qui est usinée grossièrement ou qui n'a pas été usinée précédemment. En conséquence, l'invention a pour objet une nouvelle machine à meuler unique, perfectionnée, capable de faire passer la vitesse d'avance d'un chariot d'une valeur optimale à une ou plu-25 sieurs autres valeurs optimales, cette nouvelle machine facilitant l'opération de meulage en permettant un rendement et une précision d'usinage élevés ; on peut l'actionner de façon à modifier la vitesse d'avance du chariot, en fonction de la résistance au meulage et d'une valeur optimale choisie. 30 En résumé, selon l'invention, on atteint les objectifs précités ainsi que d'autres objectifs qui ressortiront de la suite, en réglant initialement la vitesse d'avance d'un chariot à une valeur optimale prédéterminée. Lorsque la résistance au meulage devient grande et varie périodiquement, pendant que le chariot se déplace à 35 la valeur optimale choisie, à cause de l'état de la surface d'une pièce à usiner, la vitesse d'avance passe d'une valeur optimale choisie à une autre ou plusieurs autres valeurs optimales choisies inférieures, pendant une durée prédéterminée. Tant que l'on maintient la résistance au meulage dans les 40 limites de la valeur prédéterminée, la vitesse d'avance du chariot 71 31339 2 2103600 varie en fonction de la résistance au meulage et de la valeur optimale choisie. La description détaillée qui va suivre et les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, 5 feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique représentant une machine'à meuler selon 1'invention ; La figure 2 est un diagramme fonctionnel représentant un système de régulation de la vitesse d'un chariot selon l'invention ; 10 La figure 3 représente un servo-amplificateur utilisé dans le cadre de 1'invention, et La figure 4 est un ensemble de graphiques représentant le signal de sortie de chacun des composants du système de régulation de la vitesse. 15 En se référant à présent aux dessins annexés, où des réfé rences numériques semblables désignent des éléments identiques ou correspondants sur toutes les figures, et notamment à la figure 1, un plateau coulissant 3 est monté sur un banc 1. Une meule 4 est montée sur une broche supportée en rotation par un chariot 6, par 20 l'intermédiaire d'un palier hydraulique 5 qui est monté en position fixe. La meule 4 est reliée à un moteur 7 monté sur le chariot 6 pour permettre une opération de meulage sur une pièce 2 supportée sur le plateau 3. 25 Une base coulissante 21 est montée sur le banc 1 et cou lisse orthogonalement au mouvement du plateau 3. Le chariot 6 coulisse, à son tour, sur la base coulissante 21 parallèlement à celle-ci. Un moteur d'avance hydraulique 8 est fixé sur la base 30 coulissante 21 et entraîne en rotation une vis-mère 9 vissée dans le chariot 6, de façon à avancer le chariot 6 vers la pièce à usiner 2 et à l'en écarter. Une tige de piston 10a d'un dispositif de commande hydraulique 10 se trouve sur le banc 1 et est reliée à la base coulissante 21, de sorte que le chariot 6 et la base 35 coulissante 21 peuvent avancer et s'écarter solidairement à vitesse élevée. Un différentiateur de pression 11 est prévu et est sensible ,à la différence de pression produite par la résistance au meulage qui s'exerce sur la meule 4 entre les cavités de pression antérieure 40 et postérieure du palier hydraulique 5. Il y a lieu de noter que le 71 31339 3 2103600 différentiateur de pression 11 est classique et qu'il peut être de n'importe quel type transformant la différence de pression en signal électrique. La sortie du différentiateur de pression 11 est appliquée à un circuit de commande de l'avance 12 et à un servo-5 amplificateur différentiel 13. L'amplificateur 13 e.st sensible aux sorties du différentiateur 11 et du circuit de commande de l'avance 12 et fournit une sortie correspondant à leur différence. En fonction d'une différence de sortie quelconque du servo-amplificateur 13, une valve hydraulique d'asservissement commandée électriquement 14, 10 reliée au moteur d'avance hydraulique 8, est commandée de façon que l'amplitude de rotation du moteur d'avance hydraulique 8 et, de ce fait, la vitesse d'avance du chariot 6 puissent être réglées à la vitesse la mieux adaptée à la résistance au meulage que rencontre alors la meulë 4.~ 15 En se référant maintenant à la figure 2, on décrit ci-après les détails d'un mode d'exécution préféré du circuit de commande de l'avance 12. Le circuit 12 comprend, de façon générale, un circuit de Schmidt 15 dont la sortie ne varie que lorsque l'entrée provenant du différentiateur 11 dépasse une valeur prédéterminée, un circuit 20 compteur 16 comprenant des basculeurs I et II et des paires de circuits de réglage de la vitesse (1-1, 1-2), (II-l, II-2), ....... (N-l, N-2) qui établissent des vitesses d'avance optimales pour le chariot 6. Les circuits de réglage de la vitesse 1-1, II-l,.... N-l sont prévus pour permettre les vitesses d'avance VI, V2,....,Vn et 25 les circuits de réglage de la vitesse 1-2, II-2,...., N-2 sont prévus pour permettre les vitesses d'avance VI', V2',....,Vn' qui sont respectivement inférieures aux vitesses d'avance VI, V2,....,Vn, d'une quantité prédéterminée. Une paire de circuits de réglage de la vitesse particulière optimale est choisie parmi les paires 30 (1-1, 1-2), (II-l, II-2),...(N-l, N-2), selon la matière dont est constituée la pièce 2 et la précision requise pour elle. Chacun des circuits de réglage de la vitesse (1-1, 1-2),...(N-l, N-2) comprend des transistors Qi et Q2 et une résistance variable VR1 pour régler une tension électrique fournie au servo-amplificateur 35 par l'intermédiaire d'une diode correspondante parmi des diodes Dl, Dl*, D2,..., Dn et Dn'. De plus, des paires de circuits ET (Al, Al'),..., (An, An') sont prévues et leurs bornes de sorties sont reliées à la base d'un transistor correspondant Ql. Une borne d'entrée de chaque paire de circuits ET (Al, Al', (A2, A2'),..., 40 (An, An') est reliée respectivement aux bornes Wl, W2,...,Wn 71 31339 4 2103600 auxquelles sont appliquées des informations d'entrée selon la matière dont est constituée la pièce à usiner, la précision d'usinage requise pour cette pièce etc,. L'information d'entrée peut être émise classiquement à partir d'une bande de commande pilote ou par 5 sélection manuelle. La sortie du circuit compteur 16 est appliquée, par un inverseur 17 (Circuit NON ou NE PAS), à l'autre borne d'entrée des circuits ET Al, A2,...,An et elle est reliée directement à l'autre borne d'entrée des circuits ET Al', A2',...An'. Le circuit compteur 10 16, selon le mode d'exécution préféré, est agencé de façon à produire un signal de sortie lorsque le circuit de Schmidt 15 engendre un signal deux fois. Une bobine de rythmeur 18, excitée par un . signal de sortie du circuit compteur 16, est reliée à un circuit OU 19 qui agit de façon à ramener à leur état initial les bascu-15 leurs I et II du circuit compteur 16, lorsque la durée déterminée par la bobine de rythmeur 18 s'est écoulée. Le circuit OU 19 comporte, en outre, une borne de remise à zéro R permettant de ramener à leur état initial les basculeurs I et II dans le compteur 16. On va se référer à présent à la figure 3 pour décrire de 20 façon détaillée le servo-amplificateur 13. Les sorties du différentiateur de pression 11 et du circuit de commande d'avance 12 sont envoyées à un soustracteur 30, qui a pour rôle de soustraire la sortie du différentiateur 11 de celle du circuit de commande 12. La sortie résultante du soustracteur 30 est envoyée à un addition-25 neur 33 par l'intermédiaire d'un intégrateur 31 et d'un amplificateur 32 qui sont montés en parallèle. La sortie du circuit 12 est envoyée séparément à l'additionneur 33 pour être additionnée avec les sorties de l'amplificateur 32 et de l'intégrateur 31. La sortie de l'additionneur 33 est appliquée, par l'intermédiaire d'un ampli-30 ficateur 34, à une entrée d'un additionneur 35 dont la borne de sortie est reliée à une base d'un transistor 36. L'additionneur 35 comporte une autre borne d'entrée Tl, par laquelle est fournie une tension d'entrée de référence. La sortie de l'additionneur 35 est envoyée, par l'intermédiaire d'un 35 convertisseur de signe 40, à un autre additionneur 38, de même fonctionnement que l'additionneur 35 et dont la borne de sortie est reliée à une base d'un transistor 39. Il est clair que le convertisseur de signe 40 peut effectuer la transformation d'une tension positive en une tension négative, ou inversement, mais que 40 la valeur absolue de la tension qui lui est appliquée ne change pas. 71 31339 5 2103600 L'additionneur 38 comporte également une borne d'entrée de tension de référence T2. Les tensions d'entrée de référence appliquées aux bornes d'entrée T1 et T2 sont choisies de façon que la valve d'asservissement 14 ne soit pas actionnée lorsqu'un signal zéro 5 est appliqué à l'additionneur 35. Il est clair que, dans ce mode d'exécution particulier, la tension de référence appliquée à la borne T2 est supérieure à celle qui est appliquée à la borne Tl. Des collecteurs respectifs R et T des transistors 36 et 39 sont reliés à la valve d'asservissement hydraulique commandée électri-10 quement 14 pour commander les rotations du moteur hydraulique 8. Les émetteurs des transistors 36 et 39 sont reliés ensemble et à la masse. Le fonctionnement de la machine à meuler, dans laquelle un signal d'entrée est appliqué à une borne d'entrée W1 pour com-15 muniquer une vitesse d'avance optimale, pour une pièce à usiner particulière, au chariot 6, est décrit ci-après. Dans le premier stade, le chariot 6 et la base coulissante 21 avancent solidairement vers une position prédéterminée, à une vitesse élevée, sous l'action du dispositif de commande hydraulique 10. Ensuite, le 20 chariot 6 avance sous l'action du dispositif de commande hydraulique 8. Pendant cette opération, le compteur 16 ne produit pas de signal de sortie et, ainsi, l'inverseur 17 engendre un signal de sortie. Comme un signal d'entrée est alors appliqué au circuit ET Al à la borne W1 et en provenance de l'inverseur 17, le circuit ET 25 Al permet 1'appllication d'un signal de sortie à la base du tran* sistor Q1 pour le rendre ainsi conducteur. Comme le transistor Q2 est, à cet instant non conducteur, on obtient une tension électrique fonction de la résistance variable VR1 et appliquée, par la diode Dl, au servo-amplificateur 13 en même temps que la sortie du 30 différentiateur de pression 11. Tant que la meule 4 n'est pas entrée en contact avec la pièce à usiner 2, la sortie du différentiateur 11 est nulle. Donc l'amplificateur 34 produira une tension électrique correspondant à la sortie du circuit de réglage de la vitesse 1-1, et celle-ci 35 est envoyée à l'additionneur 35. L'additionneur 35, additionnant les signaux qui lui sont appliqués et qui proviennent de l'amplificateur 34 et de la borne Tl, envoie une haute tension au transistor 36 pour le rendre conducteur, de sorte qu'on obtient une tension électrique nulle ou extrêmement faible à la borne R. L'addi-38 40 tionneur/reçoit des signaux électriques de l'additionneur 35, par 71 31339 6 2103600 l'intermédiaire du convertisseur de signe 40, et de la borne T2, et sert à effectuer la sommation des entrées qu'il reçoit. La sortie additionnée de l'additionneur 38 est appliquée à la base du transistor 39. Le transistor 39 est alors moins conducteur que le 5 transistor 36, car la sortie additionnée de l'additionneur 38 est très faible, et le signal provenant de l'additionneur 35 passe ainsi à l'état de tension négative sous l'action du convertisseur de signe 40. En conséquence, une haute tension électrique, qui correspond à la sortie du circuit de réglage de vitesse 1-1, est 10 obtenue à la borne T de façon à faire tourner le moteur hydraulique 8 à la vitesse maximale VI max, comme le montre la figure 4e. Lorsque la meule 4 entre en contact avec la pièce 2, la résistance au meulage augmente, de même qu'augmente la sortie du différentiateur 11. Le soustracteur 30 délivre la différence entre 15 les deux signaux électriques que lui envoient le différentiateur de pression et le circuit de réglage de la vitesse. En conséquence, l'amplificateur 34 applique la tension électrique résultante, d'une valeur inférieure à la précédente, à l'additionneur 35. La somme des deux entrées de l'additionneur 35 diminue alors, de sorte que 20 sa sortie diminue, ce qui rend le transistor 36 moins conducteur que précédemment. La somme des deux entrées de l'additionneur 38 augmente alors, de sorte que la sortie de l'additionneur 38 augmente, ce qui rend le transistor 39 plus conducteur qu'auparavant car le signal 25 provenant de l'additionneur 35, par l'intermédiaire du convertisseur de signe 40, est une tension négative et de valeur absolue inférieure. Ainsi, la différence entre les tensions électriques aux bornes R et T devient plus faible qu'auparavant, de sorte que la vitesse d'avance du chariot 6 est réduite en fonction de la ré-30 sistance au meulage et de la valeur optimale choisie, VI dans ce cas. Parfois, au moment où la meule 4 entre en contact avec la pièce à usiner 2, le circuit de Schmidt 15 produit un premier signal commutant le basculeur I du compteur 16 car la réponse du 35 chariot 6 est parfois lente. Cependant, en dépit de ce fait, la sortie du compteur 16 est toujours nulle et le circuit de réglage de la vitesse 1-1 est toujours actif. Ainsi, l'opération de meulage se poursuit, sous le contrôle du circuit 1-1, tant que le circuit de Schmidt 15 hé reçoit pas d'autre signal supérieur à la valeur 40 prédéterminée. Dans le cas où la pièce 2 est, sans qu'on l'ait 71 31339 7 2103600 prévu, non circulaire, ou bien présente une surface rugueuse, la résistance au meulage sera grande et la valeur prédéterminée sera dépassée périodiquement, de sorte que le circuit de Schmidt 15 produira un autre signal subséquent. En conséquence, le basculeur 5 I sera commuté et, à son tour, le basculeur II de sorte que la sortie du compteur 16 deviendra égale à la valeur binaire 1. Ainsi, le circuit ET Al se fermera car la sortie de l'inverseur 17 sera alors nulle. Le circuit ET Al recevra un signal électrique du compteur 16 et de la borne d'entrée W1 qui l'ouvriront, de sorte 10 que le circuit de réglage de la vitesse 1-2 sera excité de façon à envoyer au servo-amplificateur 13 une tension électrique correspondant à la vitesse VI' inférieure à la vitesse VI d'une quantité prédéterminée. Ainsi, le servo-amplificateur 13 commandera la vitesse d'avance du chariot 6 en fonction de la différence entré le 15 signal provenant du différentiateur 11 et du signal établi par le circuit 1-2 et, ainsi, la résistance au meulage sera maintenue à une valeur nettement inférieure à celle qui prévalait précédemment. Lorsque la sortie du compteur 16 devient égale à 1, la bobine de rythmeur 18 est excitée. Lorsque la durée déterminée par 20 la bobine de rythmeur 18 s'est écoulée, c'est-à-dire lorsque la pièce 2 a été meulée jusqu'à prendre une forme presque circulaire, le circuit OU 19 est actionné par la bobine 18 pour ramener ainsi les basculeurs I et II à leur état initial, de sorte que le chariot 6 peut de nouveau avancer à une vitesse d'avance établie par le 25 circuit de réglage de la vitessë 1-1 du fait que le compteur 16 cessera d'envoyer son signal de sortie à l'inverseur 17. Pendant qu'a lieu l'opération mentionnée ci-dessus, les sorties du compteur 16, de la bobine 18 et la vitesse d'avance du chariot 6 deviennent respectivement conformes aux figures 4c, 4d et 30 4e. Le réglage de vitesse d'avance mentionné ci-dessus a lieu de la même façon si l'on choisit l'une des autres paires de circuits de réglage de la vitesse (II-l, II-2),..., (N-l, N-2) ; il n'est donc pas nécessaire de décrire leur fonctionnement. 35 II y a lieu de noter que l'on peut aussi utiliser un moteur électrique à impulsions au lieu des moteurs hydro-électriques 8 et 14. De plus, il est clair que la résistance au meulage doit être détectée par la différence de pression entre les orifices d'entrée et de sortie d'un moteur d'entraînement hydraulique entraînant en 40 rotation la pièce à usiner. 71 31339 8 2103600 Il va de soi que l'on peut apporter, à la description qui précède et aux dessins annexés, de nombreuses modifications de détail sans, pour autant, sortir du cadre de 1'invention. 71 31339 9 2103600 REVENDICATIONS. 1. Machine à meuler, caractériséeen ce qu'elle comprend un banc, un chariot monté coulissant sur ledit banc et comportant une meule rotative, un plateau coulissant sur ledit banc, suppor- 5 tant une pièce à usiner, des moyens moteurs pour déplacer chariot ou plateau, de façon à effectuer une opération de meulage sur une pièce à usiner, des moyens de détection de la résistance appliquée à la meule ou à la pièce à usiner pendant l'opération de meulage et engendrant une sortie proportionnelle à cette résistance, un 10 premier circuit de commande pour choisir une valeur de sortie de celui-ci correspondant à un intervalle prédéterminé de valeurs de la résistance détectée par lesdits moyens de détection, et un second circuit de commande commandant les moyens moteurs en fonction de la sortie choisie dudit circuit de commande et de la sortie des-15 dits moyens de détection de la résistance, de façon à donner une vitesse d'avance désirée pour l'opération de meulage au plateau ou au chariot. 2. Machine à meuler selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de commande comprend un circuit générateur 20 de signaux engendrant un signal lorsque la sortie des moyens de détection dépasse une valeur prédéterminée, et un circuit de réglage de la vitesse capable de modifier une valeur de sa sortie en fonction du signal provenant dudit circuit générateur de signaux. 3. Machine à meuler selon l'une des revendications 1 ou 25 2 caractérisée en ce que le premier circuit de commande comprend un circuit de Schmidt engendrant un signal lorsque la sortie des moyens de détection dépasse une valeur prédéterminée, un circuit compteur ayant pour rôle de compter le nombre de signaux engendrés par le circuit de Schmidt et un circuit de réglage de vitesse 30 sensible audit circuit compteur pour délivrer une valeur de sortie prédéterminée pour un intervalle prédéterminé de valeurs de résistance détectées par lesdits moyens de détection. 4. Machine i meuler selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le circuit de réglage de la vitesse comprend 35 au moins un ensemble de circuits dont chacun délivre respectivement une valeur de sortie constante en fonction d'un nombre prédéterminé de signaux envoyés audit circuit compteur. 5. Machine à meuler selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le chariot comporte des moyens hydrauliques 40 supportant la meule, et en ce que lesdits moyens de détection de la 71 31339 10 2103600 de la résistance sont sensibles à la différence de pression produite sur des poches de pression desdits moyens de support hydrauliques pendant une opération de meulage. 6. Machine à rteuler selon l'une des revendications 1 à 5 5 caractérisée en ce que le premier circuit de commande comprend un circuit de Schmidt engendrant un signal lorsque la sortie des moyens de détection dépasse une valeur prédéterminée, un circuit de mémoire capable de mémoriser le nombre de signaux engendrés par le circuit de Schmidt et un circuit de réglage de la vitesse compre-\ 10 nant plusieurs ensembles de circuit délivrant chacun une valeur de sortie constante, et comprenant chacun au moins un circuit à sortie de niveau élevé et un circuit à sortie de niveau faible qui sont utilisés séparément en fonction d'un nombre de signaux prédéterminé envoyésdans le dit circuit de mémoire. 15 7. Machine à meuler, caractérisée en ce qu''elle comprend un banc, un chariot coulissant sur le banc et comportant une meule rotative, un plateau coulissant sur le banc et supportant une pièce à usiner, des moyens moteurs déplaçant chariot ou plateau de façon à réaliser une opération de meulage sur une pièce â usiner, des 20 moyens de détection de la résistance , résistance appliquée à la meule ou à la pièce â usiner pendant l'opération de meulage, et produisant une sortie qui est proportionnelle à cette résistance un premier circuit de commande pour choisir une valeur constante de sa sortie pour une condition de l'opération de meulage, et un 25 second circuit de commande commandant les moyens moteurs en fonction de la sortie choisie du premier circuit de commande et de la sortie des moyens de détection de la résistance, de façon à communiquer une vitesse d'avance désirée pour l'opération de meulage, au plateau ou au chariot. 30 8. Machine à meuler selon la revendication 7, caracté risée en ce que le second circuit de commande comprend un circuit de commande sensible à la sortie de valeur constante du premier circuit de commande et des moyens de détection de la résistance, calculant une valeur désirée pour commander l'opération de meulage 35 et engendrer une sortie qui lui corresponde, et un circuit de commande capable de commander les moyens moteurs en fonction de la sortie dudit circuit de commande. 9. Machine à meuler selon la revendication 8, caractérisée en ce que le circuit de commande sensible à la sortie de va-40 leur constante comprend un premier circuit calculateur calculant 71 31339 ii 2103600 une différence entre la valeur de sortie constante choisie du premier circuit de commande et la sortie des moyens de détection de la résistance, et engendrant une sortie correspondant à cette différence, et un second circuit calculateur additionnant la 5 sortie du premier circuit calculateur et la sortie du premier circuit de commande.