Brevet FR2103548A1 — publié le 19720414

La présente invention se rapporte à un dispositif pour la correction des longueurs et des diamètres des outils, notamment pour les machines-outils à changement automatique des outils. ians les outils qui travaillent #par enlèvement de copeaux, la longueur ou le diamètre de chaque outil varie sous l'effet de l'usure et de l'affatage. L'usure se révèle particulièrement préjudiciable dans le cas des machines à commande numérique à cIiangeme#t autom#tique des outils parce que le programme réellement exécuté s'écarte, en raison de l'usure, du programme introduit et qu'il en résulte des différences de cotes. Pour éliminer ces écarts, on utilise des règles de pré-réglage des outils à l'aide desquelles on exécute la correction de longueur des outils, d'une valeur égale à celle de l'usure, au moyen d'éléments de réglage prévus sur le porte-outil comme, par exemple, des douilles de réglage ou de blocage. Ce mode de correction n'influence pas la commande de la machine suivant l'axe des Z. On connaît des machines à commande numérique avec dispositif de changement des outils et dans ~lesquelles la commande, suivant l'axe des Z, est équipée de commutateurs de correction. Ces commutateurs permettent une correction indirecte de la longueur des outils par déplacement oommandé du point d'origine des coordonnées suivant l'axe du Z.L'inconvénient de ce dispositif consiste dans l'importance des moyens techniques mis en oeuvre, car il est nécessaire d'associer un commutateur de correction à chaque outil qui subit une usure longitudinale. le grand nombre de commutateurs de correction nécessaires élève le prix de revient et, en dehors de la dépense, augmente également le risque d'erreurs de réglage puisque les commutateurs de correction doivent être réglés manuellement, et augmente également le prix de revient d'exploitation ainsi que les temps d'arrêt de 12 machine qui sont dus aux réglages des commutateurs de correction Le but de l'invention est d'automatiser le processus de réglage indirect de la longueur et du diamètre des outils afin de limiter dans une très large mesure les sources d'erreurs possibles, tout en permettant d'assurer le contre des correc tions.L'invention vise également à réduire le prix de revient en cotit et temps d'arrêt da à l'utilisation des commutateurs de correction, par une modification du procédé de correction. On obtient essentiellement ce résultat grâce au fait que la machine outil possède un dispositif d'exploration, tandis que les outils ou porte-outils sont munis d'éléments qui représentent sous forme matérielle analogique. ou numérique les paramètres des outils, en longueur et diamètre, ou les différences de paramètre de ces outils, le dispositif d'explorati.on étant relié à l'appareil de traitement des données de -la mac-hine-ou::til et que 155 paramètres des outils qui sont captés par le dispositif d'exploration sont transformés en valeurs de correction dans la commande des courses parallèles à- l'axe Z de la machine-outil, les éléments analogiques ou numériques de représentation matérielle des paramètres des outils étant de préférence montés à l'extrémité d'un outil ou alun porte-outil, l'élément numérique étant de préférence un disque perforé interchangeable, et l'élément analogique étant de préférence une vis ou un élément analogue. le dispositif d'exploration destiné à capter les pa ramètres des outils sous forme numérique est constitué par un organe de centrage et par un jeu de commutateurs à touches et il est fixé à un manchon coulissant, lequel reçoit aussi l'organe de centrage monté flottant dans une plaque. le disque perforé présente, en dehors de la perforation représentative des paramètres des outils, une autre perforation qui indique si le paramètre représenté a trait à la longueur de l'outil ou à son diamètre. Le dispositif d'exploration qui capte le paramètre de l'outil sous forme #analogique est constitué de préférence par une tige filetée qui est reliée à un dispositif de mesure approprié. La description qui va suivre, en référence aux dessins annexés donnés surtout à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins - la figure 1 représente un dispositif d'exploration, - la figure 2 est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 1, - la figure 3 représente la tête d'exploration au cours d'une manoeuvre d'exploration d'un disque perforé, - la figure 4 est une coupe de l'arbre du porteoutil, - la figure 5 est une vue suivant la flèche Y. de la figure 4, - la figure 6 représente le disque perforé muni de sa bague, - la figure 7 représente l'arbre du porte-outil muni d'un dispositif de mesure analogique, - la figure 8 représente l'arbre du porte-outil et son outil, pour l'illustration de la correction de longueur d'outil, - la figure 9 représente l'arbre du porte-outil et son outil, pour l'illustration de la correction du rayon de l'outil, la figure 10 montre le déroulement de l'opération de correction de longueur de l'outil. Une équerre de montage 2 est fixée par des vis 3 au bâti 1 de la r..achine-outil. Cette équerre comporte une fenêtre 4 et des perçages 5. Dans ces perçages, sont disposées des vis 6 qui ont pour fonction de fixer un manchon porteur 7 à l'é- querre 2. Ce manchon 7 comporte d'un coté une bride 8 sur laquelle un vérin hydraulique 9 est fixé parallèlement au manchon à l'aide de vis 10. Le vérin 9 comprend un piston 11 muni d'une tige de piston 12 dont l'extrémité livre est reçue dans une bride 13 d'un manchon de guidage 14. Ce mancron 14 est monté pour coulisser sur des bagues de glissement 15 qui sont ellesmêmes montées sur le manchon porteur 7. Des vis 16 relient la face terminale de la bride 13 à une plaque de montage 17. Dans chacun des angles abattus de la plaque de montage carrée 17, est pratiqué, en direction du centre, un perçage 18 dans lequel sont engagés un ressort de compression 19 et une vis 20. les ressorts 19 s'appuient sur une bague de centrage 21 qui est logée dans un évidement 22 de la plaque de montage 17. Sur la face terminale de la bague de centrage 21, est monté un commutateur 23 à touches coulissantes 24, qui est agencé de manière à faire saillie dans le manchon de guidage 14 et les touches 24 du cornrqutateur sont engamées dans la bague de centrage 21. Le commutateur 2-5 porte des bornes 25 en nombre eorrespondant à celui des touches 24, et qui sont en liaison avec l'appareil de traitement des données non représenté.En regard de la face arrière du commutateur 23, face qui présente des perçages, le manchon porteur 7 présente une butée 26. L'arbre 27 du porte-outil (figure 4) présente un trou 28 centré sur son axe. Dans ce trou 28 est logée une douille filetée 29 à laquelle la monture 31 au disque perforé est fixée par une vis 30. Cette monture 31 présente un perçage 32 contre-alésé dans lequel est encastré un disque perforé 33.La monture 31 présente également une rainure 34 qui est coupée par le perçage 32. la rainure 34 présente sur un côté au perçage, un ergot 35 qui est engagé dans la monture 31 du disque perforé et qui est fait saillie dans l'arbre 27 du porte-outil ; une cheville 3s est placée en un point décalé de 900 par rapport à la rainure 34. la figure 7 représente une broche porte-outil 37 correspondant à un autre exemple de réalisation, dans laquelle il est prévu, à l'intérieur du perçage 28 de l'arbre 27 du porteoutil, un manchon fileté 38 dans lequel est reçue une tige filetée 39 munie d'un contre-écrou 40. Cette tige filetée 39 est reliée à un dispositif de mesure 41 par l'intermédiaire d'un élément de liaison 42. Après l'affûtage de l'outil, on mesure la différence de longueur ss L en soustrayant la longueur réelle L' de l'ou- til de la longueur de consigne L de cet outil, cette dernière longueur étant celle qui a été introduite dans le programme, et on enregistre le résultat de cette mesure dans le disque perforé 33. Cet enregistrement du résultat de la mesure dans le disque perforé 33 est exécuté en dehors de la machine par une poinçonneuse qui est munie de poinçons correspondants aux valeurs à enregistrer.L'enregistrement de ces valeurs est basé sur le principe du système binaire ; dans l'exemple de réalisation de la figure 6 les trous des lignes horizontales présentent un chiffre dans le système binaire et les trous des lignes verticales le nombre représentant la valeur de la correction qui se compose des chiffres présents sur les lignes horizontales. Dans l'exemple de la figure 6, le disque perforé porte le nombre 923,69 inscrit dans le système décimal-binaire. e cette façon, il est possible d'atteindre, avec des enregistrements au centième de millimètre, une correction maximale de 999,99 mm.Après avoir perforé le disque 33, on l'encastre dans la monture 31 et on dépose l'outil dans un magasin d'outils non représenté. lors du transfert de l'outil de ce magasin à la broche de travail, le dispositif de changement d'outil interrompt son mouvement en face wu dispositif d'exploration. le piston 11 est alors sollicité par le fluide hydraulique et, au moyen e sa tige 12, il déplace le manchon de guidage 14 avec la plaque de montage 17 fixée à la brise 13, jusqu'à ce que l'arbre 27 du porte-outil et la monture 31 du disque perforé s'engagent dans la bague de cent age 21 qui est montée élastiquement dans l'évidement 22. Dans ce mouvement, le risqué perforé 33 bute contre les touches 24 pour lesquelles il n'a pas été prévu de trous #de passage dans le disque 33, et repousse ces touches en arrière. Un contact manoeuvré par chaque touche émet un signal qui est transmis des bornes 25 à l'appareil de traitement des données et la différence de longueur #L qui a été provoquée sur l'outil par l'affûtage de ce dernier est aboutée aux données correspondant à la course de déplacement du porte-outil.Sous cet ef-#et, l'appareil de traitement des données de la mac-ine-outil corrige automatiquement la course d'approche rapide "e" lorsqu'il perçoit une différence de longueur d'outil, suivant l'équation e = 1 - Ét + - #L) ] Pour faire intervenir la longueur de l'outil, on utilise l'équa- tion : e = 1 - (t + L), le programmeur introduisant e,1 et t dans l'appareil de trait ment des données tandis que L est introduit automatiquement.Dans tous les cas, on doit avoir X > t.D'après le principe du aispo- sitar de la figure 7, la dirrérence de longueur est également mesurée et réglée par manoeuvre e ia tige filetée 39. lorsque l'outil est transféré à la broche de travail 37, l'élément de liaison 42 est repoussé en direction du dispositif de mesure 41 au moment du serrage du porte-outil et la différence de longueur est transmise à un dispositif d'entrée des données. La correction du ayon des outils s'exécute de la même faon oue la correction de longueur de ces outils. R E V B N D I C 1t @ I O "r S 1) DispositlÎ pour la correction de la longueur et du diamètre des outils, notamment pour machines-outils à changement automatique des outils, ce dispositif étant caractérisé en ce que la machine-outil comprend un dispositif d'exploration, tandis que les outils ou les porte-outils sont munis d'éléments qui représente sous forme matérielle analogique ou numérique les paramètres des outils ou les différeices de ces paramètres, le dispositif d'exploration étant relié à l'appareil de traitement des données de la machine--outil, et en ce que les paramètres des outils captés par le dispositif d'exploration sont transformés en corrections dans la commande des courses parallèles à l'axe Z de la machine-outil. ?)- -Dispositif suivant la revendication -1, caractérisé #t ce que les éléments analogiques ou numériques de représentation matérielle des paramètres des outils sont de préférence montés à l'extrémité d'un outil et d'un porte-outil. #3) Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'élément numerique est de référence constitué par un un disque perforé interchangeable et l'élément analogique par une tige filetée. 4) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'exploration pour la transmission numérique des aramètres est constitué par un organe de centrage et par un jeu de commutateurs à touches, et est fixé à un manchon de guidage# coulissant. 5) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'organe de centrage est age;cé flottant dans une-plaque de montage et est logé dans le manchon de guidage coulissant. 6) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque perforé présente, en supplément de la perforation représentative du paramètre de l'outil, une autre perforation qui indique si le paramètre représenté a trait à la longueur de cet outil ou à son diamètre. 7) Dispositif suivant l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'exploitation qui capte le paramètre de l'outil sous forme analogique est de préférence constituée par une tige filetée qui est reliée à un dispositif de mesure approprié.