Brevet FR2098290A1 — publié le 19720310

Dans de nombreuses machines-outils, il est nécessaire de faire effectuer à un organe de la machine un mouvement de coulissement le long d'une glissière ou bâti d'un autre organe. L'usage de paliers hydrostatiques agissant entre ces deux organes est connu ; dans ce but, il est possible d'utiliser un dispositif muni de paliers hydrostatiques à coussinet fluide, et un système de détection mesurant les déviations par rapport au parcours correct par la pression du fluide s'échappant du détecteur vers une surface de référence. La présente invention utilise aussi des paliers hydrostatiques à coussinet fluide et a pour but de fournir une méthode améliorée capable de détecter les déviations de mouvement qu'un organe mobile doit effectuer par rapport au parcours souhaité. Selon l'invention, une machine-outil dans laquelle un organe porté par des paliers hydrostatiques à coussinet fluide pour son déplacement physique sur la machine comporte un dispositif de palier contrôlé par un système de détection adapté pour détecter les déviations de mouvement que l'organe mobile peut effectuer hors du parcours souhaité ; ce système de détection comprend un élément de référence ou un repère indépendant de la partie de la machine-outil supportant l'organe mobile. L'élément de référence peut être un signal émis tel qu'un rayon lumineux, un rayon laser ou un signal électrique. Dans le cas d'un rayon layer par exemple, celui-ci peut être émis selon un parcours parallèle à celui requis par l'organe mobile ; un détecteur, fixé sur l'élément mobile, peut être connecté à un circuit de contrôle pour que le dispositif de palier hydrostatique élève ou abaisse la pression du fluide apporté aux paliers en réponse au mouvement du détecteur d'un côté ou de l'autre du rayon laser et, de ce fait, ramenant toujours l'organe mobile au parcours du mouvement parallèle du rayon. L'élément de référence peut être également la surface d'une règle montée inaépendåmtnent de la structure supportant l'organe mobile et, parfois même, peut être tout à fait indépendante de la machine ellemême. L'élément de référence pourrait être aussi une surface déterminée sur un liquide ; dans ce cas, on utiliserait un détecteur sensible au contact de la surface du liquide. Des dispositifs de palier hydrostatique sont connus, dans lesquels le fluide est poussé vers une chambre située dans l'une des parties mobiles du palier, puis à travers un coussinet de palier pouvant se déplacer à l'intérieur de la chambre en direction de l'autre partie mobile du palier et dans le sens contraire. Le coussinet porte sur sa paroi externe (c'est-à-dire le coté opposé à l'autre partie mobile du palier) une "zone" périphérique délimitant la surface d'une retenue de fluide dans lequel l'autre partie du palier flotte.La surface du coussinet, soumise à la pression du fluide à l'intérieur de la chambre1 servant à pousser le coussinet vers l'extérieur est plus grande que la surface de la retenue de fluide ; ceci crée, lorsque le fluide sous pression arrive dans la chambre, une poussée du coussinet vers ltexté- rieur plus forte que la poussée vers l'intérieur (due au fluide de la retenue). Ce type de palier hydrostatique, muni à Sa face extérieure d'un joint périphérique ou "zone" et de moyens permettant la création d'une pression de fluide différentielle, est conçu pour opérer avec peu ou pas d'intervalle entre la sone périphérique et l'autre organe du palier; de ce fait, il y a seulement une très faible perte de fluide sur les cotés du coussinet. Ce type de palier est désigné ici comme palier hydrostatique à cous- sinet fluide. Deux dispositifs, dont chacun deux est en accord avec l'invention, seront décrits à présent au moyen d'exemples seulement, faisant référence aux dessins annexes, dans lesquels - la figure l est une représentation schématique dtune machine-outil. - la figure 2 est une représentation schématique d'une partie d'une machine-outil montrant l'un des dispositifs possibles. L'invention peut s'appliquer à de nombreux types de machines-outils, et ctest pourquoi la figure 1 représente seulement un organe 10 (pro bablenent un organe portant un outil) devant coulisser le long d'un bâti 12. L'organe 10 est porté par des paliers hydrostatiques à coussinet fluide 14 et 16, prenant appui sur les côtés opposés de la glissière 18 réalisée sur le bats. Le fluide arrivant à ces paliers provent d'une retenue (non figurée) par un conduit 20 commun aux deux paliers 14 et 16. Bien que le conduit 20 assure une pression directe au palier 14, il ne fournit en fait qu'une pression de référence F#,en en raison de ltexis- tenue d'une soupape 22 dite "totalisatrice", alimentée par un conduit différent 24 sous la pression P .La soupape "totalisatrice" comprend s un conduit de sortie 26 menant au palier 16 et revenant à la retenue par une soupape de retenue 28. Le dispositif de la soupape "totalisatrice" 22 est tel que la pression de sortie P2 exercée sur le palier 16 soit égale à Ps - P1 . Par conséquent, lorsque l'un des coussinets quitte son logement pour repousser l'organe 10 en dehors de la glissière 18 l'autre coussinet se rétracte dans son logement d'une distance égale, de telle sorte que l'organe 10 reste correctement supporté, mais sa position latérale par rapport à la glissière 18 est réglée. Le dis# > ositif des deux paliers et la soupape !'totalisatrice" sont semblables à l'art antérieur. Cependant, il est connu d'utiliser un système de détection hydraulique qui contrôle la pression P1 . Ce système de détection ne figure pas dans le présent dispositif ; il est remplacé par une soupape hydraulique 30 contrôlée électriquement, comme expliqué dans ce qui suit. Un taquet 32 fixé à une extrémité du btti 12 supporte un dispositif 34 conçu pour émettre un rayon laser 36 parallèle au somlnet de la surface théorique de la glissière 18. On perle de surface "théorique" de la glissière, car il est impossible d'obtenir une surface sarfaltement lise et l'un des avantages de la présente invention réside, précise- ment, dans le fait que la glissière ne nécessite pas une surface usinée avec une trs grande précision, ce qui permet de réaliser une finition de la glissière à meilleur marché qu'avec les procédés habituels.Ce #endant, la surface théorique représente le parcours que doit suivre longane 10, parcours défini par le rayon laser 36. Un système de détection 3~, porté par l'organe 10, est focalisé sur le rayon 36 ; il est conçu pour émettre des signaux électriques de sens contraire si le détecteur se déplace d'un côté ou de autre (c'est-àdire au-dessus et en dessous) du rayon laser. Ces signaux sont reçus par un amplificateur 40, dont la sortie controle la soupape électrohydraulique 30. Ainsi l'organe 10 est Illaintenu en "marche" par le système de controle comprenant le rayon laser 36, le détecteur 38, ltamplificateur 40, la soupape 30 et les paliers 14 et 16. Il est bien évident qu'un dispositif semblable pourrait être réalisé pour fonctionner avec les rayons lumineux ordinaires au lieu du rayon laser ou avec un signal électrique. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on voit une partie 50 d'organe, par exemple le bâti d'une machine-outil, sur lequel un organe 52, par exemple une glissière porte-outil, doit se déplacer. La glissière 52 est munie de paliers hydrostatiques dont l'un est représenté en 54, et d'un détecteur 56 qui peut être, nar exemple, un stylet ou tout autre dispositif de ce type connu. Le détecteur coopère avec une surface de référence constituée par une règle 58 montée indépendamment de la machine-outil. De ce fait, le détecteur peut détecter les variations de mouvement de la glissière par rapport au parcours correct, par exemple des variations causées par dé fiction, et la surface de référence n'est pas affectée par les charges appliquée à la machine-outil. Revendications 1 - Machine-outil comprenant un organe porté par des paliers hydrostatiques à coussinet fluide pour son déplacement physique sur la machine, le dispositif de palier étant contrôlé par un système de détec tion étudié pour détecter les déviations du mouvement de l'élément mobile par rapport au parcours souhaité, caractérisé en ce que le système de détection comporte un élément ou un repère de référence indépendant de la partie de la machine-outil portant l'organe mobile. 2 - Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que élément de référence est un signal émis tel qu'un rayon laser ou un signal électrique. 3 - Machine-outil selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de référence est un rayon laser émis selon un parcours parallèle à celui requis pour l'organe mobile, un détecteur solidaire de lorgane mobile étant relié à un circuit de contrôle du dispositif de palier hydrostatique pour augmenter ou diminuer la pression du fluide appliqué au palier, en réponse aux mouvements du détecteur de part et d'autre du rayon laser permettant à l'organe mobile d'être toujours replacé sur un parcours de déplacement parallèle au rayon. 4 - Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que ltélement de référence est la surface dune règle montée indépendamment de la structure supportant 1 'organe mobile. 5 - Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que ltéli~ent de référence est une surface formée sur un liquide.