Brevet FR2095231A1 — publié le 19720211

La présente invention se rapporte à des machines-outils à commande numérique et elle a trait plus particulièrement à un dispositif adaptable à un centre d'usinage pour apprécier la valeur du couple d'usinage d'une broche de machine-outil. On connaît déjà un système de mesure de couple d'usinage à partir de la déformation d'une broche. Cependant, dans un tel système, on apprécie la valeur du couple d'usinage en mesurant une déformation à l'aide d'une jauge d'extensométrie ou d'un élément piézoélectrique approprié. Une telle mesure n'est possible qu'au prix d'une réduction de la rigidité de la broche en vue d'augmenter la sensibilité. En particulier, le dispositif est sensible aux parasites dans le cas d'un centre d'usinage ; il est nécessaire, pour effectuer un usinage complexe, que la gamme de vitesses de la broche soit étendue et aussi que la broche soit rigide dans toutes les directions. L'invention a pour but principal d'utiliser un servo-moteur hydraulique pour entraîner une broche de manière à éliminer les inconvénients mentionnés plus haut et pouvoir apprécier le couple d'usinage de la broche en utilisant les caractéristiques d'un servo-distributeur et d'un moteur hydraulique. Etant donné que le couple d'usinage fourni par la broche peut être mesuré pendant la coupe, on peut obtenir un contrôle très souple. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur les dessins la figure 1 est un schéma d'un système d'entraînement hydraulique d'une broche de machine-outil suivant l'invention la figure 2 est un schéma plus détaillé du système de la figure 1 ; la figure 3 est un schéma synoptique du dispositif suivant l'invention. Sur la figure 1, on a désigné par 1 une broche reliée à un moteur hydraulique 4 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 2 et d'un arbre 3 ; on a désigné par 5 un servo-distributeur qui assure l'alimentation en huile d'un moteur 4 par l'intermédiaire d'un tuyau 6 et d'un tuyau 7, l'huile revenant par un tuyau 8 et un tuyau 9 ; la référence 10 désigne une jauge de mesure de pression différentielle reliée au tuyau 7 et au tuyau 8 par l'intermédiaire des tuyaux 11 et 12 respectivement. Sur la figure 2, des chiffres de référence de la figure 1 désignent les mêmes composants et l'on a indiqué, en 13, une soupape de surjeté, en 14 un clapet d'arrêt, en 15 un filtre, en 15a un échangeur de chaleur, en 16 une pompe hydraulique, en 17 un moteur électrique, en 18 une crépine et en 19 un réservoir. La majeure partie d'un tel système d'entraînement hydraulique est bien connue. On a constaté, à la suite d'expériences, que la différence entre les pressions mesurées dans le tuyau 7 et dans le tuyau 8 était proportionnelle au couple en charge avec une précision très grande. Le dispositif décrit plus haut constitue un servo-mécanisme qui va être expliqué maintenant en référence au schéma synoptique de la figure 3 dans lequel on a désigné par 20 un convertisseur de signaux correspondant & jauge de mesure de pression différentielle 10, le signal représentant la caracté- ristique d'entrée étant constitué par une tension d'entrée e1 ; on par 21 un circuit de comparaison et par 22 un servo-amplificateur ,la vitesse de sortie du moteur hydraulique 4 est renvoyée sous la forme d'une tension e2, qui est convertie par un générateur tachymétrique 23, de manière à produire une tension différentielle e3 = e1 - e2 dans le circuit de comparaison mentionné plus haut et à obtenir, à la sortie du servo-amplificateur--22, une tension e4 ; un courant électrique i proportionnel'à la tension e4 e*iv appliqué au servo-distributeur 5 qui fournit au moteur hydraulique débit d'huile proportionnel à ce courant i de sorte que le moteur 4 tourne en entraînant le train d'engrenages 2 et la broche 1, le couple pouvantGtre détecté à n'importe quel moment à l'aide de la jauge de mesure de différentielle 10 et du convertisseur de signaux 20. Avec le dispositif suivant l'invention décrit plus haut, on peut-détecter le couple en charge lorsqu'une pièce est usinée à l'aide de la broche-porte- outil. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagée#---et";sans que l'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'entraînement de broche avec mesure du couple, utilisable dans un servo-mécanisme hydraulique entraînant la broche d'une machine-outil, caractérise en ce qu'il comprend une jauge de pression différentielle pour mesurer une différence de pression entre l'huile d'alimentation et l'huile de retour entre un servo-distributeur et un moteur hydraulique, de façon qu'un couple d'usinage puisse être détecté par la jauge de mesure de pression différentielle. 2.- Dispositif d'entraînement de broche de machine-outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur de signaux associé à la jauge de mesure de pression différentielle et un générateur tachymétrique renvoyant un signal représentant la vitesse de rotation du moteur hydraulique.