Brevet FR2123272A1 — publié le 19720908

La présente invention se rapporte à un dispositif pour mesurer automatiquement et régler automatiquement des outils travaillant par enlèvement de copeaux, à un ou plusieurs tranw chants, pour la production de pièces d'un diamètre spécifié, sur des machines-outils à commande numérique. On contact déjà un dispositif de mesure et de réglage au tomatique d'outils pour la production de pièces d'un mtme type, dispositif. dans lequel un organe de mesure est monté sur la poupée fixe, dans une position décalée de 1800 par rapport au porte-outils. Le signal du dispositif de mesure est transmis, par l'intermédiaire d'un comparateur qui fait partie d'un dispositif de contrtle et d'un compteur suiveur, à un dispositif de commande qui met un moteur en action. Suivant l'indication du sens de rotation du dispositif de commande du moteur, une tige munie d'une surface en coin se déplace en translation sous l'action d'une douille filetée .La surface en coin est liée à un outil qui, lors de la translation de la tige, modifie sa position en fonction de l'usure qui s'est produite sur son tranchant, et de ce fait, se règle sur le diamètre voulu. L'inconvénient de ce dispositif consiste en ce que, en raison de sa faible capacité de réglage, ce dispositif n'est approprié que pour la correction de l'usure du tranchant. Par ailleurs, en raison de sa faible capacité de réglage, qui peut également comporter des valeurs en plus et en moins, ce dispositif est encore limité à un seul diamètre de pièces. Une installation de commande de mesure utilisée sur des aléseuses et fraiseuses planes à commande numérique comprend un autre dispositif également connu. Ici, la broche porte une-tete dresseuse, sur le porte-outils de laquelle est monté un capteur tandis que, à la périphérie de cette tette se trouve une bague de contact glissant qui est en liaison avec un capteur de contact. Les signaux sont transmis du capteur de contact au dispositif de commande, qui commande un moteur et un dispositif de mesure angulaire. Ce dispositif élimine certes l'inconvénient de la faible capacité de réglage du tranchant de l'outil, de sorte qu'il permet non seulement de compenser l'usure du tranchant mais également de régler l'outil mais, par contre, il donne lieu à des défauts de précision en raison de la longueur de la channe ci nématique et de l'échauffement des éléments de la tette d'alésa ge, Un autre inconvénient consiste aans le principe de mesure en un seul point qui est appliqué dans ce dispositif, car ce principe apporte le risque de défaut de précision dans la mesure. Par ailleurs, le montage du capteur sur le porte-outil n'est approprié que pour la mesure des perçages traversants. Par ailleurs, il se produit des défauts de précision en raison du fait que les moyens de mesure ne sont pas séparés des moyens d'usinage. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif qui permette de mesurer des diamètres intérieurs ou extérieurs sans préréglage précis et de compenser les écarts de cotes dus aux efforts de 1'usinage, à l'usure des tranchants des outils, aux différences#de qualités des matieres, au préréglage ainsi qu'aux écarts statiques et dynamiques, pour garantir l'obtention des cotes spécifiées sur la pièce, de manière que l'usinage soit réalisé au diamètre spécifié en plusieurs passes sans reprises. Suivant l'invention, on obtient ce résultat gracie au fait que, un instrument de mesure qui fait partie d'un dispositif de mesure des diamètres intérieurs est relié à un programmateur par l'intermédiaire d'un calculateur, le calculateur étant également connecté à un instrument de mesure qui fait partie d'un dispositif de réglage ou à un autre instrument de mesure, ou en ce que le premier instrument de mesure est relié directement au programmateur et que l'instrument de mesure qui fait partie du dispositif de réglage est relié directement à un dispositif palpeur. Un dispositif de mesure des diamètres intérieurs et un dispositif de mesure et de réglage sont montés sur un cadre oscillant et, en position horizontale, le dispositif de mesure des diamètres intérieurs occupe la mtme position médiane que Itou til d'alésage, le cadre oscillant étant articulé sur une poupée fixe de la machine et la poupée fixe portant un dispositif de mesure des diamètres intérieurs dont le palpeur se trouve dans le prolongement axial de l'outil d'alésage dans la meme position médiane. Le dispositif de mesure des diamètres intérieurs comprend un instrument de mesure et est relié à l'appareil de traitement des données par l'intermédiaire d'un calculateur, le dispositif de mesure présentant une ou plusieurs touches réglables qui sont reliées à un organe de réglage. La description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, donnés surtout à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut titre réalisée. ibur ces dessins, - la figure 1 représente un dispositif de mesure des diamètres intérieurs et un dispositif de réglage - la figure 2 est une vue de coté du dispositif de la ti- gure 1 dans laquelle le dispositif de mesure est écarté de sa position de mesure - la figure 3 représente le dispositif de la figure 1, dans lequel le dispositif de mesure des diamètres intérieurs comprend un capteur, un calculateur et un dispositif de mesure et de réglage direct - la figure 4 représente le dispositif de la figure 1 dans lequel le dispositif de mesure des diamètres intérieurs comprend un capteur et un calculateur, mais sans dispositif de mesure et de réglage direct - la figure 5 représente le dispositif de la figure 1, avec un dispositif de mesure des diamètres intérieurs équipé de deux capteurs et d'un dispositif de mesure et de réglage direct - la figure O représente un dispositif de mesure des diamètres intérieurs agencé parallelement à la broche - la figure 7 est une vue en élévation avant du dispositif de la figure b. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1, 2 et 3 une poupée fixe 1 porte des bras 2 qui reçoivent un cadre oscillant 3 présentant la forme d'un U. Le cadre oscillant 3 peut osciller d'un angle de #Uo sur les bras 2 pour passer de la position verticale à la position horizontale et inversement. Le cadre oscillant 2 est relié à un moteur 4 par l'intermédiaire d'un mécanisme ) et il porte, sur son coté avant 6, qui est à l'opposé de son côté ouvert, un dispositif de mesure 7 comportant un palpeur b muni ae touches uj; un moteur 10 et un insL--ru- re:: t?s re Il sont combinés au dispositif de mesure if Le cadre oscillant 3 porte également, en position latérale par rapport au dispositif / de mesure des diamètres intérieurs, un dispositif de réglage 12 comprenant un instrument de mesure 13 et un moteur 14. ve dispositif de réglage 12 est monté sur le cadre oscillant 3 de manière que l'instrument de mesure 13 se trouve en face d'une lame ou outil d'alésage 15 et puisse être mis en contact avec le chariot porte-outil 16 lui-m#me monté sur la barre d'alésage 15. Cette barre 15 est montée sur un porte-outil 17 qui tourne dans la poupée 1.Le chariot porteoutil 16 est monté mobile en translation radiale sur le ceté terminal radial de la barre d'alésage 15 et, à l'intérieur de cette barre 15, il est relié à un arbre 19 par l'intermédiaire d'un couple de pignons coniques 18. L'arbre 19 se termine, à l'intérieur de la poupée 1, par un mécanisme planétaire non re -résenté, auquel fait suite un couple de roues dentées, 20, 21. Ce couple 20, 21 est relié à un instrument de mesure 22 et à un moteur 23. Le moteur 23 est connecté électriquement à l'instrument de mesure 13 du dispositif de réglage 12. L'instrument de mesure 22 est alimenté par un programmateur 24 dont les signaux sont transmis aux moteurs 10 et 14 ainsi qu'à un calculateur 2#, ce dernier étant intercalé sur la connexion qui accouple l'instrument de mesure 11 à l'instrument de mesure 13o Ce dispositif peut également titre équipé de deux capteurs 8. La figure 4 représente une autre forme possible de réalisation de l'invention. Dans cette variante, le réglage de l'outil est exécuté pour toutes les coupes par le moteur 23 et par l'instrument de mesure 22 à action indirecte. Dans ce cas, l'installation ne comporte donc pas le dispositif de réglage 12 muni de son instrument de mesure 13 et de son moteur 14o Ce dispositif peut également etre utilisé dans la variante de la figure 6, dans laquelle le dispositif de mesure est monté latéralement sur la poupée fixe 1 de manière que l'axe de la barre d'alésage 15 coïncide avec le milieu de la distance séparant les deux palpeurs 8. Cette variante peut également titre mise en oeuvre avec un ou deux palpeurs 8. Lorsque le programmateur 24 représenté sur la figure 3, a reçu une information et qu'il a reçu l'ordre de transmettre cette information, il donne à l'instrument de mesure 22 l'instruction de déplacer le chariot porte-outil 16 avec l'outil, de manière que la cote prédéterminée pour le copeau a,t corres ponde au diamètre d'alésage voulu ensuite commence la phase d'usinage et on préalèse donc à la cote précédemment déterminée Lorsque cette phase est terminée et que la barre d'alésage 15 est revenue à sa position initiale, on rabat le cadre oscillant 3 de sa position verticale à sa position horizontale. notant donné que le dispositif 7 de mesure de l'alésage, équipé du capteur 8 et d'une touche 9, est fixé au cadre oscillant 3, l'ensemble du dispositif prend la position de mesure de sorte que, dans la position horizontale, le capteur 8 du dispositif de mesure 7 est aligné sur l'axe de l'outil d'alésage porté par le chariot 16. La poupée 1 introduit le palpeur 8 dans l'alé sage et le moteur 10 le déplace jusqu'à ce qu'il s'appuie, tout d'abord sur un c#té de l'alésage puis sur l'autre coté. En entrant en contact avec la paroi de l'alésage, la touche 9 du palpeur 8 transmet une impulsion à l'instrument de mesure 11, lequel détermine alors la valeur du diamètre réel de l'alésage. Le résultat de la mesure est transmis au calculateur 25 qui calcule la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle. Lors de l'opération suivante, la cote du deuxième copeau 'lob" qui est transmise du programmateur 24 au calculateur 25, est additionnée à l'écart séparant la valeur réelle de la valeur de consigne, de sorte que l'on doit réaliser un réglage d'une valeur b + d, autre temps, le moteur 14 a reçu du programmateur 24 l'instruction d'amener l'instrument de mesure 13 contre le chariot porte-outil 16, par l'intermédiaire du dispositif de réglage 12.Au moment où l'instrument 13 atteint le chariot 16, le moteur 14 est mis à l'arr8t par un signal d'ar r#t produit par l'instrument 130 L'n mtme temps, cet instrument 13 reçoit du calculateur 25 la valeur de consigne pour le copeau suivant. Le moteur 23 déplace alors le chariot porte-outil 16 en translation, en agissant par l'intermédiaire des roues 20, 21, de l'arbre 19 et du couple conique 18, jusqu'à ce que l'instrument 13 indique au dispositif de réglage 12 la valeur de consigne. Après ce réglage ae l'outil, le cadre oscillant est écarté de sa position de mesure et la broche 1 fait avancer l'outil pour le mettre en contact avec la pièce, pour pouvoir exécuter ensuite l'opération.Après exécution de l'opération, la broche 1 ramène L'outil à sa position de départ et on rabat à nouveau le cadre à sa position de mesure. Il se produit ensuite un nouveau processus de mesure, conforme au processus déjà décrit, le calculateur 25 calculant la différence entre la cote de consigne et la cote réelle. A la valeur de cette différence, le programmateur 24 additionne la valeur du copeau "but, conformément au programme prévu. Cette valeur calculée est transmise à l'instrument de mesure 13 du dispositif de réglage 12 pour provoquer le réglage du chariot porte-outil 16 par le moteur 23. La cote de réglage pour les derniers copeaux est de préférence identique pour tous les copeaux. La figure 4 représente une variante du dispositif décrit plus haut. Cette variante n'utilise pas le dispositif de réglage 12. Le résultat de la mesure exécutée par l'instrument de mesure 11 est transmis au calculateur 25, qui, ici également, forme la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle et transmet la nouvelle valeur de réglage. Cette valeur est transmise à l'instrument de mesure 22, lequel provoque un déplacement correspondant du chariot porte-outil 16 par l'intermédiaire du moteur 23o La figure > représente une autre variante du dispositif. Dans ce cas, le dispositif 7 de mesure du diamètre intérieur est programmé par le programme 24 sur la valeur du copeau suivant au moment de la mesure, le capteur 8 muni de la touche 9 se déplace et indique la cote de consigne pour le copeau suivant. Ventre temps, l'instrument de mesure 13 a été amené exactement en contact avec le chariot porte-outil 16 par le dispositif de réglage 12. k ce moment, la valeur de consigne du copeau suivant par le palpeur 9 est transmis à l'instrument de mesure 13. Le chariot porte-outil 16 est ensuite déplacé en translation par le moteur 23 jusqu'à ce que l'instrument de mesure 13 indique la valeur de consigne. Dans le dispositif représenté sur la figure 6, la poupée 1 se déplace, après l'exécution du pré-alésage, jusqu a ce que le dispositif de mesure 7 équipé des palpeurs 8 ait pris la position de la poupée. les palpeurs 8 sont introduits dans l'aalésage et le moteur 10 met ses palpeurs en mouvement jusqu'à ce qu ils entrent en contact avec la paroi intérieure. Au moment où le palpeur 8 entre en contact par sa touche 9, le signal est transmis à l'instrument de mesure Il qui transmet la mesure au calculateur 25. RnVt;N1)I Ck#i ONS 1.- Dispositif pour la mesure et le réglage automatiques d'un ou de plusieurs outils travaillants par enlèvement de copeaux, à un ou plusieurs tranchants, pour la production de pièces d'un diamètre spécifié, sur des machines à commande numérique, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'un instrument de mesure qui fait partie d'un dispositif de mesure des diamètres intérieurs est relié à un programmateur par l'intermédiaire d'un calculateur, le calculateur étant également connecté à un instrument de mesure qui fait partie d'un dispositif de réglage ou à un autre instrument de mesure, ou en ce que le premier instrument de mesure est relié directement au programmateur et que l'instrument de mesure qui fait partie du dispositif de réglage est relié directement à un dispositif palpeur 2.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de mesure des diamètres intérieurs et un dispositif de mesure et de réglage, montés sur un cadre oscillant et en ce que, en position horizontale, le dispositif de mesure des diamètres intérieurs occupe la mtme position médiane que l'outil d'alésage, le cadre oscillant étant articulé sur une poupée fixe de la machine0 D.- Dispositif suivant les revendications 1 et e, caractérisé en ce que la poupée fixe porte le dispositif de mesure dont le palpeur se trouve dans le prolongement axial de l'outil d'alésage dans la meme position médiane. 4.- Dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comprend un instrument de mesure et est relié à l'appareil de traitement des données par l'intermédiaire d'un calculateur, le dispositif de mesure présentant une ou plusieurs touches réglables qui sont reliées à un organe de réglage.