Brevet FR2135557A1 — publié le 19721222

-î- 2135557 La présente invention concerne un dispositif de repérage de la position angulaire en pivotement d'une pièce qui est tenue par serrage dans un mandrin tournant autour de son axe géométrique de rotation et peut pivoter dans ce mandrin autour d'un axe géomé-5 trique de pivotement, faisant un certain angle avec le précédent. Ledit mandrin peut être par exemple du type creux utilisé; sur un tour pour saisir la pièce à usiner par cette machine-outil. Pour que la pièce puisse être usinée de différents côtés, le mandrin peut être pourvu de mâchoires faisant saillie a l'intérieur 10 dii creux du mandrin et montées pivotantes autour d'un axe, orienté perpendiculairement à celui de rotation du mandrin. On prendra comme exemple d'une pièce à usiner de différents côtés un corps de vanne présentant plusieurs tubulures dont les axes sont régulièrement répartis dans un même plan et qu'il s'agit d'usiner au tour. 15 Si ces tubulures sont à 90° l'une de l'autre, il faut que le corps de vanne soit amené à pivoter dans le mandrin par pas de 90°, chaque fois que l'on veut amener chaque nouvelle tubulure en position d'usinage. Le pivotement de la pièce dans le mandrin se fait en gé-20 néral au moyen d'un mécanisme d'entraînement en pivotement que comporte le mandrin. Ce mécanisme d'entraînement en pivotement peut faire pivoter la pièce sans que l'on ait pour cela à interrompre la rotation du mandrin. Le repérage de toute position angulaire en pivotement de la pièce se faisait jusqu'à maintenant au moyen 25 d'un mécanisme de lecture opérant par contact. Mais ce dispositif n'a pas donné satisfaction, du fait en particulier que les éléments de contact sont soumis avec le temps a une certaine usure. Aussi la présente invention se donne-t-elle pour but de réaliser sans contact le repérage de la position angulaire en pivo-30 tement d'une pièce tenue par serrage dans un mandrin tournant autour de son axe géométrique de rotation. A cette fin un tel dispositif suivant l'invention se caractérise par le fait qu'il comporte au moins un élément témoin, excentré par rapport a l'axe de pivotement et accompagnant la piè-35 ce dans tout mouvement de pivotement autour de cet axe, au moins une sonde de lecture disposée à poste fixe non loin du mandrin et devant laquelle ledit élément témoin défile à une certaine distance 72 15035 -2- 2135557 a chaque tour du mandrin, enfin un équipement d'utilisation, qui est commandé par ladite sonde de lecture et qui exploite les changements de position de l'élément témoin par rapport a la sonde de lecture, du fait des pivotements de cet élément témoin, pour repé-5 rer la position angulaire en pivotement de la pièce. Le dispositif comporte de préférence plusieurs sondes de lecture, disposées de façon que pour chacune d'un certain nombre de positions prédéterminées en pivotement de la pièce, l'élément témoin défile devant une sonde différente de lecture. 10 Pour augmenter le nombre des positions angulaires possi bles, le dispositif peut aussi comporter plusieurs éléments témoins, disposés à différentes distances de l'axe de pivotement et en différentes positions angulaires par rapport à cet axe de pivotement, les sondes de lecture étant disposées de façon que pour chacune 15 d'un certain nombre de positions prédéterminées en pivotement de la pièce, il y ait au moins un élément témoin à défiler devant une sonde. Chacune des sondes de lecture peut être constituée par exemple par un commutateur de proximité et chacun des éléments-20 témoins par un bossage, susceptible d'agir sur un tel commutateur de proximité. Les sondes de lecture peuvent être disposées en suivant une ligne parallèle à l'axe de rotation du mandrin. Si le mandrin est constitué par un corps creux comportant 25 deux mâchoires de serrage de la pièce à usiner, qui font saillie vers l'intérieur du mandrin et peuvent pivoter autour de l'axe de pivotement, les éléments témoins peuvent être disposés sur la. face frontale, tournée vers l'extérieur, d'une rondelle solidaire de l'une des mâchoires, pour accompagner celle-ci dans tout mouvement 30 de pivotement. Les sondes de lecture peuvent être utilèment disposées dans une tête de mesure. Suivant un développement intéressant de l'invention, ledit équipement d'utilisation comporte un élément sélecteur per-35 mettant d'afficher la position angulaire en pivotement voulue pour la pièce, ainsi qu'un élément logique qui commande l'entraînement en pivotement de la pièce dans le mandrin, de façon telle qu'un 72 15035 -3- 2135557 élément d'entraînement en pivotement soit mis au travail lorsque la position donnée par l'élément logique n'est pas la bonne et soit mis au repos lorsque ladite position, est celle voulue. Des erreurs de repérage pourraient résulter du fait que 5 des copeaux peuvent voler en passant devant les sondes de lecture. Aussi est-il bon que l'élément logique soit conçu de façon à ne provoquer la mise au repos de l'élément d'entraînement en pivotement que lorsqu'il a reçu successivement deux impulsions lui signalant toutes deux que la position angulaire en pivotement voulu 10 es"fc atteinte, ces deux impulsions étant distantes l'une de l'autre d'un intervalle de temps minimal. Cet intervalle de temps minimal est avantageusement fonction de la vitesse de rotation du mandrin autour de son axe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des-15 cription qui suit d'un exemple de réalisation, et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : - La Figure 1 est une vue en perspective d'un mandrin dans l'quel une pièce à usiner est tenue par serrage tout en étant susceptible de pivoter, ainsi que d'un dispositif permettant de 20 repérer sans contacts la position angulaire en pivotementyîadite pièce ; - La Figure 2 est une vue en perspective, suivant deux orientations différentes, de la pièce tenue par serrage dans le mandrin de la Figure 1 ; et 25 - La Figure 3 est un schéma d'organisation du dispositif de repérage sans contacts de la position angulaire en pivotement de ladite pièce et donnant à titre d'exemple les quatre positions susceptibles d'être prises par une pièce a usiner particulière. La Figure 1 représente un mandrin 2 conçu creux et fixé 30 sur la broche 1 d'un tour. Le mandrin 2 comporte deux mâchoires de serrage 3, 4 faisant saillie dans l'espace creux intérieur et que l'on peut faire pivoter autour d'un axe géométrique 7 de pivotement au moyen d'un dispositif (non représenté) d'entraînement en pivotement . La broche 1, le mandrin 2 et les mâchoires 3, 4 35 tournent d'un mouvement d'ensemble autour d'un axe géométrique 5. Entre les mâchoires 3, 4 est tenue serrée une pièce a usiner 6, laquelle est représentée de façon plus précise à la "■ 1DUJJ 2.13 5 5 57 Figure 2. Il s'agit ici d'un corps de vanne pourvu de quatre tubulures à 90° l'une de l'autre et dont les axes sont dans un mime plan. Ce corps de vanne 6 est tenu entre les mâchoires 3, 4, de façon que ledit plan soit perpendiculaire à l'axe 7 précité. 5 A chaque pivotement de la pièce 6 de 90° autour de cet axe 7, on fait venir une nouvelle tubulure en position d'usinage. Le mandrin 2 peut par exemple appartenir à un tour sur lequel les tubulures sont à usiner jusqu'à finition. Pour pouvoir repérer la position angulaire en pivotement 10 de la pièce 6 dans le mandrin 2, la face extérieure du mandrin présente une saillie cylindrique plate ou rondelle 10 solidaire de la mâchoire 4. Cette rondelle présente sur sa face frontale tournée vers l'extérieur deux bossages 11, excentrés par rapport à l'axe de pivotement 7 et à 90° l'un de l'autre par rapport à cet 15 axe. Quand la pièce 6, la rondelle 10 se trouve entraînée par lai mâchoire 4. Non loin du mandrin 2 est disposée à poste fixe une tête de mesure 8 renfermant quatre sondes de lecture 9. Ces quatre sondes de lecture sont disposées sur une ligne parallèle à l'axe 20 de rotation 5 du mandrin. Les sondes de lecture sont des commutateurs de proximité qui sont actionnés chacun par un défilement dans son plan d'un bossage 11. Ces commutateurs de proximité sont disposés de façon qu'un bossage 11 défilant en face de l'un deux reste séparé de lui 25 par une distance minimale. On est ainsi assuré que la lecture se fait sans contacts. On a représenté à la Figure 3 un schéma de principe du dispositif de lecture sans contacts. Les deux bossages que présente la rondelle 10 sont ici désignés par A, B et les quatre com-30 mutateurs de proximité par a, b, c, d. Ceux-ci sont disposés de . façon que pour chacurie des quatre positions de pivotement de la pièce 6, à 90° l'une de l'autre, il y ait un bossage 11 à défiler à distance déterminée devant un commutateur 9. La position de pivotement voulue est affichée sur un élé-35 ment sélecteur 12, pourvu de quatre commutateurs de sélection 13 correspondant respectivement aux commutateurs de proximité 9 et désignés par a', b', c', d',. Un élément logique 14 contrôle si 72 15035 -5- 2135557 la position angulaire en pivotement de la pièce 6, repérée par la tête de mesure 8, concorde avec la position affichée sur l'élément sélecteur 12. S'il n'y a pas concordance, l'élément logique 14 met au travail l'élément d'entraînement en pivotement 15, qui 5 opère un déplacement en pivotement de la pièce 6. La pièce 6 est amenée ainsi à pivoter jusqu'à ce que la pièce arrivé à la position "correcte". D'après quatre positions de pivotement représentées à la Figure 3, on voit que pour chacune des positions en pivotement 10 de la rondelle 10 à 90° l'une de l'autre, un des quatre commutateurs de proximité 9 voit défiler un des deux bossages 11. En mocifiant le nombre et la disposition des commutateurs de proximité et des bossages, on peut s'arranger pour avoir un plus grand nombre de positions angulaires de pivotement de la 15 pièce Pour empêcher tout fonctionnement intempestif du fait de copeaux venant à voler en passant devant les commutateurs de proximité 9, l'élément logique 14 est conçu de façon à ne provoquer une action de l'élément d'entraînement en pivotement 15 que lors-20 qu'il a reçu successivement deux impulsions lui signalant toutes deux que la position angulaire en pivotement voulue est atteinte,. Pour accroître la sécurité l'exploitation à la façon indiquée de ces deux impulsions successives n'a lieu que si ces deux impulsions sont distantes l'une de l'autre d'un intervalle 25 de temps minimal. Ceci veut dire que l'interrogation sur l'existence desdites impulsions se fait en deux instants écartés d'au moins ledit intervalle de temps. Cet intervalle de temps minimal correspond par exemple au temps mis par la broche pour faire un tour autour de l'axe 5. Aux vitesse relativement rapides on fait 30 de préférence dépendre cet intervalle de temps minimal de la vitesse de rotation de la broche. 72 15035 -6- 2135557 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de repérage de la position angulaire au pivotement d'une pièce, qui est tenue par serrage dans un mandrin tournant autour de son axe géométrique de rotation et peut pivoter 5 dans ce mandrin autour d'un axe géométrique de pivotement faisant un certain angle avec le précédent, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un élément témoin (il) excentré par rapport à l'axe de pivotement (7) et accompagnant la pièce (6) dans tout mouvement de pivotement autour de cet axe, au moins une sonde de 10 lecture (9) disposée à poste fixe non loin du mandrin et devant laquelle ledit élément témoin défile à une certaine distance à chaque tour du mandrin, enfin un équipement d'utilisation qui est commandé par ladite sonde de lecture et qui exploite les changements de position de l'élément témoin par rapport à la sonde de 15 lecture, du fait des pivotements de cet élément témoin, pour repérer la position angulaire en pivotement de la pièce. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs sondes de lecture, disposées de façon que pour chacune d'un certain nombre de positions prédé- 20 terminées en pivotement de la pièce, l'élément témoin défile devant une sonde différente de lecture. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs éléments témoins, disposés à différentes distances de l'axe de pivotement et en différentes 25 positions angulaires par rapport à cet axe de pivotement et que les sondes de lecture sont disposées de façon que pour chacune d'un certain nombre de positions prédéterminées en pivotement de la pièce, il y ait au moins un élément témoin à défiler devant une sonde. 30 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des sondes de lecture est constituée par un commutateur de proximité et chacun des éléments témoins par un bossage susceptible d'agir sur un tel commutateur de proximité. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé 35 par le fait que les sondes de lecture sont disposées suivant une ligne parallèle à l'axe de rotation du mandrin. 6 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le 72 15035 -7- 2135557 mandrin est constitué par un corps creux comportant deux mâchoires de serrage de la pièce à usiner, qui font saillie vers l'intérieur du mandrin et peuvent pivoter autour de l'axe de pivotement, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le(s) élément(s) est 5 (sont) disposé(s) sur la face frontale, tournée vers l'extérieur, d'une rondelle, solidaire de l'une des mâchoires, pour accompagner celle-ci dant tout mouvement de pivotement. 7 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les sondes de lecture sont disposées dans une tête 10 dite de mesure (8). 8 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par levfait que ledit équipement d'utilisation comporte un élément sélecteur (12) permettant d'afficher la position angulaire voulue pour la pièce (6) ainsi qu'un élément logique (14) qui commande 15 l'entraînement en pivotement de la pièce dans le mandrin, de façon telle qu'un élément d'entraînement en pivotement (15) soit mis au travail lorsque la position donnée par l'élément logique n'est pas la bonne et soit mise au repos lorsque ladite position est celle voulue. 20 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'élément logique (14) ne provoque la mise au repos de l'élément d'entraînement en pivotement (15), que lorsqu'il a reçu successivement deux impulsions lui signalant toutes deux que la position angulaire en pivotement voulue est atteinte, ces deux 25 impulsions étant distantes l'une de l'autre d'un intervalle de temps minimal. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit intervalle de temps minimal est fonction de la vitesse de rotation du mandrin autour de son axe.