Brevet FR2118167A1 — publié le 19720728

La présente invention concerne un dispositif de commande numérique, notamment pour l'avance sur des machines-outils, comprenant un moteur de commande, réalisé notamment comme un moteur pas à pas, qui est relié à une broche de distribution guidée dans une douille de distribution d'un distributeur pilote qui est raccordé par des conduits oerrespondantsà une pompe hydraulique, un réservoir contenant du fluide de travail et un distributeur de commande, cl dernier étant relié par au moins un conduit de travail à un moteur asservi qui peut être relié directement à la pompe hydraulique et au réservoir par au moins un distributeur à commande électrique pour la marche rapide. On connaît un dispositif de commande dans lequel un moteur pas à pas êlectro-hydraulique fai tourner une broche de distribution agissant comme un tiroir pilote conforaenent au nombre d'impulsions transmises au moteur pas à pas. Par s#1te, du fluide sous pression est amené au distributeur de commande, de manière que la position de celui-ci soit changée et que la communication avec l'un ou l'autre côté du moteur asservi soit ainsi établie.La tige du piston asservi et la broche de distribution sont reliées mécaniquement pour la contre-réactiGn. Du fluide sous pression refoulé par la pompe est dirigé directement vers Le moteur asservi par le distributeur pour la marche rapide lorsque le moteur asservi doit avancer à grande vitesse. Le distributeur pour la marche rapide peut être manoeuvré selon les désirs.Toutefois, le rétro signal pour la trajectoire couverte en marche rapide est possible par la présence d'un petit interrupteur manométrique qui conpte des impulsions de pression produites par le mouvement longitudinal relatif de la douille de distribution et la broche filetée lorsque le piston asservi entraîne la broche de distribution et la fait passer devant des ouvertures de distribution ménagées dans la douille de distribution. La manoeu=.rre a1éatoire du distributeur pour la marche rapide risque cependant de provoquer des pertes de temps importantes puisqu'elle exclut un déroulement automatique du programme en fonction du temps. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande numérique pour l'avance sur des machines-outils, qui comprenne un dispositif deoemptage muni d'un dispositif de transmission du rétro-signal, aussi bien pour la trajectoire couverte par le moteur asservi en marche rapide qu'en marche normale, qui soit indépendant de la charge ou d'autres influences perturbatrices, et qui permette une mise en position précise et simple pour toutes les opérations devant être effectuées sur la machine-outil. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait qu'un générateur d'impulsions peut être raccordé au moteur de commande par un interrupteur manoeuvre par un détecteur de.zéro qui est lui-même relié à un compteur de type connu, lui-même relié par un interrupteur manométrique au conduit établissant la communication avec le distributeur pilote, et par le fait qu'un second détecteur de zéro est branché entre le distributeur pour la marche rapide et le compteur. Une corrélation fonctionnelle fixe et pouvant être déterminée à l'avance doit également exister lors de la mise en position grossière entre le nombre des impulsions pour la mise en position grossière et la trajectoire couverte pendant la mise en position. Pour que cette corrélation fonctionnelle existe en permanence, aussi bien pendant la mise en position grossière que pendant la mise en position fine qui la succède, il est particulièrement avantageux de réaliser le compteur comme un compteur décimal codé binaire qui est avantageusement subdivisé en deux intervalles numériques de différents ordres de grandeur, le distributeur pour la marche rapide étant raccordé à l'intervalle numérique plus grand pour la mise en position grossière, et le moteur pas à pas étant raccordé à l'intervalle numérique plus petit pour la mise en position fine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, représentant schématiquement un dispositif de commande numérique suivant l'invention, comprenant un compteur décimal codé binaire pour les mises en position grossière et fine. Une pompe 1 refoule du fluide sous pression venant d'un réservoir 2 dans un conduit d'alimentation 3 qui mène à un perçage 4 réalisé dans le corps d'un distributeur 5 Deux conduits de commande 6, 7 sont branchés sur le conduit d'alimentation 3. Le conduit de commande 6 contient un limiteur 8, tandis que le conduit de commande 7 contient un limiteur 9. Les extrémités du perçage 4 réalisé dans le corps constituent des chambres de commande 10, ll dont le diamètre est plus petit que celui de la partie principale du perçage 4. Le conduit de commande 6 débouche dans la chambre de commande 10, tandis que le conduit de commande 7 débouche dans la chambre de commande 11. Dans le perçage 4 est disposé un tiroir de distribution 12 qui porte deux portées 13, 14 et dont les faces extrêmes 15, 16 délimitent les chambres de commande 10, 11. Ces dernières contiennent un ressortbélicoîdal 17 ou 18. Ces ressorts ont tendance à maintenir le tiroir 12 dans sa position neutre ou position médiane. Des conduits 19, 20 sont branchés sur les conduits de commande 6, 7, en aval des limiteurs 8, 9. Le conduit 19 débouche dans une ouverture de distribution 21 d'une douille de distribution 22, tandis que le conduit 20 mène à une ouverture de distribution 23 de cette douille 22. Dans celle-ci est guidée une broche de distribution 24 qui agit comme un tiroir pilote et dont le pas est de 2 mm. Les ouvertures de distribution 21, 23 dans la douille de distribution 22 sont espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant s à: s . n + 2. Dans cette formule, s correspond au pas du filetage de la broche, en l'occurrence à 2 mm, tandis que n correspond nombre des filets.L'intérieur de la tige de distribution 22 communique avec le réservoir 2 à travers des conduits de retour 25, 26. Le perçage 4 présente deux rainures annulaires 27, 28 qui sont fermées par les portées 13, 14 lorsque le tiroir 12 occupe la position neutre ou position médiane. Les parties extrêmes du perçage 4 communiquent également avec le réservoir 2, à travers des conduits de retour 29, 30. Les rainures annulaires 27, 28 sont reliées par deux conduits de travail 31, 32 aux côtés 33, 34 du cylindre d'un vérin agissant comme moteur asservi et comprenant un piston 36 pouvant coulisser à joint étanche dans son cylindre 35.L'une des tiges de piston 37, 38 faisant saillie des côtés 33, 34 du vérin est reliée de façon connue et non représentée à la broche de distribution 24, Dans les côtés 33, 34 du vérin débouchent en outre deux conduits 39, 40 venant d'un distributeur 41 pour la marche rapide. Ce distributeur 41 comprend un tiroir 42. Il est en outre relié en permanence à la pompe 1, par un conduit 43 branché sur le conduit d'alimentation 3, et au réservoir 2, par un conduit de retour 44. Le distributeur 41 pour la marche rapide est équipé de deux électro-aimant545, 46 qui déplacent le tiroir 42 à l'une ou l'autre position extrême, dans laquelle l'un des côtés 33 ou 34 du vérin# est relié à la ligne d'alimentation 3, 43, tandis que l'autre côté 34 ou 33 du vérin est relié au conduit de retour 44 menant au réservoir 2. Deux ressorts 47, 48 ont tendance à maintenir le tiroir 42 dans sa position neutre ou position médiane. Un générateur d'ordres 49 est relié par une ligne 50 à un compteur décimal codé binaire 51 comprenant un intervalle numérique 52 avec des nombres élevés (2 et davantage) et un intervalle numérique 53 avec des nombres plus faibles (inférieurs à 2). L'intervalle numérique 52 est relié par une ligne 54 à un détecteur de zéro 55 qui est lui-même relié par une ligne 56 aux électro-aimants 45, 46 pour la commande du distributeur 41 pour la marche rapide.Un interrupteur manométrique 58, exposé aux impulsions de pression hydraulique dans le conduit de commande 7 par un conduit de liaison 59, transforme les impulsions de pression en impulsions de comptage qui sont transmises par une ligne 60 à l'intervalle numérique 52 aux nombres élevés du compteur 51. L'intervalle numérique 53 est relié par une ligne 61 à un détecteur de zéro 62 qui est lui-même relié à un bras de contact 63 d'un interrupteur 64 à contact de travail. Le bras de contact 63 est relié en permanence à un générateur d'impulsions 66 par une ligne 65. Un plot 67 de l'interrupteur 64 est relié par une ligne 68 à l'intervalle numérique 53 du compteur 51. Sur la ligne 68 est branchée une ligne 69 qui est raccordée à un moteur pas à pas électrique 70 servant de moteur de commande. Ce moteur pas à pas 70 est accouplé mécaniquement à la broche de distribution 24 du distributeur pilote. Dans la position neutre représentée des distributeurs 22/24, 5 et 41, les pressions appliquées aux deux côtés du moteur asservi 35, 36 sont identiques, de sorte que le piston 36 est immobile, Le fluide sous pression refoulé par la pompe 1 traverse les conduits 3, 6, 7, 19, 20 et les ouvertures de distribution 21, 23, et retourne à travers les conduits 25, 26 au réservoir 2. La valeur de consigne pour l'avance est ajustée dans le compteur décimal codé binaire 51 par le générateur d'ordres 49. L'interrupteur 64 est par suite fermé et le générateur d'impulsions 66 est raccordé au moteur pas à pas 70 par les lignes 65, 68 et 69. Les impulsions fournies par le générateur 66 commandent le moteur pas à pas 70 qui fait tourner la broche de distribution 24 en conséquence. Cette rotation fait passer des filets de la broche 24 devant les ouvertures de distribution 21, 23 de la douille de distribution 22. Par exemple, lorsque la broche 24 est tournée à droite, l'ouverture de distribution 23 est fermée davantage.La pression monte donc dans le conduit de commande 7 en aval du limiteur 9, donc également dans la chambre de commande 11 ; l'ouverture de distribution 21 est au contraire ouverte davantage, de sorte que du fluide sous pression contenu dans l'autre chambre de commande 10 peut s'écouler vers le réservoir 2 à travers les conduits 6, 19. Le tiroir 12 est don0c poussé (à gauche sur le dessin) vers la chambre de commande 10. La portée 13 établit donc la communication entre le conduit d'alimentation 3 branché sur le perçage 4 et la rainure annulaire 27 qui est reliée à travers le conduit de travail 31 au côté 33 (côté gauche) du vérin. Du fluide sous pression refoulé par la pompe 1 pénètre dans le côté 33 du vérin et son piston 36 est poussé (à droite) vers le côté 34 du vérin.Lorsque la rainureannulaire 27 est reliée au conduit d'alimentation 3, la portée 13 établit la communication pour le retour entre la rainure annulaire 28 et le réservoir 2, à travers le conduit de retour 30, de sorte que du fluide contenu dans le côté 34 du vérin (côté droit) peut retourner au réservoir 2. La broche de distribution 24 - reliée à la tige de piston 37 - est repoussée conformément su mouvement du piston. Lorsque le compteur 51 a décompté le nombre préselectionné et est donc revenu à zéro, le détecteur de zéro 62 ouvre l'interrupteur 64. Le générateur d'impulsions 66 est alors séparé du moteur pas à pas 70 et la broche de distribution 24 n'est plus déplacée par la rotation que lui impriinait le moteur pas à pas 70. les pressions régnant dans les chambres de commande 10, 11 du tiroir 12 sont à présent égales.Le tiroir 12 Jccupe sa position médiane, dans laquelle les rainures annulaires 27, 28 eommuniquant avec les côtés 33 et 34 js vérin - son coupées de l'arrivée 3 de fluide sous pression et du retour 29, 30 pour le fluide Le piston 36 du moteur asservi a atteint sa positon adsiree et il reste dans cette position jusqu'à ce que le générateur d'ordres 49 ajuste ou préselectionne une nouvelle valeur de consigne dans le compteur. Lorsque le générateur d'ordres 49 préselectionne dans le compteur 51 un nombre pour le réglage du moteur asservi qui tombe dans l'intervalle numérique 52 aux nombres élevés, l'un des électro-aimants 45, 46 déplace le distributeur 41 pour la marche rapide à l'une ou l'autre position de fin de course, de sorte que l'un des côtés 33 ou 34 du vérin communique directement avec la pompe 1 à travers les conduits 3, 43, 39 ou à travers les conduits 3, 43, 40, tandis que l'autre côté du vérin communique avec le réservoir 2 à travers les conduits 40, 44 ou 39, 44 Le piston 36 est par exemple déplacé à gauche, vers le côté 33 du vérin, et provoque donc le déplacement à gauche de la broche de distribu tion 24 par l'intermédiaire de le tige de piston 37.Les filets de la broche 24 qui passent alors devant l'ouverture de distribution 23 engendrent dans le conduit de commande 7 des impulsions de pression qui sont transmises à l'interrupteur manométrique 58 à travers le conduit 59. Par sulte, la fraction du nombre préselectionné tombant dans l'intervalle 52 aux nombres élevés est décomptée jusqu'à zéro. La détecteur de zéro 55 coupe alors l'électro-aimant 46 qui avait été excité, de sorte que le ressort 48 ramène le tiroir 42 à la position neutre ou position médiane, dans laquelle le côté 34 du vérin est à nouveau coupé de l'arrivée de fluide sous pression 3, 43, 40, et dans laquelle le côté 33 du vérin est à nouveau coupe du retour 39, 4. La fraction du nombre représentant la valeur de consigne et tombant dans l'intervalle numérique 53 aux nombres plus faibles est ensuite décomptée jusqu'à zéro de la façon décrite ci-dessus. GrâEe à l'utilisation d'un compteur décimal codé binaire pour la commande du piston asservi, celui-ci est déplacé en marche rapide tant qu'il se trouve sur la trajectoire pour la mise en position grossière, et il est ensuite ajusté avec précision et en marche normale sur la trajectoire pour la mise en position fine. REVENDICATIONS Dispositif de commande numérique notamment pour l'avance sur des machines-outils, comprenant un moteur de commande, réalisé notamment comme un moteur pas à pas, qui est relié à une broche de distribution guidée dans une douille de distribution d'un distributeur pilote qui est raccordé par des conduits correspondants à une pompe hydraulique, un réservoir contenant du fluide de travail et un distributeur de commande, ce dernier étant relié par au moins un condut de travail à un moteur asservi qui peut être relié directement à la pompe hydraulique et au réservoir par au moins un distributeur à commande électrique pour la marche rapide, caractérisé par le fait qu'un générateur d'impulsions peut être raccordé au moteur de com-Tallde par un ir;;terrupteur manoeuvré par un détecteur de zÉro qui est lul-même relié à un compteur de type connu, lui-wlee relié par un interrupteur manométrique au conduit établissant la communication avec le distributeur pilote, et par le fait qu'un second détecteur de zéro est branché entre le distributeur pour la marche rapide et le compteur. 2. Dispositif de commande selon la revendication I, caractérisé en ce que le compteur est réalisé comme un compteur décimal codé binaire. 3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le compteur est subdivisé en deux intervalles numériques, le distributeur pour la marche rapide étant relié à l'intervalle numérique aux nombres plus élevés pour la mise en position grossière, et le moteur de commande étant relié à l'intervalle numérique aux nombres plus faibles pour la mise en position fine.