Brevet FR2201165A1 — publié le 19740426

La présente inventions due à la collaboration de Messieure Jean Pierre VIGNAUD et Claude SEBIRE, concerne un procédé et un dispositif d'arrêt, dans une pesition angulaire prédéterminée, d'une broche de machime-outil tournant à grande vitesse. Ce dispositif, pouvant être mie en oenvre sur des machines d'usinage présentant des temps de cycle tris courts (dans le cas de machimen transfert par exemple), deit deme peuveir permettre d'effectuer le freinage et l'indexage très rapidement afin de ne pas augmenter une durée de cycle déjà court par un peurcentage de temps non productif trep important. La technique généralement utilisée peur résoudre ce preblème consiste à douer un coup de frein brutal afin de faire pas- ser la vitesse de la broche de sa valeur #. $d'usinage à une vi toise #i compatible avec l'indexage. Cette vitesse #i i étant mesurés, la broche est entraînée positiement, l'initialisation de l'indexage est opérée et assure la présentation d'un mécanisme d'indexage. Les dispesitifs pour la aise on @@uvre des procédés amté- rieurs connus nécessitent donc un moteur rapide et us jeteur lent (électriques ou hydrauliques), un système de repérage du niveau de vitesse, et un mécanismé d'indexage et de présentation du système d'indexage. Ils nécessitent en outre, du fait de la disseeiation du freinage et de l'indexage, des temps de fonctionnement relativement lengs et diffecilement compressibles. En effet seul le tenps de freinage peut entre réduit, lais très peu, car en parvient rapidement à des décélérations préjudimables pour la mécanique.Le temps le plus long est celui de l'indexage et exige au iaxiaua n tour coaplet de la broche à basse vitesse. Le procédé selon la présente invention repose sur l'idée d'associer les fonctions freinage et indexage et d'opérer une diai- nution progressive de la vitesse sans avoir recours L un palier de vitesse. Â cette fin, confornénent k l'intention, on initialise, c'est-à-dire on déclenche le peint de départ (position - temps de la séquence de ralentisseaeat) de l'indexage k grande vitesse, ce qui procure un gain de temps impertant, puis on pilcte le freinage selon une courbe vitesse espace optimale, c'est-à-dire aussi rapide que possible pour les conditions de freinage, telle qu'après ira espace parcouru prédéterminé, la vitesse soit nulle et la tangente à la courbe vitesse espace soit verticale. Il est facile de montrer que, dans le cas d'un mouvement uniforaéaent décéléré, la vitesse peut s'exprimer on fonction de l'espace sous la forme expression dans laquelle e1 est la distance k laquelle on désire que la vitesse soit nulle. On soit donc que s'il est possible d'associer k l'espace parcouru, une loi d'évolution de la vitesse de la ferme et qu'on asservisse la vitesse réelle de la broche à cette vitesse théorique, on résout k la fois le problae de freinage et d'index- age. Le dispositif de aise on oeuvre du procédé précité ne nécessite, on dehors d'un frein dont le couple est pilotable on coarant contimu, qu'un matérisl électrenique simple, peu cher et fiable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours do la description qui va suivre, en regard des dessins anmexés donnés k titre d'exemple, et qui fera bien cemperendre comment ladite invention peut être mise en pratique. La figure 1 est n graphique représentant l'allure optimale de la fonction #=f (e) obtenue selon l'invention. La figure 2 est ru @chén@ synoptique du dispositif de aise on oeuvre du procédé selon l'invention. La figure t représente l'allure de la courbe représentative de la fonction # = f (0), @'est-à-dire de la vitesse de la broche en fonction de l'espace parcouru leurs du processus de freinage. Co , représente la vitesse d'usinage de la broche et l'on désire que cette vitesse s'annule au bout de l'espace parcouru e10 L'allure eprtimale de cette courbe est une branche de parabole.On soit que la notion de palier de vitesse rencontrée dans les dispo- sitifs antérieurs connus est tetalement supprimée, d'sù il résulte un gain de temps important permettant d'effectuer un freinage rapide mais non brutal. Â la figure 2 est représenté ru schéma synoptique du di- pestitif de aise on oeuvre du precédé de l'invention. On voit que ce dispositif comprend un capteur d'impulsions 1 qui recueille les impulsions O données par les dents d'une roue dentée, solidaire de la broche. Le nombre de dents est un facteur de la précision finale d'arrêt. Ces impulsions sont envoyées sur un décompteur 3. Une porte ET 2 est chargée de donner l'ordre de décomptage qui ne peut ttre transmis que lorsque l'ordre de freinage a été donné et que l'impulsion d'initialisation de l'indexage a été reçue. Ce top de départ d'indexage est donné par un capteur particulier (non re- présenté) monté sur la broche. On voit donc que le décomptage effectué par 3 ne pourra commencer qu'k partir d'une position angulaire bien définie de la broche donnée par le capteur de top de départ. Le décomptage des impul- sions O transmises par le capteur 1 et les dents sur la broche est effectué k partir d'une valeur initiale prédéterminée 91 correspondant k la distance angulaire de freinage désirée.Le nombre d'impulsions sortant du décompteur 3 est donc @1-@ (e étant le nom- bre d'iipulsions correspondant k la position à l'instant T) et est appliqué à un convertisseur numérique-analegique 4 qui délivre ta signal de la forme (@1-@) 2 # c. Ce dernier est appliqué k un extracteur analogique de racine carrée 5 qui délivre un signal L e est la vitesse de consigne. Par ailleurs, use dynam tachynétrique 6 permet de mesurer la vitesse réelle # de la broche. # et 2Lc sont comparées on 8 dont le signal de sorti. permet d'agir électriquement sur le couple du frein 7 pilotable par courant continu et devant freiner k vitesse nulle. L'allure du freinage obtenu est celle de la figure 1. REVENDICATIONS 1. Procédé de freinage et d'indexage d'une pièce mécanique tournant à grande vitesse, en particulier une broche de machineoutil, caractérisé en ce qu'on déclenche le point de départ de l'indexage à grande vitesse et en ce qu'on pilote le freinage selon une courbe vitesse/espace optimale d'allure parabolique. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (1) recueillant les impulsions données par les dents d'une mue dentée solidaire de la broche, lesdites impulsions étant appliquées k un décomptour (3) déceiptant celles-ci à partir d'une valeur initiale prédéterminée correspondant à la distance angulaire de freinage désirée, une perte ET (2) n'autorisant le décomptago que sur récep- tion de l'ordre de freinage et du top de départ d'indexage, le signal numérique de sortie du décompter (3) étant transformé en un signal analogique dans un convertisseur (4) suiri d'un extracteur analogique de racine carrée (5) dont le signal de sortie représen- tant la vitesse de consigne est comparée on (6) k la vitesse réelle de la broche pour agir électriquement sur le couple du frein (7).