Brevet FR2207785A1 — publié le 19740621

La présente invention concerne les machines-outils et se rapporte plus particulièrement aux machines équipées d'un dispositif de copiage. En règle générale, de telles machines comportent un premier chariot ou trainard pouvant se déplacer par rapport au banc de la machine suivant une première direction ou direction longitudinale et un deuxième chariot qui porte l'outil et qui peut se déplacer transversalement par rapport au premier. Les déplacements de ces chariots peuvent être provoqués respectivement par deux vérins, l'un longitudinal, l'autre transversal, le vérin transversal étant commandé par un ensemble gabarit-pal eur de tout type convenable tandis que l'avance du trainard est en général constante et peut être réglée à une valeur déterminée.Le mouvement de l'outil résulte donc finalement de la composition de ces deux mouvements orthogonaux et un déplacement brusque du chariot transversal, dû à une discontinuité dans le profil du gabarit, entraîne une variation également brusque de l'avance effective de l'outil et de sa vitesse linéaire par rapport à l'ouvrage. Ceci risque de provoquer un endommagement et même une rupture de l'outil. et fait que l'état de surface de l'ouvrage et la précision de l'usinage ne sont pas satisfaisants. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé diverses solutions dont l'une des plus efficaces consiste à placer, sur le trajet de retour du fluide d'actionnement du vérin de déplacement du trainard, un dispositif obturateur a ouverture variable, dont l'ouverture et la fermeture sont asservies à une pression de fluide liée au déplacement du deuxième chariot. Bien que donnant d'excellents résultats, cette solution ne permet pas toujours d'assurer à l'outil une vitesse linéaire constante, en particulier lorsque le profil de la pièce à copier présente des parties en creux telles que gorges ou analogues. L'invention vise donc à remédier à cet inconvénient. Elle a donc pour objet un dispositif de commande pour machine à copier, comprenant un premier chariot susceptible de se déplacer suivant une première direction, un deuxième chariot pouvant se déplacer par rapport au premier suivant une deuxième direction et deux vérins à fluide commandant respectivement les déplacements des deux chariots, un dispositif obturateur à ouverture variable étant placé sur le trajet de retour du fluide d'actionnement du premier vérin, l'ouverture et la fermeture de ce dispositif obturateur étant asservies à une pression de fluide liée au déplacement du deuxième chariot, caractérisé en ce que le vérin d'actionnement du deuxième chariot, comportant deux premières chambres situées de part et d'autre de son piston, comprend également une troisième chambre reliée au dispositif obturateur de manière à provoquer le freinage du premier chariot, quel que soit le sens de déplacement du deuxième chariot. Cet agencement permet d'usiner des pièces qui présentent un profil quelconque, tout en conservant à l'outil une vitesse linéaire constante. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la Fig. unique est une représentation schématique du dispositif suivant 1 'invention. L'invention va être décrite comme étant appliquée à un tour à copier, mais il est clair qu'elle pourrait être également utilisée sur des fraiseuses ou toutes autres machines-outils effectuant des opérations de copiage. Le tour représenté schématiquement à la Fig. unique comprend un banc 1 portant des glissières 2 sur lesquelles peut se déplacer un premier chariot ou trainard 3. Le banc 1 porte également une poupée fixe 4 munie d'un porte-ouvrage 5 dans lequel est montée une ébauche 6. Un chariot 7 portant un outil 8 peut coulisser transversalement par rapport au trainard 3, sur des glissières qui ne sont pas visibles sur le dessin. Les directions de déplacement des chariots 3 et 7 sont désignées respectivement par les flèches Fl,F'l, pour le chariot 3 à déplacement longitudinal, et F2,F'2, pour le chariot porte-outil 7 à déplacement transversal. Dans le mode de réalisation représenté, l'axe du chariot transversal 7 est perpendiculaire à celui du trainard 3, mais il peut être avantageux d'incliner le chariot 7 de manière que son axe soit confondu avec la ligne L par exemple. Une traverse 9 fixée au banc 1 porte un gabarit 10 dont le profil correspond à la forme de la pièce à usiner. Le long de ce gabarit, se déplace un palpeur 11 qui fait partie d'un mécanisme de copiage 12. Le dispositif de commande proprement dit comprend un premier a vérin 13, dont le cylindre 13 est fixé sur le banc de la machine et dont Ta tige de piston 13b est solidaire du trainard 3. Ce vérin comporte deux chambres 13c et 13d Il est alimenté en fluide hydraulique de commande à partir d'un réservoir 14 et d'une pompe 15, par l'intermédiaire de conduites cl, c2, c3, c4, et d'un distributeur D1 à quatre voies, d'un type classique. Sur la conduite c4, est interposé un clapet anti-retour 16. Les déplacements du chariot porte-outil 7 sont commandés par un vérin 17 comprenant un corps 17a solidaire du chariot porteoutil et une tige de piston 17b solidaire du trainard. Le cylindre du vérin 17 est constitué par un alésage étagé dans lequel est monté un piston 18 formé d'une partie 18a de grand diamètre et d'une partie 18b de petit diamètre. Le vérin comporte donc deux chambres 19a,19b situées de part et d'autre de la partie 18a du piston 18 et une troisième chambre 19c située à l'extrémité de lapartie 18b de petit diamètre du piston 18 solidaire de la tige 17b Le vérin 17 est relié au dispositif d'alimentation en fluide sous pression par des conduites c5, c6, c7, c8, et par un distributeur à trois voies D2, par exemple un palpeur à double assise, la position de l'obturateur de celui-ci étant commandée par le mécanisme de copiage 12. Une conduite c9 relie en outre directement la chambre 19b du vérin 17 à la conduite c5, en aval du distributeur D2. Le dispositif est complété par un ensemble régulateur R qui comprend un corps 20 dans lequel sont ménagés un alésage 21 et trois passages d'entrée ou de sortie 22,23,24. A l'une des extrémités de l'alésage 21, est montée une vis pointeau 25, dont l'extrémité libre 25a obture plus ou moins le passage 23. Dans l'alésage 21, est reçu à coulissement un piston 26 percé d'un passage 26a qui tend à être amené en coincidence avec le passage 22, sous l'action d'un ressort de compression 27. Le passage 22 est relié par une conduite c10 à la conduite c4, tandis que le passage 23 est relié par une conduite cll à cette même conduite c4 de l'autre côté du clapet anti-retour 16. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. On suppose tout d'abord que le palpeur 11 se trouve en contact avec la partie 10a du gabarit 10. Le distributeur DI est placé, d'une façon connue, dans une position telle que du fluide hydraulique est envoyé par la conduite c3 dans la chambre 13c du vérin 13, déplaçant ainsi la tige de piston 13b et le trainard 3 dans le sens de la flèche F1. Le fluide chassé de la chambre 13d par le piston du vérin ne peut revenir au distributeur D1 par la conduite c4 du fait de la présence du clapet anti-retour 16 et doit, par conséquent, emprunter la conduite c10, traverser l'étrangleur constitué par le passage 22 et le passage 26a, puis traverser l'étrangleur constitué par le passage 23 et la vis pointeau 25 avant d'emprunter la conduite cll pour retourner au distributeur D1. Lorsque le palpeur 11 est en contact avec la portion 10a du gabarit, le passage 26a se trouvant en colncidence avec le passage 22, seul l'étrangleur constitué par l'extrémité 25a de la vis pointeau 25 freine le débit de retour du vérin 13 et déter- mine par conséquent la vitesse d'avance du trainard. Le ressort 27 a pour effet de maintenir dans la chambre 22 une pression constante en fermant plus ou moins le passage 22. Lorsque le palpeur 11 entre en contact avec un épaulement 10b du gabarit 10, ceci provoque un déplacement de l'obturateur du distributeur D2 dans un sens qui tend à faire admettre du fluide hydraulique dans la chambre 19b du vérin, provoquant ainsi un déplacement du chariot 7 en direction de la flèche F2 et une aspiration de fluide hydraulique dans la chambre 19c du vérin par la conduite c8. Le fluide hydraulique chassé de la chambre 19a est envoyé dans la chambre délimitée dans l'alésage 21 par le piston 26 et repousse celui-ci à l'encontre de l'action du ressort 27, provoquant l'étranglement du passage 22 Le débit dans la conduite c8 est égal à la différence entre le volume de fluide chassé de la chambre 19a et celui du fluide aspiré dans la chambre 19c. Dans le cas d'une discontinuité brusque telle que celle constituée par l'épaulement 10b, le déplacement du piston 26 est tel que le passage 21 est entièrement obturé, de sorte que la tige de piston 13 du vérin 13 est bloquée. Lorsque le palpeur 11 se trouve dans la région 10C du gabarit, la surpression dans la chambre du régulateur R disparaît et le déplacement du trainard 3 n'est plus freiné que par l'étrangleur 23, 25a Lorsque le palpeur 11 parvient au raccordement de la portion 10c etdelarampe 10d du gabarit, il se produit un phénomène analogue à celui expliqué précédemment pour l'épaulement 10b, mais progressif au lieu d'être brusque, de sorte que le déplacement du piston 26 provoque une obturation partielle du passage 21 et les déplacements du trainard ne sont plus bloqués mais simplement freinés pour tenir compte du déplacement transversal du chariot 7. Lorsque le palpeur atteint la région de la rampe 10e de pente opposée à celle de la rampe 10d, l'obturateur du distributeur D2 est déplacé dans un sens qui permet l'admission du fluide hydraulique dans la chambre 19a. Dans la chambre 19b, directement reliée à la conduite c5 par la conduite c9, règne une pression constante. Le fluide admis dans la chambre 19a provoque le déplacement du cylindre du vérin 17 dans le sens de la flèche F'2, ce qui chasse le fluide de la chambre 19c par les conduits c8 et c6 vers le régulateur R. La pression, dans l'alésage 21 de celui-ci, augmente et entraîne une obturation partielle du passage 22 par le piston 26 à l'encontre de l'action du ressort 27, de sorte que l'avance du trainard 3 se trouve freinée. On remarquera que, dans ce cas, le freinage du chariot 7 est assuré par le débit de la chambre 19c seule. Lorsque le palpeur 11 parvient au raccordement de la rampe 10e avec la rampe L0fl le dispositif fonctionne comme décrit précédemment pour la rampe 10d. Lorsque le palpeur 11 parvient dans la région 10g du gabarit, le chariot 7 est déplacé dans le sens de la flèche F2 et l'outil est dégagé de l'ouvrage. Simultanément, le déplacement de la tige du vérin 13b est interrompu, juste avant que se produise l'inversion du distributeur D1. Lorsque cette inversion est effectuée, du fluide hydraulique est envoyé par la conduite c4 dans la chambre 13d du vérin 13, de façon à ramener le trainard 3 à sa position de départ. La présence dans la conduite cl du clapet anti-retour 28, qui permet l'écoulement du fluide du conduit c5 vers le distributeur D1 et empêche l'écoulement en sens inverse, provoque à ce moment le blocage du chariot 7 dans la position dégagée de l'outil 8 pendant le retour du trainard 3. On voit donc, d'après la description qui précède, que, grâce à la présence de la chambre 19c supplémentaire du vérin 17 d'actionnement du chariot transversal 7, les déplacements du trainard 3 sont asservis aux deux sens de déplacement du chariot transversal 7, la vitesse linéaire de l'outil par rapport à l'ouvrage, qui résulte de la combinaison de ces deux mouvements, étant ainsi maintenue à peu près constante. - REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour machine à copier, comprenant un premier chariot susceptible de se déplacer suivant une première direction, un deuxième chariot pouvant se déplacer par rapport au premier suivant une deuxième direction et deux vérins à fluide commandant respectivement les déplacements des deux chariots, un dispositif obturateur à ouverture variable étant placé sur le trajet de retour du fluide d'actionnement du premier vérin, l'ouverture et la fermeture de ce dispositif obturateur étant asservies à une pression de fluide liée au déplacement du deuxième chariot, caractérisé en ce que le vérin (17) d'actionnement du deuxième chariot (7),comportant deux premières chambres (19a,19b) situées de part et d'autre de son piston, comprend également une troisième chambre (19C) reliée au dispositif obturateur (R) de manière à provoquer le freinage du premier chariot (3), quel que soit le sens de déplacement du deuxième chariot (7). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux premières chambres du vérin (17) d'actionnement du deuxième chariot (7) sont reliées au dispositif obturateur (R) à ouverture variable et à une source de fluide hydraulique (14,15) par l'intermédiaire d'un distributeur à trois voies (D2) actionné par un mécanisme de copiage (12), tandis que la troisième chambre (19C) dudit vérin est connectée directement à l'obturateur (R) en aval du distributeur à trois voies. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le distributeur (D2) à trois voies et son mécanisme de copiage (12) associé sont constitués par un palpeur à double assise. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une des chambres (19a) du vérin (17) d'actionnement du deuxième chariot (7) est en outre directement connectée à la source de fluide hydraulique (14,15).