Brevet FR2261833A1 — publié le 19750919

L'invention concerne les tours d'usinage dans lesquels la coulisse transversale porte-outil est asservie a un programmateur de contrôle des mouvements de l'ensemble des organes mobiles du tour et, notamment, les tours a commande numérique. Dans les machines-outils concernées, les déplacements des divers organes de la machine et, notamment, de la coulisse transversale considérée dans la présente invention, sont-enregistres sous la forme d'informations correspondant rigoureusement a-la configuration et aux dimensions de la pièce finale Ci obtenir. En d'autres termes, la commande des organes, aussi précise soit-#elle, ne tient en principe pas compte de certains éléments annexes, tels que, par exemple, des déformations de certains organes de la machine ou meme de la pièce en cours d'usinage qui peut céder dans une certaine mesure sous l'action de l'effort de coupe, ce qui est de nature a fausser la cote finale de la pièce.C'est tout parti culièrement le cas, par exemple, lorsqu'on exécute un filetage sur une pièce tubulaire montée en porte- & faux dans le mandrin porté par la broche du tour, En effet, l'effort exercé par l'outil sur la pièce prend des valeurs relativement importantes, en particulier lors de la dernière passe, car l'outil doit couper sur tout le profil du filet. L'effort de coupe constant de l'outil imprime donc b la pièce en cours d'usinage une flexion dont l'amplitude diminue au fur et a mesure que l'outil se déplace depuis l'extrémité libre de la pièce vers la partie de celle-ci voisine de son encastrement dans le mandrin qui la porte.Etant donné que l'outil suit un trajet dont la configuration est rigoureusement celle qui est imposée par le programme, et que la pièce subit, pendant ce temps, des déformations d'amplitude variable, il s'ensuit que la configuration de la pièce obtenue n'est pas rigoureusement conforme a celle qui correspond au trajet de l'outil et, par conséquent, a la forme désirée de la pièce. En vue d'éviter cet inconvénient, on pourrait compenser les déformations de la pièce en modifiant le trajet de l'outil en conséquence, au moyen d'un programme établi d'avance spécialement a cet effet, mais l'établissement d'un tel programme deviendrait très complexe et imposerait l'utilisation d'équipements croûteux, Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de correction du mouvement de la coulisse transversale porte-outil, de manière a tenir compte, par des moyens simples, des déformations précitées de la pièce, afin que l'usinage de celle-ci, pendant qu'elle est déformée, soit propre a fournir une pièce finale rigoureusement aux cotes requises. A cet effet, le dispositif de correction suivant l'invention comporte un gabarit de correction porté par le banc du tour et contre lequel est engagé' l'organe de commande d'un appareil de mesure, notamment d'un resolver différentiel porté par le trainard du tour et propre à envoyer des informations de correction' asso- ciées, dans un comparateur, aux informations fournies par le programmateur, le profil de ce gabarit étant tel que son action sur l'appareil de mesure aille en diminuant au fur et a mesure que la coulisse transversale se déplace au voisinage de l'emplacement de l'extrémité libre de la pièce a usiner vers l'emplacement de la partie de celle-ci portée par la broche du tour. Ainsi, sans avoir recours a une correction complexe de la programmation théorique des mouvements de déplacement de l'outil par l'utilisation d'une calculatrice, on peut, grâce au dispositif suivant l'invention, obtenir le même résultat. L'invention sera mieux comprise Ci la lecture de la description qui va suivre et a l'examen du dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement un tour muni d'un dispositif de correction suivant l'invention. Le tour représenté sur le dessin comporte, d'une manière classique, d'une part, une poupée 1 dans laquelle tourillonne une broche 2 qui porte un mandrin 3 dans lequel est fixée, en porte-afaux, une pièce a usiner 4 qui, dans cet exemple, est une pièce tubulaire que l'on doit fileter et, d'autre part, un banc 5 sur lequel se déplace un trainard 6 qui porte une coulisse transversale 7 sur laquelle est monté un porte-outil 8 ou est serré l'outil de coupe 9. La broche 2 du tour est entrainée, a partir d'un moteur 13 par l'intermédiaire d'une boite de vitesses 14 et elle est liée en rotation a un émetteur d'impulsions 11. Le trainard 6 se déplace sur le banc 5 sous l'action d'une vis mère 12 qui tourillonne dans le b ti 10 et qui est engagée dans un écrou 17 solidaire dudit trainard. Elle est entraînée en rotation par un moteur 15 lié en rotation a ùn émetteur d'impulsions 16. Les déplacements de la coulisse transversale 7 sont assurés par une vis' 24 qui est en prise avec un écrou 25 solidaire de ladite coulisse et qui est entraînée en rotation sur elle-même, sur le trainard 6, par un moteur 27 lié en rotation a un émetteur d'impulsions 28.Les moteurs 13, 15 et 27 ainsi que les émetteurs d'impulsions 11, 16 et 28 qui leur sont associés, sont en liaison avec un programmateur 19 qui détermine, a chaque instant, la position angulaire de chacun desdits moteurs de façon-telle que la pointe de l'outil occupe, dans la pièce, la position qui correspond à la forme et aux dimensions qu'on désire donner a cette pièce. Le dispositif de correction d'erreurs suivant l'invention comporte un gabarit de correction 31 porté par le banc 5 et contre lequel est engagé un galet 32 porté par un organe de commande 33 d'un appareil de mesure, tel qu'un résolver différentiel 35, porté par le trainard 6 et relié, comme l'émetteur d'impulsions 28, au programmateur 19, par l'intermédiaire d'un comparateur 37. Dans l'exemple, l'organe 33 de commande du résolver 35 est constitué par un piston qui coulisse sur le trainard 6 dans une direction perpendiculaire a celle du banc 5 et qui est sollicité en direction du gabarit 31 par un ressort 39 de manière a appuyer constamment le galet 32 contre ledit gabarit. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Si le dispositif de correction décrit plus haut n'était pas incorporé a la machine, le programmateur 19 ferait tourner le moteur 13 d'entratnement de la broche 2, et le moteur 15 d'entrat- nement de la vis-mère 12 a des vitesses prédéterminées, tandis que-le moteur 28 de commande de la vis 24 d'actionnement de la coulisse transversale 7 positionnerait ladite coulisse et, par conséquent, l'outil 9, de façon telle que ce dernier effectue, dans une direction rigoureusement parallèle l'axe de la broche du tour, des déplacements a une vitesse commandée par le moteur 15 de la vis-mère dans un rapport bien déterminé avec la vitesse de rotation de la broche 2 pour l'exécution du filetage sur la pièce 4. Mais, en pratique, la piece 4 est soumise a un effort de flexion qui présente une composante radiale F de la part de l'outil sous l'action de l'effort de coupe, de sorte qu'elle prend une certaine flèche qui décroît pendant que ltoutil se déplace depuis l'extrémité libre de la pièce jusqu' l'extrémité de la passe de filetage voisine de la zone d'encastrement de ladite pièce dans le mandrin 3 qui la porte. Il en résulte que, aussi faible que puisse être cette déformation, elle se traduit par un excès de diamètre de la pièce qui est maximum a l'extrémité libre de celle-ci.C'est précisément le rôle du dispositif de correction d'obliger l'outil 9 a décrire un trajet qui s'écarte légèrement du trajet- théorique -enregistré dans le dispositif de programmation, de façon telle qu'il pénètre dans la pièce sur 11 extrémité libre de celle-ci en un endroit un peu plus rapproché de l'axe géométrique de la broche 2 d'une quantité égale a la flèche que subit la pièce sous l'effet de la composante radiale F de l'effort de coupe. Le profil du gabarit de correction 31 est donc établi de fanon telle que, pour tout emplacement de la pointe de l'outil 9 sur une génératrice de la pièce à fileter 4, le galet 32 de commande du résolver 35 soit en contact avec un point du profil du gabarit qui oblige le résolver 35 a émettre des informations telles que leur association avec les informations de l'émetteur d'impulsions 28 en liaison avec le moteur 27 de commande de la coulisse porte-outil, produise, sous le contrôle du programmateur 19, un positionnement du moteur 27 de commande de cette coulisse tel que la pointe de l'outil 9 pénètre dans la pièce d'une profondeur supérieure a celle qui correspond au programme théorique d'une quantité égale a la flèche de la déformation de flexion subie par la pièce sous l'effort de-la composante radiale F de l'effort de coupe. Puisque la fléché de la pièce diminue au fur et a mesure que l'outil se rapproche de la partie de pièce encastrée dans le mandrin 3, le profil du gabarit 31 est établi de façon telle que le supplément de profondeur de pénétration de l'outil dans la pièce diminue progressivement d'une quantité correspondante. Ainsi, sans avoir a modifier, en quoi que ce soit, le travail de programmation établi pour l'exécution d'une pièce, de forme et de dimensions prédéterminées, ni le programmateur lui-même, on a la possibilité, grâce a ce dispositif de correction, de compenser directement-les déformations de flexion de la pièce dues a l'effort de coupe simplement en modifiant légèrement la position de l'outil par rapport a sa position théorique que lui donnerait le program mateur sans correction, et cela au moyen d'une information supplémentaire associée a l'information normale et fournie par le résolver 35 dont l'état instantané est fonction de l'emplacement du galet 32 sur le gabarit de correction 3#, c'est-a-dire de l'arête de l'outil le long de la génératrice de la pièce en cours d'usinage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représente, on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu d'un résolver différen- tiel, on pourrait utiliser tout autre appareil de mesure classique approprié et, par exemple, générateur d'impulsion optique, capteur inductif, potentiomètre, règle inductosyn, et d'une manière générale, tout appareil de mesure électrique dont la valeur puisse être convertie en incrément de même nature que la mesure principale de déplacement des chariots. REVENDICATIONS 1.-- Dispositif de correction du mouvement d'avance programmé de la coulisse transversale portée par le trainard mobile sur le banc d'un tour équipé d'un moteur de commande de ladite coulisse transversale asservi a un programmateur de contrôle des mouvements de l'ensemble des organes mobiles du tour, ledit dispositif de correction étant caractérisé en ce qu'il comporte un gabarit de correction porté par le banc du tour et contre lequel est engagé l'organe de commande d'un appareil de mesure porté par le trainard et propre a envoyer des informations de correction associées, dans un comparateur, aux informations fournies par le programmateur, afin de corriger les erreurs de diamètre d'usinage d'une pièce montée en porte-a-faux dans la broche# du tour, qui se produiraient sous l'effet de la flexion de la pièce due a la composante radiale de l'effort de coupe, le profil dudit gabarit étant tel que son action sur l'appareil de mesure précité aille en diminuant au fur et à mesure que la coulisse transversale se déplace au voisinage de l'emplacement de l'extrémité libre de la pièce -# usiner vers l'emplacement de la partie de pièce portée par la broche du tour. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de mesure précité est un résolver différentiel.