Brevet FR2306790A1 — publié le 19761105

La présente invention, due à la collaboration de MM. MARTY et VOLAN, concerne des perfectionnements aux dispositifs de positionnement automatique d'un outil dans une machine-outil et, plus particulièrement, un dispositif d'asservissement pour machine-outil mettant automatiquement l'outil tel qu'une fraise ou une broche d'alésage ou de perçage pour equilibrage en position d'usinage. L'invention concerne, en outre, un dispositif de correction de position de l'outil en fonction de la cote relevee sur la pièce en cours d'usinage et, éventuellement, de l'usure de l'outil. L'invention concerne, enfin, un dispositif de mesure déclenchant le positionnement de l'outil par rapport à la pièce à usiner. Le dispositif habituellement utilisé pour fraiser la surface d'une pièce se fait par le déplacement en butee de la broche d'une tête de fraisage, ce déplacement se faisant par une cinématique appropriee telle que pignon crémaillère et à l'aide d'un vérin. La précision de la cote obtenue dépend du reglage de la butea exécuté à chaque changement de fraise. Il n'existe pas de rattrapage d'usure de la fraise et pas de possibilité, en dehors d'un arrêt de la machine pour réglage, de corriger une cote incorrecte. La présente invention permet d'éviter ces inconvenients. Suivant l'invention, le dispositif de positionnement automatique d'un outil, en particulier de la broche d'une machine-outil montée à l'intérieur d'un fourreau susceptible de coulisser à l'iaterieur d'un support au moyen d'une cinématique appropriée comportant un moteur pas- -pas pour amener l'outil en position d'usinage, est caractérise en ce que ce fourreau est muni de repères susceptibles d'être détectés avec précision en position à l'aide d'un premier capteur de mesure, la sortie de ce premier capteur étant reliée un compteur décompteur connecte lui-même au dispositif de commande du moteur pas-à-pas et en ce que la position de la face usinée est mesurée après chaque passe d'usinage l'aide d'un second capteur de mesure relie au compteur-décompteur par l'inter 22diapre d'un transducteur et d'un circuit électronique. Suivant une caractéristique de réalisation le premier capteur de mesure et le second capteur de mesure sont de type pneumatique. Ils sont tous deux portés par le support l'intérieur duquel coulisse le fourreau et le premier capteur de mesure est de type différentiel. D'autres caracteristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera aux dessins joints dans lesquels la figure I est une représentation schématique en coupe suivant un plan pas sont par l'axe de symétrie longitudinal de la partie essentielle de la machne-outil suivant l'invention ; et, - la figure 2 est un mode de réalisatin du dispositif de positionnement automa tique d'outil suivant l'invention. Suivant la figure 1, une machine-outil comporte un fourreau 1 porteur d'une broche 15, capable de coulisser l'intérieur d'un support 9. Le fourreau a, par exemple, une ferme cylindrique. Le mouvement d'avance et de retrait du fourreau 1 est donné par une cinématique comprenant : un moteur de commande pasà-pas 16, un étage réducteur 5, un systeme roue et vis sans fin 4 entraînant un pignon 3 qui engrena avec une crémaillère 2 solidaire du fourreau coulissant 1. Suivant l'invention le fourreau I porte, en outre, suivant une génératrice deux cales 7 distantes d'une grandeur prédéterminée et, suivant la généra- trice correspondante, le support 9 comprend un dispositif pneumatique, de mesure différentielle 8. Le dispositif pneumatique de mesure différentielle 8 comprend deux buses alimentees sous une pression déterminée. La position du bloc portant les buses est réglable au moyen d'une vis 10. Les arêtes extérieures des cales 7 sont distantes de la même quantité que les buses.La pression différentielle entre les sorties des deux buses est mesurée l'aide d'un élément pneumatique différentiel 12 qui, suivant la figure 2, délivre un signal électrique lorsque la pression différentielle apparaissant aux sorties des deux buses 8 s'annule ; ce signal est transmis à un compteur-décompteur inclus dans le circuit électronique 14. La sortie du compteur-décompteur est reliée l'organe de commande du moteur pas- -pas 16. Le dispositif différentiel dans d'autres réalisations pourrait être constitué de deux capteurs inductifs ou optiques, le systeme pneumatique ayant été choisi pour sa grande précision. Par ailleurs, un dispositif de mesure 11, par exemple pneumatique, comporte une seule buse alimentée sous une pression déterminée permettant de con trôler la cote de la piece usinée 17. Par l'intermédiaire d'un transducteur pneumatique-électrique 13 et d'un appareillage électronique 14, l'information est envoyée dans le compteur-decompteur et le nombre affiché par ce compteur est corrigé en consequence. Ce dispositif fonctionne comme suit - Le fourreau 1 étant en position arriere représentée à la figure 1 par le trait mixte, un ordre électrique autorise la mise en marche du moteur 16 ; le four reau avance et au passage des cales 7 devant les buses 8, lorsqu'il y a équi libre des fuites sur les deux buses, l'element pneumatique différentiel 12 délivre un signal qui, après passage dans l'electronique 14, déclenche le vidage du compteur qui avait été au préalable amené par des moyens appropriés, par exemple : manuels, à afficher un nombre déterminé correspondant la cote théorique de la piece à usiner. A partir de cette origine comptage, le moteur 16 avance d'un nombre de pas correspondant au contenu du compteur.Grâce a la présence du second dispositif de mesure pneumatique 11, le nombre affiche par le compteur-décompteur est corrigé de la différence existant entre la cote théorique et la cote réelle de la piece mesurée par le capteur pneumatique 11. On cree un asservissement permettant de corriger la position de la fraise après une passe d'usinage en fonction de la cote reellement effectuée et ainsi de ramener toujours cette cote tres en dedans de tolérances permises. L'usure de l'outil est ainsi rattrapée ainsi que toutes les variations de position de l'outil dues, par exemple, aux dilatations. Le dispositif, décrit ci-dessus, permet donc de corriger continuellement les ecarts entre la cote theorique et la cote relevée et ainsi de realiser cette cote avec des tolérances serrées. Il permet de s'affranchir des problemes de dilatation de broche, usure d'outil ou de plaquettes pour une fraise, dispersion de cote, qui surviendraient si l'o; s'appuyait sur une butée fixe. En particulier le compteur-décompteur peut être d'une capacite limitée pour arrêter automatiquement le fonctionnement de la machine au cas où l'on dépasserait cette capacité par exemple : limite d'usure de la fraise. Il permet, enfin, un réglage automatique de positionnement de la fraise et suppression des prereglages habituels sur les machines spéciales. REVENDICATIONS 10) Dispositif de positionnement automatique d'un outil, en particulier de la broche d'une machine-outil, montée dans un fourreau susceptible de coulis ser l'interieur d'un support au moyen d'une cinématique appropriée compor tant un moteur pas- -pas pour amener l'outil en position d'usinage, caracte-- rise en ce que ce fourreau (1) est muni de repères (7) susceptibles d'être détectés avec precision en position l'aide d'un premier capteur de mesure (8) dont la sortie est reliée à un compteur-de-compteur connecte lui-mêre au dispositif de commande du moteur pas- -pas (16) et en ce que la position de la face usinée est mesurée apres chaque passe d'usinage l'aide d'un second capteur de mesure (11) relié au compteur-de-compteur par l'interme-- diaire d'un transducteur (13) et d'un circuit électronique (14). 20) Dispositif de positionnement automatique suivant la revendication 1, carac térisé en ce que le premier capteur de mesure (8) et le second capteur de mesure (11) sont de type pneumatique, en ce qu'ils sont tous deux portés par le support (9) l'intérieur duquel coulisse le fourreau (1) et en ce que le premier capteur de mesure (8) est de type différentiel 30) Dispositif de positionnement autooatique suivant la revendication 2, carac térisé en ce que les repères (7) sont constitués par deux cales distantes d'une grandeur prédéterminée et en ce que le premier capteur de mesure (8) est constitué par deux buses format un bloc réglable en position.