Brevet FR2416767A1 — publié le 19790907

La présente invention concerne, d'une façon générale, les dispositifs de copiage pour machine-outil destinés à commander les déplacements d'un outil selon au moins deux directions à peu près perpendiculaires dont une au moins est asservie en fonction du profil d'un ou de plusieurs gabarits. Plus particulièrement, l'invention a trait à un tel dispositif utilisé sur un tour automatique à former des pièces de révolution, dit tour automatique à repousser, à rétreindre ou à fluoprojeter. On connaft déjà des dispositifs de copiage du type indiqué ci-dessus, comprenant au moins une boucle d'asservissement affectée à la commande des mouvements selon l'une desdites directions de déplacement de l'outil, cette boucle Comportant un capteur de position destiné à explorer le ou les gabarits pour engendrer un signal d'erreur lorsque ledit outil s'écarte de la position qui lui est assignée par le gabarit exploré. Un amplificateur est raccordé audit capteur et un dispositif moteur est couplé à l'outil pour le déplacer en fonction du signal de sortie de l'amplificateur. D ans un tour de repoussage, le formage des pièces à obtenir est réalisé à l'aide d'une molette de travail qui coopère avec une forme montée à rotation selon l'axe du tour et destinée à appliquer progressivement une feuille de métal montée également à rotation autour de l'axe du tour contre cette forme. Cette molette de travail est commandée par un dispositif de copiage du genre décrit ci-dessus, ce dernier étant muni de plusieurs gabarits qui sont utilisés respectivement au cours de plusieurs passes de travail destinées à appliquer progressivement la feuille de métal sur la forme. A cet effet, le capteur de position du dispositif de copiage suit, au moyen d'un galet de copiage, une série de gabarits utilisés respectivement au cours des diverses passes, le dernier gabarit représentant la forme définitive que la pièce à obtenir doit revêtir. Toutefois, une fois la pièce exécutée, il y a lieu dans le même cycle de travail, d'effectuer une ou plusieurs passes de finition dites passes de planage et de lissage et ces passes de finition sont réalisées à l'aide du dernier gabarit ou gabarit final. Cependant, étant donné qu'au cours de ces passes de finition, il est nécessaire de reprendre un peu de matière de la pièce exécutée, la quantité de matière à enlever étant fonction des types de pièces et des matériaux utilisés, il est nécessaire que la molette de travail se déplace selon un trajet qui est très légèrement décalé par rapport à celui défini par le gabarit final. Jusqu'ici, les tours de repoussage sont munis à cet effet d'un dispositif de réglage électro-mécanique au moyen duquel en fin de cycle de formage, on peut obtenir un décalage du galet de copiage du capteur de position, afin de modifier la position de zéro de la molette définie par le gabarit. Cependant, un tel dispositif électro-mécanique est relativement lourd et perturbe du fait de son inertie, les mouvements normaux du galet de copiage ce qui diminue la précision de l'ensemble du système de réglage. De plus, le prix de revient d'un tel dispositif électro-mécanique est élevé. L'invention a pour but de fournir un dispositif de copiage utilisable tant sur les tours de repoussage que sur toutes les machines-outil où il s'agit de s'écarter temporairement d'un trajet défini par un gabarit, dans lequel le réglage du décalage temporaire de l'outil peut être obtenu très simplement, sans perturber les mouvements du galet de copiage. L'invention a donc pour objet un dispositif de copiage du genre défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'amplificateur est constitué par un comparateur dont une première entrée reçoit ledit signal d'erreur et dont une seconde vitrée est connectée à une source réglable d'un signal de référence. Grâce à ces caractéristiques, il est possible de simuler par un simple choix de la tension de référence de l'amplificateur-comparateur, le décalage parallèle à elle-même de la courbe définie par le gabarit du dispositif de copiage, ce décalage étant facilement réglable en faisant varier la tension de référence. De préférence, cette variation de la tension de référence est obtenue à l'aide d'un montage de divers diviseurs de tension éventuellement commutables par des interrupteurs à commande automatique. D'autres caractéristiques de l'invention apparaftront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 montre une vue schématique en perspective d'un tour de repoussage comprenant un dispositif de copiage suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue schématique en élévation partiellement en coupe, du dispositif de copiage suivant l'invention; et - la Fig. 3 est un schéma simplifié du dispositif de copiage suivant l'invention. On a représenté sur les Fig. 1 et 2 un tour de repoussage d'axe X-X comprenant un banc 1, une poupée fixe 2 et une poupée mobile 3. Le mandrin 4 de la poupée fixe porte une forme 5 qui dans l'exemple représenté est de forme tronconique, tout autre forme pouvant bien entendu être utilisée en fonction des pièces à fabriquer. Un outil 6 constitué par une molette coopère avec la forme 5 pour appliquer progressivement le matériau d'un flan de métal (non représenté) contre la forme 5, le flan étant serré entre la pointe 7 de la poupée mobile 3 et la face d'extrémité correspondante de la forme 5. La molette 6 peut exécuter des mouvements selon deux directions a et b qui, dans le cas représenté sont perpendiculaires et orientées respectivement parallèlement à l'axe X-X du tour et perpendiculairement à cet axe. A cet effet, la molette est montée à rotation sur un support 8 porté par un chariot 9 monté coulissant sur une glissière 10 solidaire du banc 1 du tour. Le chariot 9 constitue lui-même une glissière 11 sur laquelle peut se déplacer un second chariot, ce dernier exécutant les mouvements de l'outil selon la direction b. Les mouvements du chariot 9 suivant la direction a sont comman ~dés par un vérin 13 qui, en principe, anime ce chariot d'un mouvement de va-et-vient. Ces mouvements sont limités pendant les passes de finition de la pièce, de façon réglable, par un dispositif de commande comprenant notamment un détecteur 14 et un plateau 15 muni de rails 16 dans lesquels peuvent être insérés des taquets de fin de course (non représentés) pour limiter l'amplitude du mouvement de va-et-vient. Les mouvements du chariot 12 sont commandés par un vérin 17 dont leylindre 18,d'axe Y-Y > orienté selon la direction b reçoit un piston auquel est attachée une tige 19 solidaire du chariot 12 près du support 8. Du côté opposé, le chariot 12 comporte un bras de fixation 20 auquel est suspendu un ensemble capteur 21. Cet ensemble capteur 21 comporte un bloc de montage 22 monté coulissant, à l'aide d'une glissière à queue d'aronde 23, sur l'extrémité libre du bras de support 20. Ainsi, le bloc 22 peut se déplacer de façon réglable par rapport au chariot 12 dans le sens de la direction b. L e réglage peut être effectué grâce à un système 24 à vis et écrou monté dans l'extrémité libre du bras support 20 et commandé par un bouton 25 de réglage initial. L'ensemble capteur 21 comprend également un bras oscillant 26 articulé sur un étrier 27, s'étendant vers le bas et solidaire du bloc 22. Le bras 26 est monté oscillant sur un axe 28 traversant l'étrier 27 et il porte à son extrémité supérieure une tige 29 qui est solidaire du noyau d'un capteur électro-mécanique 30. L'extrémité inférieure du bras oscillant 26 porte un galet 31 d'axe à peu près vertical et en contact avec un bord profilé 32 d'un gabarit 33. Ce dernier est formé par une plaque plane fixée, par son extrémité opposée au bord 32, sur le banc 1 de la machine. Un ressort 34 disposé dans un logement du bloc 22 est en contact avec le bras oscillant 26 de manière à appuyer élastiquement le galet 31 contre le bord profilé 32 du gabarit 33. Le vérin 17 est commandé par une vanne asservie 35 de type électro-hydraulique, cette vanne étant commandée à son tour par un amplificateur 36 raccordé à son tour au capteur 30. Comme on peut le voir sur la Fig. 3, ce capteur 30 peut comporter, dans un mode de réalisation particulier, un noyau magnétique 37 solidaire de la tige 29, et se déplaçant dans le champ magnétique de deux bobines 38 et 39 dont l'une est raccordée à un oscillateur 40 à haute fréquence et dont l'autre est raccordée à un circuit de détection 41. Ce dernier fournit un signal électrique qui est une fonction de la position du noyau 37 par rapport aux bobines 38 et 39, signal qui peut varier autour d'une valeur 0 considérée comme étant une valeur d'équilibre de la boucle de réglage constituée par le capteur 30, l'amplificateur 36, la vanne asservie 35 et le vérin 17. Bien entendu, le capteur de position peut être différent de celui décrit, tout type de capteur fournissant le signal d'erreur requis pouvant convenir. L'amplificateur 36 est monté de manière à former un comparateur dont la première entrée 42 est connectée à la sortie du circuit de détection 41 du capteur 30 et dont la seconde entrée 43 est connectée à une source réglable 44 d'un signal de référence. Dans l'exemple représenté, cette dernière comporte quatre diviseurs de tension 45 a à 45 b constitués par des potentiomètres réglables dont les bornes d'extrémité sont respectivement raccordées à une source de tension continue stabilisée (non représentée). Les curseurs de ces potentiomètres sont respectivement reliés à des interrupteurs 46 a à 46 b qui sont reliés par ailleurs à une ligne 47, celle-ci étant connectée à son tour à l'entrée 43 de l'amplificateur comparateur 36.L'ensemble des interrupteurs de la source de référence permettent de relier sélectivement à l'entrée 43 de l'amplificateur 36 la tension développée sur le curseur des potentiomètres 45 a à 45 d. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Au cours de la fabrication de la pièce à obtenir, le chariot 9 effectue des mouvements de va-et-vient selon la direction a en étant commandé par le vérin 13. Pendant ce mouvement alternatif, le galet 31 de l'ensemble capteur 21, étant sollicité par le ressort 34 explore les profils d'une série de gabarits montés successivement sur la machine de la même façon que le gabarit 33 représenté sur les Fig. 1 et 2. Pendant les passes d'exécution de la pièce, la molette 6 doit suivre exactement les divers gabarits de sorte que la boucle de réglage doit tendre à chaque instant à équilibrer le système de manière que la molette suit exactement le profil déterminé par le gabarit utilisé. Par conséquent, étant donné que pendant ces passes, tous les interrupteurs de la source de référence 44 sauf l'interrupteur 46a sont ouverts et qu'ainsi le potentiomètre 45a est en circuit, ce dernier doit fournir une tension égale à celle correspondant à un signal d'erreur nul sur l'entrée 42 de l'amplificateur 36 (noyau 37 au centre des bobines 38 et 39). Le potentiomètre 45 a étant réglé ainsi au départ, l'amplificateur 36 ne fournit aucun signal de commande tant que le signal d'erreur est nul. Si, par contre, la molette 6 s'écarte de la position définie par le gabarit, le chariot 12, le bras 20 et le bloc 22 se déplacent par rapport au gabarit de sorte que le bras 26 prend une position inclinée ce qui provoque un décalage du noyau 37 par rapport au centre des bobines 38 et 39. Le signal d'erreur est alors différent de zéro et l'amplificateur 36 fournit un signal de sortie qui commande la vanne asservie 35 pour actionner le vérin 17 qui ramène le chariot 12 à la position requise jusqu'à annulation du signal d'erreur. Cette situation d'équilibre de la boucle de réglage se traduit par le fait qu'après avoir effectué les passes nécessaires avec un gabarit donné, la molette est juste en contact avec la surface extérieure de la pièce en cours de formation. Il en est ainsi lorsque le gabarit final est utilisé et lorsque les passes nécessaires ont été exécutées avec ce gabarit. Si ensuite il est nécessaire de procéder à la finition de la pièce par des passes de lissage et de planage, la molette 6 doit être très légèrement avancée par rapport à la position d'équilibre définie par la boucle de réglage et par le gabarit final. Comme le décalage est très faible, il n'est pas souhaitable d'utiliser un nouveau gabarit à cet effet et pour pouvoir continuer à utiliser le gabarit final, il est nécessaire de "désiquilibrer" volontairement la boucle de réglage par un changement de sa valeur de consigne. Jusqu'ici, sur les tours de repoussage, ce changement est réalisé en déplaçant légèrement le galet 31 par rapport au bras 20. Ceci incline le bras 26 et décale le noyau 37 par rapport au centre des bobines 38 et 39. Le système cherchera alors un nouvel équilibre qui conduit la molette à pénétrer légèrement dans le métal de la pièce fabriquée. Grace à l'invention, le changement de la position d'équilibre de la boucle est obtenu par des moyens électriques à savoir en modifiant le signal de référence appliquée à l'entrée 43 de l'amplificateur 36. Dans ces conditions, l'amplificateur 36 fournira un signal de commande à la vanne asservie 35 tant que le signal d'erreur sur l'entrée 42 n'est pas égal à la nouvelle valeur de consigne imposée par la source de référence. Comme on peut le voir en sélectionnant par les interrupteurs 46 b à 46 d, le potentiomètre approprié parmi les potentiomètres 45 b à 45 d, on peut obtenir le signal de consigne requis pour une opération déterminée de finition, chaque potentiomètre étant affecté à l'une de ces opérations. Les interrupteurs peuvent être commandés par un programme automatique. Bien entendu, la source de référence peut comporter autant de diviseurs de tension que nécessaire pour commander diverses opérations de finition de la pièce à exécuter. On remarquera que l'invention convient particulièrement bien pour la fabrication de grandes séries de pièces, car les potentiomètres peuvent être réglés une fois pour toutes, les valeurs de consigne qu'ils fournissent étant parfaitement reproductibles pendant chaque cycle de fabrication d'une pièce. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif de copiage pour machine-outil, notamment pour tour de repoussage, destiné à commander les mouvements d'un outil selon au moins deux directions à peu près perpendiculaires dont une au moins est asservie en fonction du profil d'un ou de plusieurs gabarits, ce dispositif comprenant une boucle d'asservissement affectée à la commande des mouvements selon l'une desdites directions de déplacement de l'outil, la boucle comportant un capteur de position destiné à explorer le ou les gabarits pour engendrer un signal d'erreur lorsque ledit outil s'écarte de la position qui lui est assignée par le gabarit exploré, un amplificateur raccordé audit capteur et un dispositif moteur couplé audit outil et commandé par ledit amplificateur, ce dispositif étant caractérisé en ce que ledit amplificateur (36) constitue un comparateur dont une entrée (42) reçoit ledit signal d'erreur et dont une seconde entrée (43) est connectée à une source réglable d'un signal de référence (44). 2. - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplificateur (36) est électronique, le capteur de position (30) fournissant un signal d'erreur formé par une tension électrique et en ce que ledit signal de référence est formé par une tension continue réglable, engendrée par plusieurs diviseurs'de tension (45 a à 45 d). 3. - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite source de référence (44) comporte plusieurs diviseurs de tension commutables par des interrupteurs (46 a à 46 d) et fournissant chacun une tension de référence réglable distincte, ces interrupteurs étant commandés de préférence automatiquement.