Brevet FR2478532A1 — publié le 19810925

L'invention concerne un dispositif pour la surveillance du synchronisme d'éléments d'entraînement sur des machinesoutils, et notamment sur des presses. A cet effet, il a déjà été proposé des systèmes de sécurité contre la rupture d'arbre. L'une des fonctions de ce système de sécurité contre la rupture d'arbre est de protéger l'opérateur lors d'opérations de mise en place, par exemple dans des presses à excentrique ou apparentées avec lesquelles l'opérateur est exposé à un degré de risque élevé, dans le cas où le mouvement du coulisseau n'est pas interrompu au point mort haut. Ces situations peuvent avoir pour causes une rupture d'arbre ou le patinage d'un ensemble de serrage dans la transmission du mécanisme de commutation à came qui commande l'embrayage et le freinage de la presse. Dans de nombreux pays, un système de sécurité contre la rupture d'arbre est donc prescrit en tant qu'élément constitutif de la commande des presses.Le système de sédurité contre la rupture d'arbre doit fonctionner de manière auto controlée et interrompre la commande de la presse dès que la marche en synchronisme angulaire du mécanisme de commutation à came et de l'arbre d'excentrique est perturbée. En outre, un tel système de sécurité contre la rupture d'arbre sert à la protection de la presse, de l'outil et du dispositif d'amenage des pièces en cas d'accouplement rigide des mécanismes de commande. Sur des presses automatiques, la marche en synchronisme angulaire du coulisseau et du dispositif d'amenage des pièces est indispensable. Sinon, en cas de perturbation, l'outil supérieur pourrait venir s'appliquer sur les barres preneuses de la presse à etages ou sur les pinces à griffes d'un dispositif d'alimentation. Pour cette raison, le déroulement des mouvements est contrôlé le plus souvent par un mécanisme de commutation à came électrique qui est actionné, de même que le système d'amenage, par l'arbre d'excentrique de la presse.Mais ce contrôle n'est qu'incomplet, car il ne réagit souvent que trop tard à une rupture du mécanisme de commande d'amenage, ou même pas du tout à une rupture du mécanisme de commande de la came. I1 serait donc souhaitable de disposer d'un système de surveillance qui compare en permanence les positions angulaires du mécanisme de commande d'amenage et du mécanisme de commande de la came et qui réagisse sans retard en cas de dépassement de l'écart angulaire admissible. Enfin, en cas d'accouplement non rigide des mécanismes de commande, le système de sécurité contre la rupture d'arbre sert aussi à la protection de la presse, de l'outil et du dispositif d'amenage des pièces. Ce cas se présente par exemple lorsque plusieurs presses entraînées individuellement sont raccordées par un système commun supérieur de barres preneuses pour former la chaine de transfert. Dans ces conditions, un certain écart angulaire par rapport au mécanisme de commande des barres preneuses, dépendant de l'outil, est admissible pour chaque presse individuelle. I1 est donc nécessaire d'avoir un système de controle supérieur qui immobilise l'ensemble de la chaîne aussitôt que l'écart angulaire admissible pour une presse quelconque a été dépassé. Dans la plupart des cas, les solutions techniques connues à cet égard utilisent, dans le cadre de systèmes dépendant de la vitesse de rotation, des systèmes de sécurité contre la rupture d'arbre suivant les demandes de brevet allemand nO 14 36 066, 22 37 199 ou 23 38 449. Ces solutions connues ont en commun qu'au lieu de l'angle de rotation, c'est seulement la vitesse de rotation de l'arbre à surveiller qui est contrôlée. Le système capteur utilisé détecte la vitesse de rotation sous la forme d'une fréquence de répétition d'impulsions ou d'une tension tachymétrique. Il arrête la presse lorsque la valeur fixée de la vitesse de rotation n'est pas atteinte dans les limites d'un temps de demarrage prédéterminé à la suite de l'embrayage de la presse. Ce système comporte trois lacunes décisives a) La surveillance n'est efficace qu'avec un certain retard lors de l'embrayage et elle ne l'est pas du tout lors du freinage. Ainsi, c 'est précisément lorsque le risque de rupture d'arbre est le plus grand en raison de l'accélération angulaire que l'efficacité est amoindrie. b) Une torsion par phases successives de l'arbre surveillé, par exemple lorsque la presse travaille par courses isolées ou par impulsions, reste inaperçue. c) Le contrôle est réglé de manière fixe sur la plus petite vitesse de rotation possible. Par conséquent, lors du réglage, il faut tenir compte de prime abord du phénomène dit de patinage - 10 à 15 % environ - du mécanisme de commande de la presse et, en cas de mécanismes de commande réglables, de la zone de réglage complète (1 : 2 à 1 : 3 environ). Cela signifie qu'une réponse du système de surveillance n'intervient qu'après l'abaissement de la vitesse de rotation de plus de 15 % et, le cas échéant, en cas de mécanisme de commande réglable, qu'après son abaissement de 70 %. Pour ces raisons, de tels systèmes ne sont pas en mesure de satisfaire aux exigences exposées dans le préambule. Dans le cas de systemes dépendant de la position angulaire (demande de brevet allemand nO 28 36 605), le synchro-. nisme angulaire est détecté sous forme numérique. A cet effet, il est disposé, de chaque côté du mécanisme de commande à surveiller, un disque fendu avec des générateurs de signaux. Un circuit logique disposé à la suite surveille en permanence les signaux par impulsions qui lui arrivent depuis les deux côtés, en ce qui concerne leur équivalence et leur antivalence. Ce système satisfait dans une large mesure aux exigences mentionnées, mais il ne possède pas la caractéristique d'auto-contrôle exigée (dans les règlements des accidents), puisque le système logique placé à la suite des générateurs de signaux n'est pas contrôlé cycliquement. En outre, pour certaines d'entre elles, les exigences mentionnées ne sont satisfaites qu'avec des limitations, puisque l'écart angulaire admissible n'est pas réglable, mais est fixé préalablement par la largeur des impulsions des disques de commande. Le but de la présente invention consiste à réaliser le dispositif de surveillance du synchronisme d'un arbre, d'une transmission ou de deux systèmes entraînés indépendamment, de telle sorte qu'il réagisse immédiatement et independamment de la position, de la vitesse et du sens de rotation de l'arbre, au dépassement de l'écart angulaire admissible, celui-ci pouvant être réglé facilement. En vue de l'utilisation du dispositif de surveillance dans le but d'éviter les accidents de travail sur des presses à excentrique, ce dispositif doit pouvoir être réalisé de manière auto-contrôlee. Pour atteindre ce but, il est proposé d'après l'invention, dans le cas d'un dispositif du type défini dans le préam- bule, que des générateurs de signaux analogiques de position angulaire ou de parcours soient disposés des deux côtés des éléments d'entraînement surveillés, la tension différentielle des générateurs de signaux de position augulaire ou de parcours étant appliquée à un relais de tension réglable qui, en cas de dépassement de la tension différentielle réglée, arrête la machine-outil et déclenche un signal avertisseur de dérangement. D'autres caractéristiques de l'invention seront décrites ci-après. Ainsi, le dispositif de surveillance suivant l'invention détecte analogiquement la position angulaire des deux côtés du dispositif de commande surveillé, par la formation d'une tension dépendant de l'angle de rotation. En tant que générateurs de signaux, on utilise par exemple des potentiomètres, des capteurs à plaques de champ ou des synchro-transmetteurs. La tension différentielle est appliquée au relais de tension monté à la suite et provoque, en cas de dépassement de la valeur limite réglée dans ce relais, l'émission de l'avertissement de dérangement et la mise hors service du dispositif de commande. L'auto-contrôle exigé s'effectue par perturbation cyclique, en ce sens que la tension différentielle est faussée une fois à chaque tour de l'arbre et que la réaction du relais de tension est testée, par exemple dans la commande de la presse disposée à la suite. L'invention est expliquée de façon plus détaillée à l'aide de dessins qui illustrent, en partie schématiquement, un exemple de réalisation choisi arbitrairement. La fig. 1 est le schéma dcune presse à étages. La fig. 2 est le schéma du circuit électrique correspondant. La fig. 3 représente la variation des tensions des générateurs de signaux dans le cas d'un système de sécurité contre la rupture d'arbre avec auto-contrôle sur une presse à excentrique. Comme on peut le voir sur la fig. 1, le vilebrequin K entraîne le coulisseau S par l'intermédiaire des bielles P et le mécanisme preneur G avec les barres preneuses G5 par l'intermédiaire de l'arbre W En cas de rupture ou de torsion S de l'arbre WG, le coulisseau S peut s'appliquer sur les barres preneuses Gs. Afin d'éviter cela, le mouvement des barres preneuses est palpé en permanence par le mécanisme de commutation à came N, entraîné par l'intermédiaire d'un arbre WN. En cas de rupture de l'arbre WNJ cette surveillance est inefficace.Pour la protection contre la rupture d'arbre, un potentiomètre PG servant de générateur de signal de position angulaire est placé sur le mecanisme preneur et un potentiomètre semblable PNI servant de générateur de signal de position angulaire, est monte sur le mécanisme de commutation à came N. La tension différentielle, contrôlée par le relais de tension R (fig. 2), est proportionnelle à l'écart angulaire et provoque l'arrêt de la presse lorsque la valeur limite réglée est dépassée. La variation des tensions des générateurs de signaux est représentée sur la fig. 3 pour le système de sécurité contre la rupture d'arbre avec auto-contrôle sur une presse à excentrique. Les deux générateurs de signaux de position angulaire sont réalisés sous forme de potentiomètres à dents de scie. Ils produisent la tension UE proportionnelle à la position angulaire de l'arbre à excentrique et la tension UN proportionnelle à la position angulaire du mécanisme de commutation à came. Etant donné que le mécanisme de commutation à came provoque, au point mort haut, l'arrêt du mouvement du coulisseau, déterminant pour la sécurité du travail, il faut que son mécanisme d'entraînement soit surveillé en permanence par le système de sécurité contre la rupture d'arbre. Cette variation des tensions UN et UE est représentée sur toute l'étendue de l'angle de rotation du vilebrequin de la presse. Les deux générateurs de signaux sont par exemple installés avec un décalage angulaire de 100 l'un par rapport à l'autre, de telle sorte que la petite tension différentielle au soit appliquée en permanence au relais de tension R. Toutefois, le relais est réglé sur une tension de commutation un peu plus grande, de telle sorte qu'il ne réagisse qu'à la fin de chaque course, au moment où la tension différentielle saute à la pleine valeur U de la tension d'alimentation. Lorsque le relais de tension réagit au cours d'une course - par exemple en conséquence d'une rupture d'arbre, d'une rupture de fil ou d'un court-circuitla presse est immobilisée aussitôt. Lorsque le relais de tension ne réagit pas à la fin d'une course - par exemple en raison d'une panne de l'alimentation de tension ou d'une défaillance du relais - la presse est également arrêtée et la commande d'embrayage interdit une nouvelle course. - REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance du synchronisme d'éléments d'entraînement sur des machines-outils, et notamment sur des presses, caractérisé en ce que des générateurs de signaux analogiques de position angulaire ou de parcours (PG, PN) sont disposés des deux côtés des éléments d'entraînement surveillés, la tension différentielle des générateurs de signaux de position angulaire ou de parcours (PG, PN) étant appliquée à un relais de tension réglable (R) qui, en cas de dépassement de la tension différentielle réglée, arrete la machine-outil et déclenche un signal avertisseur de dérangement. 2. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de commutation peut être également utilisé pour la commande de mouvements. 3. Dispositif de surveillance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un décalage angulaire des générateurs de signaux (PG, PN) à des fins d'auto-contrôle du dispositif. 4. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu une intervention cyclique sur la tension de l'un des générateurs de signaux à des fins d'auto-contrôle du dispositif. 5. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surveillance s'applique aussi bien à des éléments accouplés rigidement entre eux qu'à des éléments entraînés indépendamment les uns des autres. 6. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les générateurs de signaux de position angulaire ou de parcours (PGJ PN) peuvent être réalisés sous forme de potentiomètres, de capteurs à plaques de champ ou sous forme de transducteurs inductifs.