Brevet FR2503943A1 — publié le 19821015

Machine à usiner les entre-lanes de collecteurs et produits similaires La présente invention concerne les machines à usiner les entre-lames de collecteurs de moteur électrique ou les produits similaires, c'est-à-dire comportant des lames régulièrement réparties autour d'un axe de révolution du produit et délimitant des entre-lames qui doivent être usinées. On connaît de telles machines du type comportant un banc support de rotor de moteur muni de moyens de rotation pas-à-pas du rotor autour de son axe et un équipage porteoutil comprenant un chariot longitudinal permettant de déplacer l'outil par rapport au banc parallèlement à l'axe du rotor. Cet outil est généralement une fraise. Du fait des tolérances de fabrication du collecteur, les lames présentent fréquemment un léger vrillage et/ou délimitent des entre-lames de largeur légèrement variable. Pour permettre à la fraise de suivre correctement les entrelames, on a déjà proposé de donner à la tête de fraisage portant la fraise un libre jeu lui permettant de suivre les sinuosités ou l'inclinaison éventuelles des lames du collecteur par rapport à l'axe. Cette solution n'est pas pleinement satisfaisante. En effet, les entre-lames, constituées généralement par du mica alors que les lames de collecteur sont en cuivre, n'ont pas une constitution homogène. La fraise tend en conséquence à contourner les points durs et à attaquer les lames. La présente invention vise à fournir une machine à usiner du genre ci-dessus défini, répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle impose à l'outil de suivre ltentre-lame, même si celle-ci présente des inégalités de largeur ou des inhomogénéités ou bien n'est pas strictement parallèle à l'axe du rotor. Dans ce but, l'invention propose notamment une machine qui comprend un chariot porte-outil déplaçable sur l'équipage dans le sens tangentiel au rotor par un moteur électrique commande par une boucle d'asser vissement électrique dont l'élément d'entrée est un détecteur électro-optique différentiel monté sur le chariot porte-outil et orienté de façon à viser l'entre lame en avant de l'outil dans le sens du déplacement de celui-ci. La machine se trouve ainsi équipée d'un véritable dispositif d'asservissement qui assure, pendant l'usinage, un suivi rigoureux et automatique de l'entre-lame de l'outil. Tout écart d'alignement de l'entre-lame par rapport à l'outil au cours de l'avance de celui-ci le long du collecteur provoque un déséquilibre du détecteur électro-optique qui commande le moteur électrique asservi de façon à recentrer le chariot porte-outil et à ramener le détecteur en position d'équilibre. Dans un mode de réalisation particulièrement intéressant de l'invention, l'outil est constitué par une, fraise d'axe dirigé tangentiellement à la section droite du collecteur, entraîné par un moteur porté par ledit équipage porte-outil par l'intermédiaire d'un arbre équipé de joints déformables, tels que des joints à cardan. De son côté, le moteur électrique qui commande les déplacements du chariot porte-outil peut être constitué par un motoréducteur relié au chariot par une liaison vis-écrou. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation très schématique d'une machine à usiner les entre-lames de collecteur munied'un dispositif suivant le mode de réalisation de l'invention, - les figures 2 et 3 sont respectivement des vues de gauche et de dessus de la figure 1, - la figure 4 est un schéma de principe montrant une constitution possible de boucle d'asservissement applicable à la machine des figures 1 à 3. La machine 10 montrée en figures 1 à 3 est destinée à rainurer les entre-lames de collecteur de moteurs électriques. On a représenté schématiquement un tel collecteur 11 en place sur la machine. Ce collecteur constitue avec l'induit du moteur un rotor qui est porté sur le banc 12 du tour par l'intermédiaire de poupées non représentées. Le tour peut être pris entre pointes et des moyens, également non représentés, sont prévus pour le faire tourner pas à pas autour de son axe et le maintenir indexé dans la position correcte. Ces moyens de rota tion peuvent être manuels ou, surtout dans le cas d'induit de masse importante, motorisés et automatisés. Le banc 12 du tour porte deux chariots croisés que l'on considérera comme étant un chariot transversal 13 et un chariot longitudinal 14. L'équipage ainsi constitué portc le moteur 15 d'entraînement en rotation d'un outil, représenté sur les figures 1 à 3 sous forme d'une fraise 16 de rainurage. La disposition décrite jusqu'ici est classique. On la trouve par exemple sur les machines de finition de collecteur d'induit commercialisées par la société demanderesse sous la référence 4JAF. Mais, contrairement aux machines antérieures, celle qui est représentée en figures 1 à 3, comporte une fraise dont la position par rapport au chariot longitudinal 14 est commandée de façon que la fraise suive de façon precise les entre-lames du collecteur, telles que l'entre- lame 17. Dans ce but, l'axe 18 d'entraînement en rotation de la fraise 16 (fraise qui est située dans un plan nominal passant par l'axe de rotation du collecteur) est monté dans un chariot porte-outil 19 déplaçable sur le chariot transversal 13 dans les directions indiquées par la double flèche f sur la figure 1. Les déplacements du chariot porteoutil sont commandés par un motoréducteur 20 qui attaque le chariot porte-outil 19 par l'intermédiaire d'un liaison vis-écrou 21.Etant donné que la fraise est donc susceptible de se déplacer par rapport au chariot 1 3, elle doit être reliée au moteur 15 par une liaison souple, représentée sous forme d'un arbre 22 muni de joints à cardans à ses extrémités. Le moteur 20 fait partie d'une boucle d'asservissement de la position de la fraise à celle de l'entre-lame lorsque la fraise est déplacée parallèlement à l'axe du rotor lors du mouvement du chariot longitudinal 14. L'élément d'entrée de la boucle d'asservissement est constitue par un détecteur électro-optique différentiel monté dans un viseur 23 porté par le chariot 19 et orienté de façon à viser l'entre-lame quelques millimètres avant le point d'attaque de la fraise. Le viseur 23 doit être placé de façon que les sorties électriques du détecteur électro-optique soient équilibrées lorsque la fraise est exactement centrée dans l'entre-lame. Le détecteur peut notamment être constitué par une cellule photoélectronique à deux secteurs 24 (figure 4) dont les sorties attaquent les entrées de polarités opposées d'un amplificateur différentiel 25. La sortie de ce dernier commande le motoréducteur 20 dans un sens correspondant au retour à l'équilibre. Naturellement, la boucle d'asservissement peut de plus comporter des moyens de stabilisation, tels qu'un réseau intégrateur. Le fonctionnement du détecteur électro-optique est basé sur la différence de luminosité que présentent les lames (habituellement en cuivre) et l'entre-lame (habituellement en mica) sous un même éclairage. Dans le mode de réalisation simple montré en figures 1 à 3, cet éclairage uniforme est l'éclairage ambiant. Dans certains cas, il est avantageux de prévoir un dispositif d'éclairage propre au détecteur, constitué par exemple nar une source de lumière illuminant la portion visée du collecteur par l'intermédiaire d'une lentille annulaire située autour du viseur. Cette solution présente l'avantage de permettre de moduler la lumière et d'effectuer ensuite une détection synchrone, permettant de s'affranchir des effets de l'éclairage de fond et des ombres éventuelles. Le fonctionnement de la machine qui vient d'être décrite ressort de la description qui précède et il suffira donc de le résumer de façon succincte. Lorsque la machine est en fonctionnement, le déplacement du chariot longitudinal provoque l'avance de la fraise 16 le long de l'entre-lame 17. En cas d'écart d'alignement de l'entre-lame par rapport à la fraise, l'image de l'entre-lame cesse d'être symétrique par rapport à la frontière entre les deux secteurs du détecteur différentiel 24, comme indiqué en figure 4. L'amplificateur différentiel 25 fournit alors un signal de sortie qui attaque le motoréducteur à courant continu 20 jusqu'à ce que la fraise soit revenue en position centrée. Il va sans dire que l'invention ne se limite pas au mode particulier de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple mais s'étend à toute variante restant dans le cadre des équivalences. Revendications 1. Machine à usiner les entre-lames de collecteur de moteur électrique ou produits similaires, comportant un banc support de rotor de moteur muni de moyens de rotation pas à pas du rotor autour de son axe et un équipage porte-outil comprenant un chariot longitudinal permettant de déplacer l'outil par rapport au banc parallèlement à l'axe du rotor, machine caractérisée en ce qu'elle comprend un chariot porte-outil (19) dépla çable sur l'équipage dans le sens tangentiel au rotor par un moteur électrique (20) commandé par une boucle d'asservissement électrique dont l'élément d'entrée est un détecteur électro-optique différentiel (24) monté sur le chariot porte-outil et orienté de façon à viser l'entre-lame (17) en avant de l'outil dans le sens de déplacement de celui-ci. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur électrique (20) est porté par ledit équipage et commande les déplacements du chariot porteoutil (19) par l'intermédiaire d'une liaison vis-écrou (21). 3. Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'outil est une fraise d'axe parallèle à celui du collecteur et est reliée à un moteur d'entraînement à rotation (15) par un arbre muni de joints déformables. 4. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le détecteur électro-optique différentiel est constitué par une cellule à deux secteurs (24) dont les sorties attaquent les entrées de polarité opposée d'un amplificateur différentiel. 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le détecteur électro-optique différentiel est placé dans un viseur (23) fixé sur le chariot porte-outil (19) et orienté de façon à viser l'entre-lame quelques millimètres avant le point d'attaque de l'outil.