Brevet FR2501559A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un appareil détecteur de contact permettant de détecter la venue en contact d'un outil avec une pièce en déplacement l'un par rapport à l'autre. Un appareil classique de détection de contact est doté d'une bobine montée sur l'extrémité d'une tète porte-broche dans laquelle est reçue une broche de manière qu'elle puisse tourner. Cette bobine est connectée à une alimentation en courant alternatif pour son excitation, si bien que la bobine crée autour de la broche des boucles de flux magnétique qui induisent un courant dirigé axialement à la broche. Lorsque l'outil n'est pas en contact avec la pièce, un circuit secondaire bouclé reliant la broche et le corps de la machine n'est pas fermé, si bien qu'il n'y a aucun courant induit. Inversement, lorsque l'outil arrive au contact de la pièce, le circuit secondaire bouclé se ferme en produisant un courant induit. De cette manière, le circuit secondaire est fermé en fonction du contact entre l'outil et la pièce, et le courant d'excitation de la bobine se trouvant du côté primaire varie en fonction de la variation du courant électrique dans le circuit secondaire. Par conséquent, on détecte le courant entre l'outil et la pièce en connectant la bobine et une résistance en série et en détectant la variation de tension aux bornes de la résistance à l'aide d'un détecteur de tension. Avec un tel montage, la bobine correspond à l'enroule- ment primaire d'un transformateur, et le circuit secondaire bouclé constitue un enroulement secondaire d'une seule spire. Le rapport des spires entre l'enroulement secondaire et l'enroulement primaire est très petit, de sorte que la variation du courant d'excitation de l'enroulement primaire est très petite, mhme s'il y a une variation du type tout ou rien dans le circuit secondaire. De plus, il est extrêmement difficile de produire un fort courant induit dans le circuit secondaire au moyen d'un contact léger entre un bord aigu de l'outil et la pièce, si bien qu'il est difficile d'élever la sensibilité de détection. C'est donc un but de l'invention de proposer un appareil nouveau et perfectionné de détection de contact permettant de détecter un léger contact entre une pièce et un outil avec une sensibilité de détection élevée. En résumé, selon l'invention, on réalise les buts de l'invention en proposant un appareil de détection de contact dans une machine-outil comportant un corps de machine, une table porte- pièce montée sur le corps de machine pour porter une pièce à usiner, une tête porte-broche montée sur le corps de machine, une broche porte-outil montée rotative dans la tète pour tenir un outil, et un dispositif de commande permettant de réaliser un déplacement relatif entre la table porte-pièce et la broche porte-outil, ainsi que cela est décrit ci-après. Une bobine magnétique est montée sur le pourtour de la tête porte-broche et est connectée à une alimen- tation en courant alternatif de façon à produire un courant induit dans un circuit secondaire bouclé comportant la pièce, la table porte-pièce, le corps de machine, la tète porte-broche, la broche porte-outil et l'outil, lorsque la pièce et l'outil sont déplacés l'un par rapport à l'autre de façon à venir en contact. Un premier fil conducteur formant un enroulement secondaire à une seule spire est disposé en parallèle avec le circuit secondaire bouclé et reçoit un courant induit par suite de l'excitation de la bobine magnétique. Un deuxième fil conducteur est connecté par l'une de ses extrémités au circuit secondaire bouclé. Un dispositif détecteur est connecté entre le premier et le deuxième fil conducteur afin de détecter la venue en contact de la pièce et de l'outil. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels - la figure 1 représente un montage de l'appareil de détection de contact selon l'invention; et - la figure 2 montre un circuit électrique équivalent de l'appareil de détection de contact présenté sur la figure 1. En relation avec les dessins, o des numéros ou caractères de référence identiques se rapportent à des parties identiques ou correspondantes dans les différentes vues, et plus spécialement en relation avec la figure 1, on voit qu'une pièce W à usiner est montée sur une table porte-pièce 14, laquelle est-montée coulissante sur un corps de machine 13. La table porte-pièce 14 est déplacée par un moteur d'entraînement 15 fixé au corps de machine 13 d'une manière connue. Une tète porte-broche 11 est fixée à un montant 10 du corps de machine 13 et soutient une broche 12 en rotation. La broche 12 porte un outil T destiné à l'usinage de la pièce W. Une bobine magnétique 20 est fixée à la tête porte- broche 11 de façon à entourer cette dernière. Comme cela apparalt sur la figure 2, la bobine magnétique 20 comprend un noyau de fer annulaire 21 entourant la tête porte-broche 11 et un enroulement primaire 22 bobiné sur le noyau de fer 21. L'enroulement primaire 22 est connecté à une alimentation en courant alternatif 23 pour son excitation, si bien que la bobine 20 crée des boucles de flux magnétique autour d'une partie d'un trajet 24 de courant électrique constituant un premier enroulement secondaire Il à une seule spire. Le trajet de courant électrique 24 est formé par l'outil T, la broche 12, la tète 11, la colonne 10, le corps de machine 13, la table 14 et la pièce W. Par conséquent, lorsque l'outil T vient au contact de la pièce W, un courant induit est produit dans le trajet de courant électrique 24, si bien que la différence de potentiel électrique existant entre l'outil T et la pièce W s'annule presque. D'autre part, lorsque l'outil T n'est pas en contact avec la pièce W, aucun courant induit n'est produit dans le trajet de courant électrique 24, si bien qu'il existe une différence de potentiel électrique prédéterminée entre l'outil et la pièce W. Un fil conducteur 25 formant un deuxième enroulement secondaire 2 à une seule spire est disposé en parallèle avec le trajet de courant électrique 24. Une extrémité du fil conducteur 25 passe dans la bobine magnétique 20 et est connectée à l'extrémité antérieure S de la tête porte-broche 11. L'autre extrémité du fil conducteur 25 est connectée à une borne d'entrée 31 d'un circuit de détection 30. L'autre borne d'entrée 32 du circuit de détection 30 est connectée par un fil conducteur 26 à la table porte-pièce 14. Par conséquent, sont formés un premier et un deuxième enroulement secondaire Il et %2 qui sont connectés l'un à l'autre au niveau de l'extrémité antérieure de la tète porte-broche Il avec la même polarité, ainsi que cela est montré sur la figure 2. Un courant 2 5 0155 9 secondaire induit est produit dans les premier et deuxième enroule- mentssecondaires Il et 92 par l'excitation de l'enroulement pri- maire 22 de la bobine magnétique 20. Les tensions induites apparais- sant dans les premier et deuxième enroulements secondaires t 1 et 12 sont appliquées aux bornes d'entrée 31 et 32 du circuit de détection 30, lequel produit un signal R lorsqu'il détecte une différence de potentiel électrique prédéterminée. Lorsque l'outil T n'est pas en contact avec la pièce W, le trajet de courant électrique 24 est ouvert, si bien qu'il n'y a pas de courant induit. Par conséquent, les potentiels électriques des bornes d'entrée 31 et 32 par rapport au point de connexion commune S sont égaux, si bien qu'aucun signal n'est produit par le circuit de détection 30. D'autre part, lorsque l'outil T vient au contact de la pièce W, le trajet de courant électrique se ferme, si bien que le potentiel électrique de la table porte-pièce 14 devient sensiblement égal à celui du point de connexion commune S. Par conséquent, une différence de potentiel électrique est créée entre les bornes d'entrée 31 et 32 du circuit de détection 30, ce qui produit un signal de détection de contact. De cette manière, puisque la différence de potentiel électrique entre les premier et deuxième enroulements secondaires i et 2 connectés en parallèle l'un avec l'autre est détectée, la sensibilité de détection s'élève en même cas de léger contact entre un bord aigu de l'outil et la pièce. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de détection de contact destiné à être utilisé dans une machine-outil comportant un corps de machine (13), une table porte-pièce (14) montée sur le corps de machine de façon à porter une pièce (W) à usiner, une tête porte-broche (11) montée sur le corps de machine, une broche porte-outil (12) montée rota- tive dans la tête porte-broche pour recevoir un outil (T), et un moyen de commande (15) permettant de déplacer l'un par rapport à l'autre la table porte-pièce et la broche porte-outil, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: une alimentation en courant alternatif (23); une bobine magnétique (20) montée sur le pourtour de la tête porte-broche et connectée à l'alimentation en courant alternatif afin de produire un courant induit dans un circuit secondaire bouclé (24) comportant la pièce (W), la table porte- pièce (14), le corps de machine (13), la tête porte-broche (11), la broche porte-outil (12) et l'outil (13), lorsque la pièce et l'outil sont déplacée l'un par rapport à l'autre pour venir en contact mutuel; un premier fil conducteur (25) formant un enroulement secondaire à une seule spire en parallèle avec ledit circuit secondaire bouclé et pouvant recevoir un courant induit par l'exci- tation de la bobine magnétique; un deuxième fil conducteur (26) connecté par une de ses extrémités au circuit secondaire bouclé; et un moyen de détection (30) connecté aux premier et deuxième fils conducteurs pour détecter le contact entre la pièce et l'outil. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité du premier fil conducteur (25) passe dans la bobine magnétique (20) et est connectée (S) à la tête porte- broche (11). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une extrémité du deuxième fil conducteur (26) est connectée à la table porte-pièce. 2 501559 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détection comprend un détecteur de tension con- necté (31, 32) entre les premier et deuxième fils conducteurs.