Brevet FR2519572A1 — publié le 19830718

Système de sécurité pour une machine outil La présente invention concerne un système de sécurité pour une machine-outil, par exemple une machine-outil d'usi- nage par décharges électriques, dans laquelle l'utilisateur doit effectuer manuellement, de façon précise, et contrôler une multiplicité de différentes procédures de réglage avant de mettre en service la machine pour effectuer une opération d'usinage donnée. Certaines machines outils, par exemple une machine d'usi- nage par décharges électriques, exigent que l'utilisateur effectue un certain nombre de procédures de réglage prépa- ratoires complexes avant de mettre en service la machine Si ces procédures de réglage n'ont pas été suivies de façon correcte, la machine ne fonctionne pas de manière correcte et peut même entraîner un risque d'incendie Il est en conséquence essentiel que les réglages soient individuel- lement oentrolés avec soin Ceci exigeait jusqu'ici beau- coup d'expérience et d'habileté de la part de l'utilisateur. La présente invention vise à procurer un système de sécurité pour une machine-outil du type considéré permettant à un opérateur inexpérimenté de mettre en service la machine, facilement, mais correctement et sans risque d'incident. La présente invention vise également à procurer un système de sécurité pour une machine d'usinage par décharges élec- 1/- 19572 triques tel qu'un risque d'incendie soit effectivement éliminé. Selon la présente invention, il est procuré un système de sécurité pour une machine-outil dans laquelle l'uti- lisateur doit effectuer moanuellement et contrôler une multi- plicité de phases différentes d'une procédure de réglage avant de mettre en service la machine pour effectuer une opération d'usinage donnée, lequel système comprend: un haut-parleur associé à la machine-outil pour émettre des signaux verbaux audibles par l'utilisateur; des moyens de commande pour produire une séquence prédéterminée de mulúiples signaux électriques espacés dans le temps corres- pondant à de multiples instructions verbales prescrites pour indiquer les phases successives de la procédure; des moyens de transducteur électromécanique dans le haut- parleur sensibles à chacun des signaux électriques émis par les moyens de commande pour produire,par l'intermédiaire du haut-parleur, une unité correspondante de ces instruc- tions verbales audibles par l'utilisateur pour une phase correspondante de la procédure de réglage; des moyens d'interrupteurs manuels pouvant être actionnés par l'uti- lisateur après le contrôle de cette phase pour produire un signal de vérification; et des moyens de circuit, pour amener aux moyens de commande le signal de vérification de façon à permettre aux moyens de commande d'émettre le signal électrique suivant dans la séquence prescrite, per- mettant ainsi au haut-parleur d'émettre l'unité correspon- dante suivante des multiples instructions verbales audibles par l'utilisateur pour la phase correspondante suivante de la procédure de réglage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint sur lequel 19572 la figure 1 est une vue schématique, partiellement en coupe et partiellement sous forme de schéma de cir- cuit, montrant un dispositif d'usinage par décharges électriques dans lequel est incorporée une réalisation de la présente invention; et la figure 2 est un schéma de circuit illustrant une réalisation d'une partie du dispositif de la figure 1. La figure montre un dispositif d'usinage par décharges électriques dans lequel est incorporée la présente invention Une machine-outil d'usinage par décharges élec- triques 1 comporte une cuve de travail 2 contenant un fluide diélectrique 3, par exemple du kérosène, qui est inflammable Une pièce à usiner 4 est plongée, à l'inté- rieur de la cuve 2, dans le fluide diélectrique 3 et est fixée, juxtaposée, à une électrode-outil 5, mais à une certaine distance de celle-ci L'électrode-outil 5 est Cca- xialenientportéeparune broche 6 qui à son tour est portée par une tête de vérin 7 La broche 6 est entouré par un soufflet 8 dont l'extrémité inférieure est fixée au sommet de la cuve 2 et dont l'extrémité supérieure est fixée à une plaque 9 comportant une ouverture centrale et fixée sur l'extrémité inférieure du vérin 7 de façon à recevoir l'extrémité supérieure de la broche 6 Le soufflet est utilisé pour recouvrir la cuve 2 et de façon spécifique, isole hermétiquement de l'espace environnant un volume 10 délimité au-dessus de la surface 3 a du fluide électrique 3 contenu dans la cuve 2. L'électrode-outil 5 est électriquement raccordée à une borne d'une source d'alimentation en courant continu 11 dont l'autre borne est mise à la terre Un interrupteur de puissance 12, figuré par un transistor, et un commu- tateur à deux positions 13, ayant un premier contact a directement raccordé à l'électrpde-outil 5 et un deu- 19572 xième contact b directement raccordé à l'électrode- outil 5 par l'intermédiaire d'un autre interrupteur 14, sont montés dans le circuit entre la source de courant continu Il et l'électrode-outil 5 La pièce à usiner 4 est mise à la terre par l'intermédiaire de la cuve 2 qui est'conductrice de l'électricité Un tube de décharge 35 est monté en parallèle avec l'électrode-outil 5 et la pièce 4. L'interrupteur de puissance 12 est périodiquement fermé et ouvert par un circuit pulsatoire inclus dans l'unité de commande 16 Ainsi, le commutateur 13 se trouvant,soit dans la position a, soit dans la position b, des impulsions d'usinage successives passent entre l'électrode-outil 5 et la pièce 4 pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce 4 Au fur et à mesure de l'enlève- ment de matière, un servomécanisme (non représenté) couplé fonctionnellement au vérin 7, fait avancer l'électrode- outil 8 en direction dela pièce 4 et dans celle-ci, de façon à maintenir pratiquement constant l'intervalle d'usi- nage G entre l'électrode et la pièce Au-fur et à mesure de l'enlèvement de matière, des gaz produits par la décom- position du fluide diélectrique 3 par les décharges élec- triques successives se dégagent de l'intervalle d'usinage G et tendent à remplir le volume 10 au-dessus de la surface du liquide 3 a Ces gaz sont aspirés par l'intermédiaire d'un conduit 16 par une pompe aspirante 17, du volume 10 dans un site approprié éloigné de la cuve 2 ou de la machine-outil 1 L'interrupteur 14 est un piézo-interrup- teur sensible à une chute de la pression des gaz dans le volume 10 Lorsque la pression des gaz dans ce volume 10 tombe en dessous d'une valeur donnée, l'interrupteur 14 est ouvert, déconnectant ainsi électriquement l'électrode- outil 5 de la source de courant d'usinage 11, lorsque cette électrode y est raccordée Le commutateur 13 est placé en position b lorsqu'on désire laisser la machine- outil 1 fonctionner sans surveillance de l'utilisateur. Un interrupteur flottant 18 est plongé, à l'intérieur de la cuve 2, dans le fluide diélectrique 3 pour détecter le moment o la surface du fluide tombe en dessous d'un niveau approchant le site des décharges électriques, Ce qui créerait un risque que le diélectrique soit enflammé en présence d'oxygène dans le volume 10, créant ainsi un incendie dans la cuve 2 Un signal de détection émis par l'interrupteur flottant 18 est amené à une unité de commande 15 Un détecteur d'incendie 19 est disposé dans le volume 10 au-dessus de la surface 3 a du liquide diélec- trique pour détecter un incendie pouvant survenir dans la cuve 2 Un signal de détection émis par le détecteur 19 est également amené à l'unité de commande 15 En outre, la machine-outil 1 est équipée d'un circuit de détection d'arc 20 conçu pour détecter un arc continu pouvant sur- venir dans l'intervalle d'usinage et pour produire un signal d'amorçage d'arc amené à l'unité de commande 15. L'unité de commande 15 comprend une première portion 15 a et une deuxième portion 15 b La première portion 15 a de l'unité de commande 15 comporte un circuit de surveillance conçu pour juger quelle mesure parmi les mesures prescrites doit être prise en réponse aux signaux pouvant provenir du circuit de détection d'arc 20, de l'interrupteur flot- tant 18 et/ou du détecteur d'incendie 19 Lorsqu'il est jugé qu'un incendie est survenu, l'unité de commande 15 actionne une unité d'extinction 21 communiquant par un conduit 22 avec le volume 10 pour y éteindre le feu Le circuit de commande 15 peut ensuite envoyer le signal d'incendie à un émetteur 23 pour le faire émettre un signal radio qui peut être capté par un récepteur 24 disposé à un endroit approprié, par exemple à un bureau, éloigné de l'atelier dans lequel est située la machine-outil 1. Le récepteur 24 est utilisé pour actionner une alarme 25 produisant des signaux d'alarme acoustiques et/ou optiques. L'émetteur 23 peut également être raccordé à un circuit de téléphone 26 pour transmettre le signal d'incendie 19572 à un poste d'incendie 27 Une troisième portion 15 e de l'unité de commande comporte un circuit pulsatoire qui, comme il a été mentionné précédemment, fonctionne pour exciter périodiquement l'interrupteur de puissance 12. Le signal d'incendie ou le signal d'amorçage d'arc pro- venant de l'unité de commande 15 ( 15 a) est utilisé pour faire passer le commutateur 13 à la position c, déconnec- tant ainsi l'électrode-outil 5 et de ce fait, la pièce,. de la source de courant d'usinage 11. Afin que toutes ces mesures de protection s'effectuent sans incident et de façon satisfaisante, il est essentiel que l'interrupteur flottant 18, lé détecteur d'incendie 19 et l'unité de détection d'arc 20 soient réglés manuelle- ment par l'utilisateur de façon correcte Il existe de nombreuses autres procédures de réglage à effectuer dans des machines d'usinage par décharges électriques Par exemple, les paramètres d'impulsions, par exemple l'inten- sité de crête, la durée d'impulsion et le temps de pause des impulsions et la valeur de seuil pour la servocommande doivent être réglés Ainsi, selon les principes de la présente invention, la deuxième portion 15 b du circuit de commande est conçue pour émettre une séquence donnée de signaux électriques qui sont appliqués, par l'intermé- diaire d'un amplificateur ou d'un convertisseur numérique- analogique 31, à un haut-parleur 32 comportant un trans- ducteur électromécanique pour les transformer en signaux verbaux audibles par l'opérateur, ces signaux verbaux étant prescrits pour indiquer différentes procédures de réglage prédéterminées à effectuer et à c Ontr Oler par l'uti- lisateur. La portion de commande 15 b est actionnée lorsqu'un interrup- teur de mise en marche 33 a est enfoncé par l'utilisateur pour commencer à émettre les signaux électriques Un autre interrupteur 33 b peut être enfoncé par l'utilisateur pour répondre à chacune des instructions verbales émises par le haut-parleur 32 Chacun des signaux verbaux ou ins- tructions verbales à émettre par le haut-parleur 32 peut être sous la forme d'une question Ainsi, la pre- mière question peut être: "Avez-vous réglé l'interrup- teur flottant'?";on demande ainsi à l'utilisateur de controler si l'interrupteur flottant 18 a été réglé et, s'il constate que ce n'est pas le cas, à effectuer le réglage Lorsqu'il juge que tout va bien, il enfonce l'interrupteur OK 33 b La portion de commande 15 b est conçue pour que le haut-parleur 32 pose la question suivante, seulement lors de l'enfoncement de l'interrup- teur OK 33 b Cette fois, la question peut-être: "Votre réglage de l'interrupteur flottant est-il achevé ?", pour donner à l'utilisateur une occasion de recontroler l'interrupteur flottant 18 L'interrupteur 33 b peut être enfoncé pour permettre de se faire poser la question suivante, laquelle peut être: "Avez-vous réglé l'extinc- teur d'incendie ?"; on demande ainsi à l'utilisateur de controler si l'extincteur d'incendie 21 a été réglé et, s'il trouve que c'est le cas, d'enfoncer l'interrpteur OK 33 b De cette manière, le haut-parleur 32 pose des ques- tions successives émises par la portion de commande 15 b, lesquelles questions peuvent êtres: "Votre réglage de l'extincteur d'incendie est-il terminé ?", "Votre réglage du circuit de détection d'arc est-il terminé ?", "Avez-vous réglé le circuit de détection d'arc ?", "Avez-vous réglé les impulsions d'usinage ?", "Votre réglage des impulsions d'usinage estil terminé ?", etc Après chaque question, la question suivante ne peut être posée que si l'utili- sateur, qui a opéré sa vérification, enfonce l'interrup- teur OK 33 b. La figure 2 montre une réalisation de la portion de com- mande 15 b conçue pour émettre, par l'intermédiaire du haut-parleur 32, une séquence prescrite d'instructions verbales pour indiquer à l'utilisateur qu'un certain nombre de procédures de réglage doivent être effectuées etcontrolées avant la mise en S e r v i c e de la machineoutil 1 La réalisation représentée utilise une bande magnétique 40 sur laquelle ont été préalablement enregistrées les instructions verbales successives La bande magnétique 40 est p Qrtée sur deux galets, dont l'un, 41, est entrainé par un moteur 42 Celui-ci est alimenté par une source de courant continu 42 a et un interrupteur 43 est monté en série avec lui L'interrupteur 43 est conçu pour être fermé par une minuterie 44 pendant un temps prédéterminé pour permettre au moteur 42 de tourner d'un angle donné. La minuterie 44 est actionnée, par l'intermédiaire d'un circuit de déclenchement 45 par un interrupteur manuel 33 qui est ici conçu pour servir à la fois d'interrupteur 33 a et d'interrupteur 33 b sur la figure 1 Lorsque l'inter- rupteur 33 est manuellement enfoncé par l'utilisateur, le moteur 42 est entrainé d'un angle prédéterminé pour déplacer la bande magnétique 40 d'une longueur fixée correspondante sur laquelle chaque unité d'instructions verbales est enregistrée Une tête de lecturek 46 et juxtaposée à la bande magnétique 40 pour émettre un signal électrique qui est appliqué, par l'intermédiaire de l'amplifica- teur 31, au haut-parleur 32 o il est transformé et repro- duit en cette unité d'instructions verbales audible par l'utilisateur. 19572 Revendication 1 Système de sécurité pour une machine-outil dans laquelle un utilisateur doit effectuer manuellement et contrôler une multiplicité de phases différentes d'une procédure de réglage avant de mettre en service la machine-outil pour effectuer une opération d'usinage donnée, caractérisé en ce qu'il comporte un haut-parleur ( 32) associé à la machine-outil ( 1) pour émettre des signaux verbaux audibles par l'utilisateur; des moyens de commande ( 15) pour produire une séquence prédé- terminée de multiples signaux électriques espacés dans le temps correspondant à de multiples instructions verbales prescrites pour indiquer les phases successives respectives de réglage; des moyens de transducteur électromécanique dans le haut- parleur sensibles à chacun des signaux électriques prove- nant des moyens de commande pour émettre par le haut- parleur une unité correspondante des multiples instructions verbales audibles par l'utilisateur pour une phase corres- podimte de la procédure de réglage; des moyens d'interrupteurs manuels ( 33 a, 33 b) pouvant être actionnés par l'utilisateur après le contrôle de cette phase pour émettre un signal de vérification; et des moyens de circuits pour amener au* moyens de commande ce signal de vérification pour permettre aux moyens de commande d'émettre le signal électrique suivant dans la séquence prescrite, permettant ainsi au haut-parleur d'émettre l'unité correspondante suivante des multiples instructions verbales audibles par l'utilisateur pour la phase correspondante suivante de la procédure de réglage.