Brevet FR2517235A1 — publié le 19830603

L'anvention concerne un ensemble porte-outil, tel que perceuse borsque l'on réalise des perçages, des fraisages, des taraudages, etc- gui sont relativement profonds; il est nécessa de reculer par intermittence l'outil (la miche, la fraise ou le taraud) afin de permettre l'évacuation des copeaux résultant de ces opérations, Par ailleurs, les ensembles porte-outils réalisant ce opérations assurent d'une part la rotation de l'outil, d'autre part son déplacement axial, ce déplacement se faisant cependant à deux vitesses différentes, une vitesse d'avance lente lors du perçage, ftaisage, tavaudage, etc. et une vitesse d'avance et d recul rapide qu cerrespondent respeetivement E 1 avance rapide de l'outil Or -l est très important de déterminer avec précisic la position de l'ontil pour laquelle l'ensemble porte-outil doit passer de se vitesse d'avance rapide a sa vitesse d'avance lente car 51. ce changement de vitesse se fait trop tôé, cela se traduit par ilne perte de temps dans l'usinage et Si ce changeme se produit trop tard, l'outil vient heurter violement la surfa d'usina, ce qui. se. traduit par une détérioration rapide de cet outil. la présente invention concerne à cet effet un ensembl porte-outil; tel que perceuse, comportant une partie fixe et un partie mobile pourvue d un porte-outil, la partie mobile et son porte-outil étant déplaçables par coulissement, par rapport à la partie fixe, entre des positions avancée et reculée extrêmes ensemble caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un détecte dr proximité, tes autre Mart un vérin dont la tige est susceptibl d être déplacée a::;; le- détecteur en fonction du déplacement de la partie. mobile en direction de se position d'avance extrêm afin que, pour toute position d'avance de la partie mobile ains mise en memoire par la. tige; Le détecteur produise un signal, lors d'un déplacement altérieur de la partie mobile en directio de cette position d'avance extrême, ce signal étant produit alfa: que la partie mobile n'atteigne sa position précédente mise en mémoire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le vérin est un vérin à simple effet relié, pour sa commande, a un distributeur à deux voies, l'une de ces voies reliant le vérin à une soupape tarée pour l'évacuation du fluide du vérin lors du déplacement de la tige de ce vérin par le détecteur, l'autre de ces voies reliant le vérin à une source de fluide sous pression pour le retour de la tige du vérin en position initiale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie mobile est reliée à la partie fixe par un vérin à double effet assurant le déplacement de la partie mobile entre les positions avancée et reculée extrêmes, le vérin étant alimenté par un circuit de fluide sous pression comportant deux circuits parallèles, pourvus de moyens autorisant des vitesses d'écoulement différentes du fluide, a mise en service sélective de ces circuits étant assurée par un distributeur lui-mêms commandé par le détecteur de proximité afin de réduire la vitesse d'écoulement du fluide et la vitesse d'avance de la partie mobile juste avant que la partie mobile n'atteigne la position mise en mémoire par la tige du vérin à simple effet. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique et partiellement coupée d'un ensemble porte-outil conforme à l'invention relié à son circuit de commande représenté également de façon schématique, - la figure 2 est un schéma illustrant une opération de perçage avec débourrage. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un ensemble porte-outil qui, tout en étant de construction simple, de faible encombrement et d'une grande fiabilité, assure en des positions précises le passage d'une vitesse d'avance rapide ou vitesse d'approche, à une vitesse d'avance lente ou vitesse d'usinage, ces positions étant déterminées avec précision et au plus près par rapport à la position du début d'usinage et cela quelles que soient les positions de début d'usinage successives intervenant après chaque opération de débourrage. Sur la figure 2, on a ainsi illustré l'opération de perçage d'une pièce 1 par un foret 2, fixé à un ensemble porte-out: conforme à l'invention, le foret se déplaçant tout d'abord à vitesse d'avance rapide de sa position reculée extrême Ai à la position A2 située à proximité de la pièce à usiner, puis à vitesse d'avance lente de A2 à a3 pour réaliser une premire partie du perçage. Le foret revient ensuite, en vitesse rapide, & î position A2 pour laquelle son extrémité est sortie de la pièce I afin d'évacuer des copeaux, puis revient, en avance rapide, en position A4 qui est située légèrement en avance par rapport a la position A3. Dans cette position A4, le foret 2 prend sa vitesse d'avance lente pour effectuer la deuxième opération de perçage qui se termine en A5. Le foret revient à nouveau en vitesse rapide en positior A2 pour effectuer une nouvelle opération de débourrage, puis se déplace en vitesse d'avance rapide jusqu'en A6, située à faible distance en avant de la position A5, le foret poursuivant alors le perçage à vitesse lente jusqu'en A7 où il est maintenu un court instants pour effectuer le planage du fond du perçage, avant de revenir depuis cette position avancée extrême A7 à la position reculée extrême A1. Cet ensemble porte-outil comprend une partie fixe constituée par le corps 3 d'un vérin qui est fixé à un bâti et à lFintérieur duquel se déplace un manchon 4 formant, dans sa partie centrale, le piston 5 du vérin. Ce manchon traverse les deux extrémités du cylindre 3 et est fixé par l'une de ses extrémités au porte-outil 6 recevant le foret 2 et à son autre extrémité au moteur 7. L'arbre de sortie du moteur est relié à une tige de liaison 71 montée coaxialement à l'intérieur du manchon 4 et entraine le foret 2 en passant au travers du porte-outil 6 fixé à ce manchon 4. Sur le corps 3 du vérin, ou sur toute autre partie fixe, il est prévu deux contacteurs 8 et 9 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une armoire de commande (non représentée) respectivement aux deux pilotes 101 et 102 d'un distributeur-inverseur 10. Ces contacteurs 8 et 9 sont susceptibles d'être commande par le doigt 72 prévu sur un support 73 fixé au moteur 7. Ces contacteurs sont par ailleurs disposés de façon à actionner le distributeur 10, par les pilotes 101 et 102, pour les positions d'avance extrême A7 et de recul extrême Al du foret 2. Pour l'une ou l'autre de ces positions, la source de fluide sous pression P alimente le cylindre 3 du vérin par l'inti médiaire du distributeur 10 afin de déplacer le piston 5 et de faire coulisser la partie mobile par rapport à la partie fixe. Conformément à l'invention, un support 74 de la partie mobile comporte un détecteur magnétique 11 qui est disposé dans l'alignement de la tige 121 d'un vérin à simple effet 12, fixé au cylindre 3 ou à toute autre partie fixe. L'extrémité du cylindre du vérin 12, qui est opposée a la tige 121, est reliée à un distributeur à deux voies 13 qui relie en permanence le cylindre de ce vérin à une soupape tarée 14 de faible valeur (par exemple 0,1 bar) sauf lorsque le pilote 131 de ce distributeur est actionné, auquel cas le cylindre du vérin est relié à la source de fluide sous pression P afin de commander la sortie de la tige 121 du vérin 12 à condition que le distributeur 10 soit en position neutre centrale. Ce circuit de mise sous pression du cylindre du vérin 12 comporte également une soupape tarée 15 (par exemple à 1 bar) afin notamment de limiter la pression s'exerçant dans le cylindre 12 lors de la sortie de la tige 121. On constate donc que, par cette disposition, la tige 12 peut librement être repoussée par l'extrémité du détecteur magnétique 11, le fluide de ce cylindre étant évacué par la soupape tarée à une faible valeur 14. Cependant, lorsque le détecteur 11 cesse son action sur l'extrémité de la tige 121 du vérin 12, cette tige 121 reste parfaitement immobile compte tenu de la fermeture du circuit de fluide assurée par la soupape tarée 14. La position de l'extrémité de cette tige 121 constitue donc une mémoire de la position d'avancement de la partie mobile. Le détecteur magnétique 11 est relié, par l'intermédiaire de l'armoire de commande, non représentée, et d'un relais temporisé 16, au pilote 171 d'un distributeur à deux voies 17. Ce distributeur est disposé en parallèle sur un dispositif à fuite calibré 18, lui-même inséré dans la tuyauterie 19 reliant le cylindre 3 au distributeur 10. Cette tuyauterie 19 permet l'évacuation du fluide du cylindre 3 lorsque la partie mobile par coulissement 4, 6, 7 se déplace en direction de sa position d'avance extrême, l'extrémité opposée du cylindre 3 étant, dans ce cas, alimentée en fluide sous pression par la canalisation 20 et le distributeur 10. Le dispositif à fuite calibré 18 est réglé pour permettre une évacuation lente du fluide du vérin 3 et donc pour permettre une vitesse de déplacement lente de la partie mobile dans le siens de la flèche F1, c est-à-dire en direction de la position d'avance extrême. Fn parallèle sur ce dispositif à fuite calibré 18; es également disposée une soupape 21 qui permet un libre écoulement du fluide sous pression par le distributeur 10 et vers le cylinc 3 du vérin On comprend donc que le recul de la partie mobile s'effeciue à viteses rapide étant donné la libre circulation du fluide sous pression vers le cylindre 3 par 39intermédiaire de 1 analisation 19 et de la soupape 21 alors que, au contraire, l'avance de la parts mobile s efectue à une vitesse lente déterminée par le callbrage du dispositif 18 qui fixe la vitesse d'évacuation du fluide du cylindre 3. ependant lors de ce mouvement d'avance de la partie mobile, le distributeur 17 peut annuler la limitation de vitesse créée par le -1:-s-positif 18 afin de réaliser un mouvement d'avant rapide. Ainsi, tant que le détecteur magnétique 11 est éloigné de l'extrémité de la tige 12 du vérin; le pilote 171 positionne le distributeur 17 dans la position inverse de celle représentée sur la figure 1, afin de permettre une évacuation rapide du fluide du cyliodre vêrin 3 par les canalisations 19 et 22 (avance raplde) Par contre, lorsque le détecteur magnétique arrive à proximaté de la tige 121 et avant qu'il n'entre en contact de l'extrémité de cette tige, ce détecteur 11 détecte la proximité de 13 tige métallique 121 et actionne le pilote 171 par le relai 16 afin d'inverser le distributeur 17 et de le placer dans la position représenée sur la figure 1. flans ce cas, l'écoulement du fluide par la canalisaJcio 22 est arrêté et le fluide ne peut s'écouler que par le dispositif à luit,-' calibré 18, ce qui a pour effet de ralentir immé- diatement la vitesse d'avance de la partie mobile Ainsi, lorsque cette partie mobile se déplace vers l'avant elle se deplace tout d'abord à vitesse rapide, l'approcl de l'outil de la pièce à usiner, puis lorsque le détecteur magnétique 11 détecte la proximité de l'extrémité de la tige 121 l'actionnement du distributeur 17 commande le déplacement à vitesse lente de la partie mobile, ce qui correspond au perçage de la pièce 1 par le foret 2. Au cours de ce perçage, le détecteur il repousse la tige 121, puis au bout d'un temps déterminé par la temporisation du relais 16, ce relais 16 actionne le pilote 101 afin d'inverser le distributeur 10 et de commander le recul à vitesse rapide de la partie mobile par l'intermédiaire de la soupape 21. Dès le début de ce mouvement de recul, le détecteur li se sépare de l'extrémité de la tige 121 et le distributeur 17 revient dans la position inverse de celle représentée sur la figure 1. Le recul à vitesse rapide de la partie mobile se poursuit jusqu'à ce que l'extrémité du foret soit sortie de la pièce 1, ce qui correspond à lopération de débourrage et, à cet instant, le doigt 72 actionne le contacteur 23 (position A2 sur la figure 2), ce contacteur 23 actionnant le pilote 102 du distributeur 10 afin de l'inverser et de commander à nouveau un déplacement vers l'avant de la partie mobile. Ce déplacement vers l'avant s'effectue à vitesse rapide étant donné que le fluide du cylindre du vérin 3 peut s'écouler librement par les canalisations 19 et 22 et le distributeur 17 et cela jusqu a ce que le détecteur magnétique 11 détecte la proximité de l'extrémité de la tige 121 dont la position correspond exactement à la position de l'extrémité du perçage réalisé lors du déplacement vers l'avant précédent. Ainsi, juste avant que l'extrémité du foret n'atteigne l'extrémité du perçage réalisé précédemment, le détecteur il détecte la proximité de la tige 121 afin d'actionner le distributeur 17 et de commander le déplacement à vitesse lente de la partie mobile pour poursuivre à nouveau le perçage pendant un temps déterminé par la. temporisation du relais 16. La position de l'extrémité du foret 2 à la fin de chaque opération de perçage est donc bien mise en mémoire par la tige 121 et cela quelle que soit cette position de fin de perçage, de façon que le détecteur magnétique 11 commande, lors d'un déplacement vers l'avant de la partie mobile, le passage de la vitesse d'avance rapide à la vitesse d'avance lente juste avant que le foret ne vienne en contact du fond du perçage réalisé précédemment, chaque opération de perçage étant séparée par une opération de débourrage qui s'effectue à vitesse rapide. La fin du perçage est déterminée par l'actionnement du contacteur par le doigt 72. Ce contacteur 101 agit alors sur le pilote 101 afin de ramener l'outil de la position A7 à la position Al, par inversion du distributeur 10 et sur le pilote 131 afin de ramener la tige 121 du vérin en position sortie, par inversion du distributeur 13. REVENDICATIONS 10) Ensemble porte-outil, tel que perceuse, comportant une partie fixe (3) et une partie mobile (4,.7) pourvue d'un porte-outil (6), la partie mobile et son porte-outil étant dépla çable par coulissement, par rapport à la partie fixe, entre des positions avancée et reculée extrêmes, ensemble caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un détecteur de proximité (11), d'autre part un vérin (12) dont la tige (121) est susceptible d'être déplacée par le détecteur (11) en fonction du déplacement de la partie mobile en direction de sa position d'avance extrême afin que, pour toute position d'avance de la partie mobile ainsi mise en mémoire par la tige (121), le détecteur produise un signal, lors d'un déplacement ultérieur de la partie mobile en direction de cette position d'avance extrême, ce signal étant produit avant que la partie mobile n'atteigne sa position précédente mise en mémoire. 20) Ensemble conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin (12) est un vérin à simple effet relié, pour sa commande, à un distributeur à deux voies (13), l'une de ces voies reliant le vérin à une soupape tarée (14) pour l'évacuation du fluide du vérin lors du déplacement de la tige (12î) de ce vérin par le détecteur, l'autre de ces voies reliant le vérin à une source de fluide sous pression (P) pour le retour de la tige du vérin en position initiale. 30) Ensemble conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie mobile (7, 4) est reliée à la partie fixe (3) par un vérin à double effet (3, 5) assurant le déplacement de la partie mobile entre les positions avancé et reculée extrêmes, le vérin étant alimenté par un circuit de fluide sous pression comportant deux circuits parallèles (19, 22) pourvus de moyens autorisant des vitesses d'écoulement différentes du fluide, la mise en service sélective de ces circuits étant assurée par un distributeur (li7) lui-même commandé par le détecteur de proximité (11) afin de réduire la vitesse d'écoulement du fluide et la vitesse d'avance de la partie mobile juste avant que la partie mobile n'atteigne la position mise en mémoire par la tige (121) du vérin à simple effet (12). 40) Ensemble conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur de proximité est un détecteur magnétique susceptible de détecter la proximité de l'extrémité de la tige (121) du vérin à simple effet (12). 50) Ensemble conforme à la revendication 3, caractéris en ce que le détecteur (11) commande le distributeur (17) réduisa la vitesse de déplacement de la partie mobile, par l'intermédiaire d'un temporisateur (16), ce temporisateur étant propre à commande au bout du temps de temporisation, un distributeur inverseur (10) afin d 'inverser le sens de deplacement du vérin à double effet et de déplacer la partie mobile (7, 4) en direction de sa positio recule e extrême. 6 3 Ensemble conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comporte un contacte (23) dispose pour être déclenché pour une position de la partie mobile (7, 4) qui est intermédiaire des positions avancée et reculée extrêmes, ce contacteur étant relié au distributeuryinvex seur (10) voler inverser le es de deplacement du vérin à double effet et pour déplacer la partie mobile e direction de la positi avancée ex-trême