Brevet FR2548402A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne un appareil de zéro et un procédé de réglage de machines-outils, en particulier des fraiseuses. L'appareil selon l'invention est bien adapté au réglage des machines-outils à commande numérique. Pour réaliser un travail de fraisage précis il est nécessaire de régler la position de l'extrémité de la fraise par rapport à la table sur laquelle repose la pièce à fraiser. Cette condition est impérative si l'on désire obtenir un fraisage de la profondeur désirée avec, par exemple, une précision de l'ordre du centième de millimètre. On connaît déjà des dispositifs permettant ce réglage précis, par exemple le dispositif mécanique à comparateur comportant un cadran à aiguille ; sa lecture est précise mais des erreurs peuvent se produire si l'aiguille a parcouru plus d'un tour de cadran. On connait également des dispositifs de pesage reliés directement au système de commande automatique de la machine-outil et faisant partie intégrante de ladite machine-outil, qui fournissent leurs informations au système de commande automatique de la machine-outil qui règle lui-meme automatiquement la position du porte-outil. Ce dernier dispositif, onéreux doit être conçu d'origine. On a maintenant conçu un dispositif simple, totalement indépendant de la machine-outil à régler, dont la lecture est fiable et qui ne nécessite qu'un règlage préliminaire simple. Un premier objet de la présente invention est un appareil de zéro, caractérisé en ce qu'il comprend (a) un corps (1) comportant une surface d'appui (2), (b) un fond (3) solidaire du corps (1), (c) un organe mobile (4) comprenant un plateau (4a) solidaire d'un cylindre (4b), le plateau étant parallèle à la surface d'appui (2), l'axe du cylindre étant perpendiculaire à la surface du plateau, (d) un capteur potentiométrique (5) solidaire du fond (3) et place entre ledit fond et le plateau (4a), et (e) des circuits électroniques associés au capteur potentiométrique. L'appareil selon l'invention est subsidiairement caractérisé en ce que le capteur potentiométrique (5) comprend un boîtier (6) renfermant une piste résistante (7), un curseur solidaire d'une tige axiale (8) dont l'extrémité comporte un embout (9) prenant appui sous le plateau (4a), et un ressort de rappel (10) prenant appui, d'une part sur le boîtier (6) et d'autre part sur un épaulement de l'embout (9). L'appareil selon l'invention est également subsidiairement caractérisé en ce que les circuits électroniques associés au capteur potentio métrique comprennent un potentiomètre de réglage (11) dont la piste est montée en parallèle avec la piste résistante (7) et est alimentée, entre ses extrémités, par une source de tension constante (12), et dont le curseur est relié à une extrémité d'un organe de conversion analogique-numérique (t3) dont l'autre extrémité est reliée au curseur du capteur potentiométrique (5), et un dispositif d'affichage numérique (14) relié audit organe de conversion. Avantageusement le corps (1), le fond (3), l'organe mobile (4), le boîtier (6), le ressort de rappel (10), l'embout (9) et la tige axiale (8) sont métalliques. Le corps et le fond sont de préférence en alliage d'aluminium et l'organe mobile en acier trempé. Le plateau et le cylindre pewent ne former qu'une seule pièce obtenue directement par usinage. Ils peuvent être également soudés ou collés. Le cylindre (4b) doit pouvoir coulisser librement dans le corps (1). Il est possible d'associer ces 2 parties par l'intermédiaire d'éléments mécaniques assurant une liberté axiale sans jeu latéral. Avantageusement le volume compris entre la face interne du corps (1) et la face externe du cylindre (4b) est occupé par un dispositif (15) permettant un déplacement dudit cylindre dans ledit corps sans jeu ni frottement, de préférence une douille à billes. Le capteur potentiométrique (5) est avantageusement linéaire, et comporte par exemple une piste plastique. La hauteur de l'appareil est quelconque ; on peut ainsi concevoir des appareils de zéro de dimensions variées. Un second objet de la présente invention consiste en un procédé de réglage de machines-outils, particulièrement de fraiseuses, plus particulièrement de fraiseuses à commande numérique, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre l'appareil de zéro selon l'invention. L'utilisation de l'appareil sera décrite en détails ci-après. L'invention sera maintenant illustrée par les figures en annexe où - la figure 1 est un schéma de principe de l'appareil - la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil selon A-A de la figure 3 - la figure 3 est une vue en coupe de l'appareil selon B-B de la figure 2. Sur ces figures on a représenté en (1) le corps de l'appareil, de forme extérieure polygonale complexe, dont l'intérieur est de forme cylindrique à axe vertical et dont la surface d'appui (2) est usinée de façon à être rigoureusement perpendiculaire à l'axe vertical (3) le fond monté en retrait de la surface d'appui (2) et supportant le capteur potentiométrique (5) (4) l'organe mobile comprenant, par usinage, un plateau (4a) et un cylindre (4b) dont l'axe est perpendiculaire à la face externe du plateau (4a) et confondu avec l'axe vertical de l'intérieur du corps (1) (9) un embout en appui sous le plateau (4a), et solidaire de la tige axiale (8) reliée au curseur du capteur potentiométrique (5) (10) un ressort de rappel dont une extrémité porte sur un épaulement de l'embout (9) et l'autre extrémité sur la partie supérieure du boîtier (6) (16) un capot extérieur fixé au corps (1) et comprenant un potentiomètre de réglage (11), un interrupteur (17) et un module (18) comportant la source de tension stabilisée, le convertisseur analogique-numérique et un dispositif d'affichage numérique par cristaux liquides. La course du curseur du potentiomètre linéaire est d'environ 10 mn; elle permet ainsi d'obtenir une plage de mesure de 5 mu dans un sens ou dans l'autre. On affichera, par exemple, une valeur positive si la position initiale de la fraise est trop haute et une valeur négative si cette position est trop basse. En dehors de toute mesure, le ressort de rappel (10) maintien le plateau en position haute extrême et la tige axiale (8) sortie, correspondant à une position extrême du curseur du capteur potentiométrique (5). L'appareil fonctionne de la façon suivante. On désire régler avec précision la distance entre l'extrémité d'une fraise montée dans le porteoutil d'une fraiseuse et la table de ladite fraiseuse. On sait par construction que cette distance est exacte et rigoureuse si la valeur affichée par l'appareil de zero selon l'invention est nulle (cette valeur nulle correspond à une distance précise et connue entre la face externe du plateau (4a) et la surface d'appui (2) du corps (1) ; le réglage de l'appareil se fait simplement à l'aide d'un palmer ou d'un pied à coulisse entre les branches duquel on positionne l'appareil. On règle alors ce dernier à l'aide du potentiomètre de réglage (11) de façon à lire une valeur nulle sur le dispositif d'affichage numérique, qui correspond ainsi à l'écartement souhaité entre la face du plateau (4a) et la surface d'appui (2). On comprendra aisément que cette valeur nulle ne doit pas correspondre à une position extrême du curseur du capteur potentiométrique (5)). On pose l'appareil sur la table de la fraiseuse et, manuellement, on appuie sur le plateau (4a). On présente l'appareil entre la table et l'extrémité de la fraise et on libère le plateau. Une valeur est lue sur le dispositif d'affichage numérique. Si cette valeur est nulle le réglage est correct ; cette valeur nulle de la distance correspond à une tension nulle entre le curseur du capteur potentiométrique (5) et le curseur du potentiomètre de réglage (11). Si cette valeur n'est pas nulle, on l'introduit, sans conversion supplémentaire, telle qu'elle est lue avec éventuellement son signe négatif, dans le dispositif de commande automatique de la fraiseuse qui décale ainsi la position de la fraise. En cas de besoin, on peut répéter le réglage jusqu'à obtenir une valeur nulle sur le dispositif d'affichage numérique de l'appareil selon l'invention. L'appareil selon l'invention permet donc un réglage précis de la position de départ de la fraise sans conversion et sans erreur de lecture. L'introduction des corrections se fait instantanément, l'affichage numérique de l'appareil étant visible de quelques mètres (par exemple la distance séparant la fraise du dispositif de commande automatique de la fraiseuse). Il est ainsi possible d'obtenir à distance le zéro de la machine-outil. Le zéro de l'appareil est étalonnable mais ne dépend pas de la manière d'utiliser l'appareil. Le parallélisme rigoureux entre la face externe du plateau et la surface d'appui du corps assure une lecture fiable quelle que soit la position de l'extrémité de la fraise sur la surface dudit plateau. REVENDICATIONS 1. Appareil de zéro caractérisé en ce qu'il comprend (a) un corps (1) comportant une surface d'appui (2), (b) un fond (3) solidaire du corps (1), (c) un organe mobile (4) comprenant un plateau (4a) solidaire d'un cylindre (4b), le plateau étant parallèle à la surface d'appui (2), l'axe du cylindre étant perpendiculaire à la surface du plateau, (d) un capteur potentiométrique (5) solidaire du fond (3) et placé entre ledit fond et le plateau (4a), et (e) des circuits électroniques associés au capteur potentiométrique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur potentiométrique (5) comprend un boîtier (6) renfermant une piste résistante (7), un curseur solidaire d'une tige axiale (8) dont l'extrémité comporte un embout (9) prenant appui sous le plateau (4a), et un ressort de rappel (10) prenant appui, d'une part sur le boîtier (6) et d'autre part sur un épaulement de l'embout (9). 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits électroniques associés au capteur potentiométrique comprennent un potentiomètre de réglage (11) dont la piste est montée en parallèle avec la piste résistante (7) et est alimentée, entre ses extrémités, par une source de tension constante (12), et dont le curseur est relié à une extrémité d'un organe de conversion analogique-numérique (13) dont l'autre extrémité est reliée au curseur du capteur potentiométrique (5), et un dispositif d'affichage numérique (14) relié audit organe de conversion. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps (1), le fond (3), l'organe mobile (4), le boîtier (6), le ressort de rappel (10), l'embout (9) et la tige axiale (8) sont métalliques. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (1) et le fonds (3) sont en alliage d'aluminium. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe mobile (4) est en acier trempé. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le volume compris entre la face interne du corps (1) et la face externe du cylindre (4b) est occupé par un dispositif (15) permettant un déplacement dudit cylindre dans ledit corps sans jeu ni frottement. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (15) est une douille à billes. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur potentiométrique (5) est linéaire. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le capteur potentiométrique (5) est à piste plastique. 11. Procédé de réglage de machines-outils, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre l'appareil de zéro selon l'une des revendications 1 à 10.