Brevet FR2574514A1 — publié le 19860613

La présente invention a trait à un module perfectionné de transmission pour machines-outils. L'automatisation des machines-outils et principalement la présen- ce de plus en plus fréquente de microprocesseurs dans celles-ci, qui permettent leur programmation par contrôle numérique, conduit directement au contrôle et à la détermination avec une précision suffisante des paramètres qui définissent l'opération qu'il s'agit d'exécuter avec la machine. Dans certaines machines-outils il est essentiel de déterminer deux paramètres de base tels que le déplacement ou avance de l'outil de travail ainsi que sa vitesse, et les solutions normalement proposées sont à la fois compliquées et onéreuses, et entrarnent des problèmes non negligeables d'entretien et de durée utile. Ainsi, le but de la présente invention consiste a' réaliser un module perfectionné de transmission pour machines-outils, dans lequel on a incorporé les éléments appropriés qui convertissent les paramètres d'avance et de vitesse de l'outil de travail en signaux qui peuvent titre aisément traités par les dispositifs de contrôle. L'ensemble se dispose a' l'intérieur d'un carter parallélipipédique, dans lequel on a prévu, en tant que couvercles amovibles, deux de ses cô- tés adjacents afin de faciliter le montage des éléments constitutifs du système de transmission. Un des côtés ou parois amovibles sert à la fois de support au moteur qui actionne l'ensemble, et de logement à trois bagues dans lesquelles tournent les arbres du système et qui jouent le rôle de paliers. Tout le système de transmission est basé sur le concept qui utilise des poulies et courroies crantées qui interdisent tout glissement relatif et permettent par conséquent de maintenir une relation précise entre les mouvements des différents arbres. Les fonctions pour lesquelles l'invention a été conçue sont essen- tiellement au nombre de trois, à savoir - Transmission de mouvement, - Contrôle de l'avance de l'outil, et - Contrôle de la vitesse d'avance. Pour réaliser ces fonctions, on dispose, -en plus des arbres principaux d'entrée et de sortie, d'un arbre intermédiaire et d'un arbre auxiliaire qui permettent de transformer les paramètres à contraler ou a- transmettre en valeurs admissibles entre les limites fixées et qui sont nécessaires pour chaque application pratique. La transmission du mouvement, normalement et aussi dans ce cas avec réduction de la vitesse, s'obtient facilement avec une double réduction associée à l'arbre intermédiaire. La transmission s'effectue par l'intermédiaire d'une courroie crantée, afin que l'on puisse transmettre des couples importants avec des courroies de faible largeur; les courroies crantées permettent en outre d'assurer une proportionnalité constante entre le mouvement des poulies que comporte la transmission, tout en rendant impossible tout glissement relatif entre la courroie et la poulie. Le rapport de transmission se calcule d'après le diamètre des poulies utilisées, étant donné que, dans le cas de poulies dentées, il est plus simple d'utiliser un nombre de dents proportionnel au diamètre, ce qui permet de donner à ce rapport la valeur désirée, gracie à un simple dimensionnement approprié des poulies. Dans l'application pratique, on peut adopter n'importe quelle valeur pour le rapport de transmission à l'intérieur d'une gamme étendue de rapports de multiplication ou de démultiplication. Pour contrôler la vitesse on dispose d'une dynamo tachométrique, que l'on rend solidaire de l'arbre d'entrée gracie à une courroie dentée et qui délivre un signal analogique, proportionnel à la vitesse de l'arbre d'entrée. Toutes les courroies et poulies utilisées dans ce système sont crantées ou dentées, ce qui garantit ainsi la proportionnalité de leurs mouvements. Ainsi qu'il résulte de la description qui précède, le mécanisme prévu est extremement sensible et.ne comporte qu'un nombre minimal de composants, ce qui-garantit une meilleure fiabilité de l'ensemble. Par ailleurs, le dispositif suivant l'invention comporte des éléments possédant une grande rigidité structurale, ce qui assure un fonctionnement à la fois doux et parfait, et en outre il est caractérisé par une grande longévité, ce qui, conjointement à d'autres avantages constructifs et fonctionnels, distingue nettement la présente invention de tout ce qui a été conçu jusqu'à présent dans ce domaine, en lui donnant une originalité propre. Pour permettre de mieux comprendre la présente invention, il convient de se rapporter au dessin annexé qui en montre schématiquement une application pratique, donnée à titre non tatif et susceptible de nombreuses modifications de détail sans toutefois porter atteinte à ses caractéristiques principales. Sur le dessin La FIGURE 1 montre une vue en coupe-élévation du carter (dont on a enlevé la paroi 10) qui contient la totalité du système, on peut ainsi reconnaltre la disposition relative des arbres et poulies, de même que celle des courroies qui transmettent le mouvement à tout le système, et La FIGURE 2 est une coupe verticale faite suivant la ligne II-II de la Figure 1, afin de montrer la disposition des poulies et des arbres d'entrée et de sortie, ainsi que la totalité des composants restant du mécanisme. Le système suivant la présente invention constitue un module perfectionné de transmission pour machines-outils, lequel, ainsi qu'il ressort de la Figure 1, est essentiellement constitué par un carter 9 à l'intérieur duquel sont disposés les arbres et poulies qui constituent ce module et a u x q u e 1 s on accède latéralement pour d'éventuelles opérations d'entretien et de montage à travers un couvercle latéral 11. Sur la Figure 2 on peut voir plus en détail la relation qui existe entre les composants, ainsi que leur disposition. Le couvercle 10, adjacent au couvercle latéral 11, supporte le moteur d'entraSnement 1 qui est normalement du type à courant continu afin de permettre un contrôle plus aisé de sa vitesse de rotation. Ce moteur d'entratnement 1 est pourvu d'un bouton de commande manuelle 24 qui permet à un opérateur d'actionner le moteur à la main. Le couvercle 10 reçoit trois coussinets ou paliers destinés à recevoir une extrémité des arbres respectivement d'entrée 12, intermédiaire 3 et auxiliaire 6. L'arbre d'entrée 12 est arbre de sortie du moteur d'entralnement 1 et porte deux poulies dentées, respectivement 14 et 2, dont l'une 14 transmet le mouvement par l'intermédiaire d'une courroie crantée 21 à une autre poulie dentée 15 solidaire de l'arbre d'une dynamo tachométrique 8 qui sert à générer des signaux électriques proportionnels à la vitesse de rotation du moteur d'entratnement 1, alors que l'autre poulie 2 de l'arbre d'entrée 12 actionne par l'intermédiaire d'une autre courroie crantée 20 l'arbre intermédiaire 3 tout en entrafnant la poulie dentée 17 et par conséquent la poulie dentée 4 qui actionne à son tour la poulie dentée 13 par l'intermédiaire de la courroie crantée 22. Cette dernière poulie dentée 13 est solidaire de l'arbre de sortie 5 lequel, par l'intermédiaire d'une broche ou vis-mère, assure la translation du chariot de la machine. Conformément à ce qui a été signalé plus haut, on obtient ainsi la transmission du mouvement normal de la machine. De même, l'arbre intermédiaire 3 porte une poulie dentée 18 laquelle, par l'entremise de la courroie dentée 23, actionne la poulie dentée 7 et fait ainsi tourner l'arbre auxiliaire 6 ainsi que le disque générateur d'impulsions 19 dont il est solidaire. Les parois amovibles ou couvercles et le moteur sont assemblés et se fixent au restant du carter à l'aide de vis 16, 25, et se démontent aisément pour faciliter le montage et le réglage des organes intérieurs du mécanisme. On décrira maintenant un exemple-type préféré de réalisation de l'invent:Loa pour lequel on envisage par exemple un rapport de réduction de 1/16, oe que l'on obtient en disposant sur l'arbre moteur 12 une poulie 2 de 12: dents qui engrène avec une autre poulie de 48 dents portée par l'arbre intermédiaire 3, lequel transmet à son tour le mouvement par une autre poulie 4 de 12 dents portée par l'arbre de sortie 5 qui comporte une poulie 13 de 48 dents; de cette façon, pour chaque tour effectué par l'arbre entrée 12r l'arbre de sortie 5 effectue 12/48 x 12/48 = 1/16 de tour ce qui, pour un pas d'outil de 4 mxn, donne une avance de 4/16 de mm, soit 250 microns ou millièmes de mm pour chaque tour de l'arbre d'entrée 12. Pour contrôler l'avance de l'outil il est prévu sur l'arbre intermédiaire 3 une poulie 18 de 30 dents qui transmet le mouvement à une autre poulie 7 de 12 dents, située sur un arbre auxiliaire 6 et qui est commune au disque d'un générateur d'impulsions 19 lequel engendre le signal électrique nécessaire pour déterminer cette avance. Le générateur d'impulsions 19 ou codeur se compose d'un disque pourvu de rainures concentriques (dans ce cas au nombre de 20) lesquelles, lorsqu'elles passent en regard d'un lecteur approprié, engendrent des impulsions fadlement: lisibles sur des compteurs numériques, ou tout autre appareil pouvant recevoir ce signal. Le nombre de dents des poulies étant connu, il est facile de déterminer le nombre d'impulsions engendrées par tour de l'arbre d'entrée 12, à savoir, 12/48 x 30/12 x 20 = 25/2, et puisque chaque tour d'entrée suppose une avance trouvée - antérieurement et qui est de 250 microns, la précision du système sera de 20 microns par impulsion. On peut donc établir une relation concrète dans le module entre le nombre d'impulsions et le déplacement de l'outil 5, et par conséquent programmer le paramètre déplacement ou avance dans une mesure déterminée. Etant donné d'autre part qu'avec la dynamo tachométrique 8 on con trôle la vitesse du moteur d'entralnement 1, on peut également programmer le paramètre "vitesse de translation", afin qu'une quantité déterminée de déplacement soit réalisée plus ou moins rapidement et que l'on conserve ainsi une concordance selon, par exemple, que le déplacement correspond à une course de positionnement de la machine-outil (vitesse supérieure ou à une course de travail (vitesse réduite). Ayant ainsi décrit de façon exhaustive la présente invention, ainsi que sa réalisation industrielle possible, il est à souligner que l'on peut éventuellement apporter à l'ensemble et aux composants du dispositif des modifications quant aux forme, matière et disposition de l'appareil sans que ces modifications puissent altérer les principes de base de L'invention, PFvENP# CATIONS 1. Module perfectionné de transmission pour machine-outil, caractérisé par le fait que l'on incorpore dans un carter (9), dont la paroi principale (10) constitue un support pour le moteur d'entratnement à courant continu (1) et peut recevoir les coussinets ou paliers des arbres de la transmission et de commande, un arbre d'entrée (12) et un arbre de sortie (5) alignés entre eux et un arbre saillant, avec en outre un arbre intermédiaire parallèle de transmission (3), tous pourvus de poulies et courroies crantées correspondantes, avec en outre, relié à l'arbre intermédiaire (3), un arbre auxiliaire (6) sur lequel est monté le disque (17) d'un générateur d'impulsions, l'ensemble étant conçu de telle sorte qu'il s'établit une relation exacte entre l'avance du pas de vis de l'outil de sortie et le nombre d'impulsions engendrées de façon à permettre la programmation du mouvement et de la vitesse de l'outil d'usinage , gracie au réglage effectue sur le moteur d'entratnement (i) dont la vitesse est contrôlée à son tour par une dynamo tachométrique (8) reliée à ce moteur (1). 2. Module perfectionné de transmission pour machine-outil, selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu d'incorporer au moteur d'entratnement (1) une commande de régulation auxiliaire (24) pour en assurer le centrale manuel direct. 3. Module perfectionné de transmission pour machine-outil selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le carter (9) comprend une autre paroi latérale amovible (11) pour faciliter le montage et le réglage des organes intérieurs.