Brevet FR2600001A1 — publié le 19871218

DISPOSITIF POUR LA COMMANDE DE LA VITESSE D'AVANCE D'UN OUTIL VERS UNE PIECE A USINER La présente invention est relative à un dispositif pour commander la vitesse d'avance d'un outil d'une machine-outil au cours de sa phase d'approche d'une pièce à usiner et pour réduire cette vitesse dès que l'outil est entré en contact avec la pièce, disposi5 tif comprenant un capteur acoustique susceptible de détecter le signal émis à l'instant dudit contact, un circuit électronique de traitement dudit signal et un moteur obéissant audit circuit pour régler la vitesse d'avance dudit outil. En règle générale, l'approche d'un outil de la pièce à travaillO ler dans les machines-outils est réalisée avec une vitesse relativement élevée afin de réduire autant que possible les temps morts de la machine. Cependant, lorsque l'outil vient en contact avec la pièce à travailler, il convient de réduire très rapidement cette vitesse d'avance élevée pour éviter des détériorations tant de 15 l'outil que de la pièce à travailler. On connait donc depuis longtemps des dispositifs utilisés notamment dans les meuleuses ou les'-rectifieuses qui comportent un capteur acoustique, de préférence de type piézo-électrique, destiné à détecter l'émission acoustique qui est engendrée lorsque la meule 20 touche la pièce à travailler, le signal ainsi obtenu étant utilisé, après amplification, pour réduire, le cas écheant jusqu'à zéro, la vitesse relativement élevée utilisée lors de la phase d'approche. Un tel dispositif est décrit par exemple dans le brevet CH-A-585 609 o le capteur est fixe sur le bâti de la machine ou 25 plus exactement sur le support de la pièce à usiner. Il en est de même du dispositif proposé dans le brevet FR-A-2 382 310. Ici un capteur de vibration est monté sur la réglettesupport de la pièce à usiner dans une machine du type centerless. Toutefois ces dispositifs connus présentent un inconvénient qui 30 consiste en ce que le bruit inhérent engendré par l'outil lorsqu'il vient en contact avec la pièce à travailler ne se différencie que très peu en intensité et en fréquence des bruits parasites produits par la machine, par exemple des bruits des paliers, des engrenages, des organes d'entraînement pneumatiques ou hydrauliques etc., si bien que le bon fonctionnement du dispositif ne peut pas toujours être assuré. Il a également été proposé de monter le capteur sur une des touches de mesure d'un système d'autocalibrage, les dites touches étant en contact direct avec la pièce à usiner. Cependant ce contact est alors très ponctuel si l'on veut mesurer avec précision le diamètre de cette pièce, d'o il s'ensuit que ces touches transmet10 tront mal le bruit que lion cherche à détecter. Par ailleurs sur certaines machines pourvues d'un système d'autocalibrage, on retarde la mise en place desdites touches afin de prévenir leur usure. Il n'est donc pas certain que ces touches soient en contact avec la pièce au moment de l'attaque de l'outil d'usinage. , Pour éviter les inconvénients cités plus haut, la présente invention est caractérisée par le fait que le capteur est solidaire d'un palpeur fixé sur le bâti de la machine au moyen d'organes amortisseurs élastiques, ledit palpeur étant arrangé pour être en contact avec la pièce à usiner ou le porte-pièce de ladite pièce à 20 usiner. L'invention sera mieux comprise maintenant à la lecture de -la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin dans lequel: La figure 1 montre un schéma simplifié d'une meuleuse-recti25 fieuse sur laquelle est monté le dispositif suivant l'invention, La figure 2 est un dessin schématique, vu en coupe, d'un premier mode d'exécution de l'invention, La figure 3 est un dessin schématique, vu en coupe, d'un second mode d'exécution de l'invention, La figure 4 est une vue de dessus de la machine équipée du dispositif de l'invention selon l'un ou l'autre mode d'exécution apparaissant aux figures 2 et 3 respectivement. La figure 5 est également une vue de dessus de la machine o le dispositif, selon ses deux modes d'exécution, est appliqué à un cas 35 particulier de pièce à usiner. On a représenté sur la figure 1 le bâti 1 d'une meuleuse-rectifieuse. Ce bâti supporte un premier chariot 2 déplacable en translation selon la flèche f et ceci à l'aide d'un moteur d'entraînement 16. Le chariot 2 comporte lui-même un support d'outil 4 sur lequel est montée à rotation autour d'un axe horizontal, une meule 5. Le bâti 1 supporte également un second chariot 6 déplaçable en translation selon une direction perpendiculaire au plan de la figure et ce chariot porte un support 3 pour une pièce à usiner 7. Selon l'invention, un palpeur 9, en contact avec la pièce à usiner 7, est monté sur le bâti de la machine au moyen d'organes amortisseurs 10 élastiques 11. Le contact peut être direct, ou indirect comme cela apparaît à la figure 1. Ici un interface 8 est interposé entre le palpeur 9 et la pièce à usiner 7. L'interface 8 constitue une caractéristique secondaire de l'invention et sera décrit plus bas. Le palpeur est pourvu d'un capteur 10 qui y est rigidement fixé. Le 15 capteur 10 est capable de détecter dans le palpeur 9 de l'énergie acoustique constituée par des vibrations. Des capteurs piezo-électriques fabriqués par exemple, par la société allemande Endevco peuvent convenir. Quand la meule 5 entre en contact avec la pièce à usiner 7, le 20 palpeur 9 transmet au capteur 10 un signal acoustique représentatif de ce contact et qui est transformé par le capteur en signal électrique. Ce signal électrique est envoyé à un circuit électronique de traitement dudit signal qui comporte un amplificateur 12, un redresseur 13 et un comparateur 14. Le 25 comparateur compare le signal de sortie du redresseur à un signal de référence et, si le signal de sortie est plus grand que le signal de référence, le comparateur émet un signal qui commande à son tour un circuit de puissance 15 qui assure la commande du moteur 16 et permet notamment d'en réduire la vitesse. Ce système 30 d'asservissement est connu et a déjà été décrit dans les brevets cités plus haut. Il n'y a pas donc nécessité d'y revenir ici. Essentiellement l'invention consiste à mettre en oeuvre un palpeur 9 qui se trouve en liaison avec la pièce à usiner et qui transmet le bruit ou les vibrations engendrés par le contact de la 35 meule 5 avec ladite pièce et à isoler ledit palpeur 9 du bâti de la machine au moyen d'un amortisseur 11, ce qui empêche que des bruits parasites n'atteignent le palpeur et par conséquent le capteur 10 qui lui est solidaire. Ainsi le bruit engendré par l'entrée en contact de l'outil avec la pièce à usiner suit-il un chemin direct entre la source de bruit et le palpeur-capteur sans devoir passer par des paliers ou roulements comme ce serait le cas si le capteur 5 était fixé sur le bâti de la machine ou le chariot supportant la pièce à usiner. L'invention permet également une mesure qui est effectuée à proximité presque immédiate de la source de bruit, ce qui est très favorable et rejette ainsi les bruits parasites dans un bruit de fond de faible amplitude. On examinera maintenant deux modes d'exécution particuliers qui entrent dans le cadre de la présente invention et pour lesquels les mêmes numéros de référence sont utilisés lorsqu'il s'agit de désigner les éléments ayant les mêmes fonctions que celles décrites à propos de la figure 1. Le premier mode d'exécution est présenté à la figure 2 oO l'on reconnait la meule 5, la pièce à usiner 7, le palpeur 9, le capteur 10 et l'organe amortisseur 11. Ici le palpeur 9 est en contact avec la pièce à usiner 7 à l'endroit 35. Solidaire de ce palpeur on retrouve le capteur de bruit 10. Le palpeur est articulé en 20 sur.20 un support 21 lui-même fixé au bâti de la machine par l'intermédiaire de l'organe élastique 11. La force d'appui du palpeur 9 sur la pièce 7 peut être réglée par un ressort de rappel 22. Dans le cas présenté à la figure 2, le contact est direct entre la pièce et le palpeur. Si l'on fait appel à un liquide de refroidissement pour l'opération de meulage, la pièce 7 va s'entourer d'un interface constitué de ce liquide entre le palpeur 9 et ladite pièce 7. Comme ce liquide est excellent conducteur de bruit, le signal d'impact de la meule avec la pièce sera également transmis au capteur. L'utilisation de 30 ce liquide, en plus qu'il se justifie pour le travail d'usinage, est avantageux pour le dispositif objet de l'invention. En effet il supprime l'usure du palpeur, il minimise fortement le bruit de frottement et enfin il augmente la surface d'appui, ce qui est favorable pour une bonne transmission du bruit. Dans le cas o il n'y a pas de liquide de refroidissement, tout au moins dans la région o se trouve le palpeur, on pourrait créer l'interface entre palpeur et pièce en revêtant le palpeur d'un métal antifriction par exemple. La figure 3 est un dessin schématique vu en coupe d'un second mode d'exécution de l'invention. Ici le palpeur 9 est en contact non 5 avec la pièce a usiner mais avec le porte-pièce 23 de ladite pièce à usiner. Cette façon de faire présente l'avantage d'un système plus universel puisque le palpeur n'a pas à être adapté chaque fois aux dimensions de la pièce à usiner. Dans cette execution le palpeur 9, duquel est solidaire le 10 capteur acoustique 10, se trouve fixe au bâti 24 entourant le porte-pièce 23 au moyen des organes amortisseurs 11. En tournant, le porte-pièce 23, entraine autour de lui l'huile de graissage 25 des paliers (non représentés). Il y a donc contact acoustique entre le porte-pièce 23 et le palpeur 9 par l'intermédiaire du film d'huile 15 situé en 26. Comme pour l'exécution précédente, les amortisseurs 11 empêchent que des bruits parasites ne soient transmis au palpeur et, partant, au capteur de bruit. Le bruit d'impact entre la pièce à usiner et l'outil est transmis d'abord à la pièce puis au portepièce par. l'intermédiaire de pinces de serrage (non représentees) et 20 enfin au palpeur par le film 26. La figure 4 est une vue de dessus de la machine équipée du dispositif selon l'un ou l'autre mode d'exécution discuté précédemment. Il s'agit d'un dessin schématique montrant le principe général du dispositif selon l'invention. On reconnait la meule 5, le support 25 de meule 4 contenant des moyens d'entraînement de la meule, ainsi que des moyens de déplacement selon le sens de la flèche f. La pièce à usiner 7 est fixée à un porte-pièce 23 au moyen de pinces 28. Le porte-pièce tourne sur des paliers 29 et le tout est enfermé dans un bâti 24. Bâti 24 et pièce 7 peuvent se mouvoir dans le sens de la 30 flèche 27. Selon le premier mode d'exécution le palpeur et le capteur sont situés en 9' et 10' respectivement. Selon le second mode d'exécution, palpeur et capteur se trouvent respectivement en 9" et 10". La figure 5 montre schématiquement une machine à usiner des 35 diamètres intérieurs. Ainsi dans la pièce 7 peut pénétrer une fraise entraînée en rotation par un moteur. Une fois en position, la fraise 5 peut approcher rapidement la pièce 7 dans le sens de la flèche 30 jusqu'à ce que le contact soit établi. A ce moment la vitesse d'approche est réduite. La vitesse d'avance de la fraise dans le sens de la flèche 30 est réglée par un moteur 16, lui-même 5 commandé par le dispositif selon l'invention. La pièce à usiner 7 est entrainee en rotation par le porte-pièce 23, tournant dans des paliers 29. Selon les modes d'exécution décrits le palpeur peut être appliqué soit en 31 soit en 32. En variante, on pourrait appliquer le palpeur en bout de piece (33) ou en bout de porte-pièce (34). O10 Pour que les bruits parasites en provenance de la machine ne parviennent pas au palpeur, des organes amortisseurs élastiques supportent le palpeur. Ces organes peuvent être des tampons en matériau élastique dont les extrémités s'appuient respectivement sur le bâti de la machine et sur le palpeur. Les tampons que l'on vend 15 couramment sous la dénomination de silent-blocks conviennent bien à cet usage. 26% 00 1 Revendications 1. Dispositif pour commander la vitesse d'avance d'un outil (5) d'une machine-outil au cours de sa phase d'approche d'une pièce à usiner (7) et pour réduire cette vitesse dès que l'outil est entré en contact avec la pièce, dispositif comprenant un capteur acousti5 que (10) susceptible de détecter le signal émis à l'instant dudit contact, un circuit électronique (12, 13, 14, 15) de traitement dudit signal et un moteur (16) obéissant audit circuit pour régler la vitesse d'avance dudit outil, caractérisé par le fait que le capteur est solidaire d'un palpeur (9) fixé sur le bâti de la lO machine au moyen d'organes amortisseurs élastiques (11), ledit palpeur étant arrangé pour être en contact avec la pièce a usiner (7) ou le porte-pièce (23) de ladite pièce à usiner. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les organes amortisseurs élastiques (11) sont des tampons en 15 matériau élastique dont les extrémités s'appuient respectivement sur le bàti de la machine et sur le palpeur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le palpeur (9) est en contact mécanique direct avec la pièce à usiner (7). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le palpeur (9) est en contact mécanique indirect avec la'pièce à usiner (7) ou le porte-pièce (23) de ladite pièce à usiner, un interface (8, 26) étant inteposé entre ledit palpeur et ladite pièce ou ledit porte-pièce. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'interface (8) est le liquide de refroidissement utilisé pour l'usinage de la pièce et que le palpeur (9) est en contact avec ladite pièce (7) par l'intermédiaire dudit liquide. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait 30 que l'interface (26) est l'huile utilisée pour le graissage du porte-pièce (23) et que le palpeur (9) est en contact avec ledit porte-pièce par l'intermédiaire de ladite huile.