Brevet FR2620366A1 — publié le 19890317

La pr-sei.te i-ver.tion a trait a un apparelilage pour le,iamarntu: place des meules a vis employ&eL dars-des machines à rectifier les engrena-es. Dans le domaine technique des machines a rectifier les engrenages on connait essentiellement deux types de machirnes qui sont diversifiés en fonctior. de la méthode adoptée pour exécuter la rectificatior.. Le. appareiliages du premier type. (methode NILES) effectuent -la rectification des pièces en utilisant une ou deux meules biseautées (disposées symetriquement et coamialement l'une par rapport à l'autre), alors que les appareillages du second type effectuent la rectification par géneration naturelle (méthode RETSHAUER>. Les appareillages du premier type sont surtout approprieé pour la rectification de roues dentées cylindriques à dents droites ou inclinées et sont relativement simples. Les rectifieuses du second type sont au contraire appropriées pour la rectification de dentures à profil hélicoidal, par exemple pour vis sans fin, et sont pourvues d'une meule conformée en vis laquelle, pendant son mouvement de rectification, engrène directement dans la pièce à rectifier, prenant les deux mouvements typiques de la phase de taillage des engrenages (par exemple comme dans les machines à tailler les engrenages à six axes) et créant la dent comme une enveloppe de droites roulant sur le cercle de base. L'afftage ou diamantage des meules de ce second type, ainsi conformées, est exécuté normalement sur place, c'est-à-dire directement sur la machine, en vue de rendre cette opération.plus rapide et plus précise, étant donne qu'elle n'est pas et ne doit pas être endommagée par des erreurs dues aux nombreux -2- passages quand on change de la rectlfieuse a la machi.ne pour effectuer le ddamanritage et vice versa. -Le diamantage des meules à vis est exécute exactement de la méme manière que le iiletage d'une vis, en utilisant des groupes mecaniques et électroniques de la meilleure qualité et de la plus= grande precision. Four des raisons bien évidentes, le mouvement de la meule doit être parfaitement synchronisé par rapport a celui du diamant. Ces mouvements de synchronisation sont obtenus actuellemnt au moyen de chaînes cinematiques completement mécaniques ou hydraulique-pneumatiques de precision tres elevee. Par consequenr.t, pour varier les rapports- de travail en fonction des différents paramètres de construction des pièces, tels que module, nombre des dents, etc., il faut remplacer chaque fois les cascades d'engrenage_ ou, au moins, adopter un changement de vitesse pour rendre plus rapide la variation de ces rapports de travail (et par conséquent réduire le temps d'arrêt de la machine) quand on doit conformer le profil de la meule aux caractéristiques de la pièce à rectifier. Le but que la présente invention se propose est celui de dégager la rectifieuse de la chaîne cinématique mecanique ou hydraulique-mécanique, de manière que d'une part l'opération de rectification soit universelle et la variation des rapports de travail lors du changement de la piece plus rapide et flexible et, d'autre part, l'opération de diamantage de l'outil soit bien plus précise (ce qui entraîne un meilleur affOtage de la meule et a, par consequent, une influence remarquable sur la qualité finale du produit usiné); en définitive l'opération est rendue plus flexible et rapide du fait qu'elle ne depend pas de -3- manoeuvres de remplacement mais se b se seuiement sur les nouvelle- donnee iritroduite:, dans, l'unite gouvernant la machine. Toutefois ce but n'est pas atteint en adoptant tout simplement des moteurs commandes a travers un circuit à commande numérique parce que les problèmes qui en resultent sont nombreux. Ces circuits sont en effet pourvus, pour le contrôle des deplacements des organes en mouvement, de générateurs d'impulsions (encodeurs) associes aux arbres- de= differents mcteurs de =ise en mouvement. Ces impulsions sont ensuite détectées par le circuit lui-même lequel, en fonction de leur rapport relatif, établie la position exacte de ces organe_ et donne les autres- cormandes de mouvement (avance ou rotation) de la piece ou de la meule, ou bien dé la meule ou du diamant. Dans le cas particulier du diamantaee de la meule, ou la precision doit être aussi élevée que possible et le flanc de la dent à diamanter est incliné, on doit effectuer non seulement un mouvement d'entrée du diamant sur la meule obtenu au moyen d'un moteur, mais également une rotation de la meule et une translation simultanée du diamant, o ces deux mouvemernts doivent être parfaitement en phase l'un par rapport à l'autre. - La rotation de la meule et la translation axiale du diamant ont lieu en rapport de liaison réciproque selon des gradins d'avance qui dépendent des caractéristiques des détecteurs et donc du nombre des impulsions: plus le nombre des impulsions est eleve plus les gradins sont petits, ce qui entraîne une augmentation de la précision qu'on peut obtenir étant donné que l'approximation est plus rigoureuse (évidemment si l'on associe ceci à un "horloge" du CNC de durée prédéterminée "t"). -4- Le probleme de la précision dérive du fait que le circuit de commande a une fréquence d'enregistrement des entrees propre, au-dela de laquelle il n'est pas en mesure de detecter correctement ces dernières et que la rotation de la meule prend des valeurs très différentes pendant l'opération de rectification et respectivement pendant celle de diamantage. La fréquence des impulsions est en effet déterminée par le produit du nombre d'impulsions émis par le genérateur par chaque révolution du moteur auquel il est associe multiplié par la vitesse annulaire du même moteur. Far consequent, si le nombre des impulsions émis par le générateur et la vitesse angulaire du moteur sont trop éleves, on ne reussit pas à contrôler les entrées, ce oui peut se traduire par un travail imDrecis et inacceptable pour une rectifieuse (ou même la machine ne travaille pas etant donné que le CNC entre en alarme;; d'autre part, et justement pour cette raison, il est conseillable de travailler - au nombre d'imCulsions le plus haut que l'on peut enregister pour une meilleure precision (en tout cas toujours inférieur au nombre d'impulsions qui peuvent être détectées par le CNC). L'invention, telle qu'elle est caractérisée dans les revendications, résout le probleme abordé moyennant l'actionnement des têtes porte-meule et porte-diamant par de respectifs moteurs indépendants assujettis a un circuit de commande et contrôle et en prévoyant un moteur relié directement a l'axe de la meule et auquel sont associés deux générateurs d'impulsions distincts à fréquence différente, réciproquement en phase et commutables en fonction du type d'opération à exécuter, à savoir rectification d'une pièce ou diamantage d'une meule, de maniere que la fréquence des impulsions en sortie de ceux-ci ne soit pas plus élevée que celle qui peut être lue par -5- le circuit de controle et commande. L'invention est illustrée plus en de-3.] par la suite a l'aide du dessin annexe qui en represente une forme d'exécution donnée à simple titre d'exemple non limitatif. La figure i est une vue schematique de la partie essentielle de l'appareillage de rectification selon l'invention. La figure 2 est un diagramme du developpement des déplacements de la tête porte-diamant et des rotations de la meuie a affûter. En se réferant a la figure 1, l'arppreillage de rectification selon la présente invention est du tvype employant une meule 6 conformée en vis qui es% afftee, ou diamantée, directement sur la machine c'et-a-dire sans l'enlever du poste de rectification. En ce qui corncerne sa partie se referant au diamantage de la meule e, on prevoit deux té-es. prte- meule 1 et porte-diamant 2 (cette dernière montee solidaire de la tête porte-meule ';, supportees par une embase 10 par rapport a iaquelle ellesont mobiles, alors qu'en ce qui concerne la machine sur laquelle on doit effectuer l'opération de rectification, celle-ci, qui a été schématiquement indiquée en 20, pourra par exemple être du type a huit axes (dont deux a tailler les engrenages). Selon la présente invention les tètes 1 et 2 sont pourvue, de respectifs moteurs 3 et 4 indépendants et commandes à travers un circuit a commanrde numeriq u 5. Le moteur 3 est relié, par une ra:. _. iorn par courroie 33, a l'axe de la me ue 6 pour la mettre en rotation, alors que le moteur 4 aSit sur le chariot 22 de l. tête porte-diamant pour la commander en translation selon la flèche 23. Il y a en outre un coulisseau 26 commandé par un moteur 27 lequel est relié au chariot 22 avec -6- Pcr- lte cie s*e daeplac-er perpen-rd4.cL; ail:,t- m '':: ce la meu:e 9, c,'et-a-dicr se:.r a:iei:,.: i a pour cnr:tlon de dte] Zi.; t:;.u d'entrée du diamant sûtir a ",ë.e-i;u. "....e:..fornamental de la presente invention -_t r eerite par i'association au moteur 3 de deux dii'erenr.,= enérateurs d'impulsions ou encodeurs 7 et 8 recipro.uenent en phase et emboîtés sur l'axe meule 9. Les genérateurs 7 et'8, ainsi que les autres générateurs d'impulsions associes au moteur 4 et au moteur 27 et 2:> abouti sent au circuit 5. Les générateurs 7 et 8 scnt destinés a engerdrer un nomb.re d'impulsionr par unize de temps qui est inversement proportionnel a la vitesse angulaire de la meule 6. La fréouence des impulsions - engendrées par les nererateurs 7 et 8, ou bien le produit de la vitesse angulaire de la meule 6 multipl iee par le nombre des impulsions engendrées par chaque révolution de celle-ci, ne doit pas être supérieur à la fréquence maximale propre oui peut être détectée par le circuit 5 de manière qu'elle peut être lue et administrée par celui-ci. Un commutateur 12 (mécanique ou électronique) est inséré entre les générateurs 7 et 8 et le circuit et il permet l'emploi de l'un ou l'autre des deux générateurs 7 et 8 suivant le type d'opération qui doit être executee, c'est-à-dire rectification d'une pièce ou diamantage de la meule. Grâce à un appareillage structure de cette manière, si l'on suppose de devoir effectuer la rectification d'une pièce (cette opération étant de type standard), on cause la rotation de la meule 6 a la vitesse normale de rectification (disons 1800 révolutions par minute) et on actionne le générateur 7 ou 8 en mesure d'engendrer un nombre d'impulsions (5000 -7par révolution) qui, multipliée par la vitesse angulaire de la meule 6, donne une frécuernce d' impuisorns non supérieure a celle que le circuit 5 est capable de mesurer. Si l'on veut au contraire diamanter la meule 6, on causera sa rotation, évidemment apres l'avoir deégagée de la pièce (non representee) à une vitesse plus réduite qu'auparavant (disons 100 révolutions par minute) et on actionnera le genérateur 8 ou 7 capable de fournir un nombre d'impulsions plu-s éieve qu'auparavant (90.000 par revolution), mais engendrant toujours une fréquence d'impulsions inferieure à la frequence maximale que le circuit 5 est capable de lire et comparable à la précédente. Le passage peut être effectue en commutanr les encodeurn, par exemple a travers un joinrt magntique ou eleztromagnetiqueou bien au moyen d'un commutateur logiciel et en reliant rigidement les deux encodeurs a la broche, mais en tout cas de manière a maintenir la mise en phase avec l'arbre de la meule. De cette manière, surtout pendant le diamantage, la meule 6 tourne a une faible vitesse et le générateur 7 ou 8 actionne engendre un nombre d'impulsions très elevé qui envoie au circuit 5 presque instantanément un signal correspondant au deplacement angulaire de la meule 6 (voir la figure 2 ou il est indiqué en h). De manière correspondante le déplacement de la tête porte-diamant 2 avance le long de l'axe 9 de la meule 6 (fleche 23) d'une quantité b (voir la figure 2) et le déplacement relatif entre la meule 6 et le diamant 13 suivra un développement en gradins très rapproché, tel que représenté sur la figure 2. Le but visé et atteint par la présente invention est celui de réduire au minimum ces déplacements h et b de manière que le développement soit sensiblement linéaire. -8- En ce ou concerne leE avan]es de_ c,Lariots de dlaarnae 5e.1Ion le= directions 23 et 5, on utilise des Senerateur-s '11 et 28' a haute reEolution et frequence étant donne que le diamant 13 est utilise à une seule vitesse et seuiement pendant ia phase d'affûtage ou diamar nase resolution des a-:es eèae par exemple à 0,0001 mm. En ce oui concerne au contraire le moteur 3, il faut necessairement disposer de deux senérateurs 7 et 8 à fréquence differente, susceptibles de cormutation et en phase, pour réussir a cbtenrir des deplacemernts h et b infinitesimaux sans sortir du cadre des fréquences qui peuvent étre lues par le circuit 5 et san= devoir compliquer ce dernier sans necessitE. Le fait de se rapprocher le plus possible d'un développerernt lineaire permet d'obtenir, commer- visé,. une precis:cn elevee. De préference ie moteur 3 destine à mettre en rotation ladite meule 6, et également les moteurs 4 et 27 sont tous des moteurs normalement uililses ouand cn doit mettre en mouvement et contrôler des axes, c'est-à-dire des moteurs a courant continu ou alternatif en vue d'assurer la précision et la vitesse nécessaires. L'invention ainsi concue est susceptible de nombreuses modifications et variantes qui rentrent toutes dans le cadre de protection de l'invention. En outre, tous les détails peuvent étre remplaces par des elements techniquement équivalents. -g- R E VE _ J I C A T I O; S Appareiiane pour le diarantage ?ur.P!ce des m-ules a vis employees sur des mahne- a rectifier les engrenages du type comprenant également une tète porte-meule tI') et une tête porte-diamant (2) toutes les deux actionnees par un moteur et mobiles l'une en rotation et l'autre en translation parallelement à l'axe de la premiere, caracterise en ce que lesdites têtes circuit de commande et contrôle (5). 2'. Appareillage selon la revendication 1, caractérise en ce qu'au moins le moteur (3> destine a mettre en rotation ladite meule (6) est du type à utiliser pour le contrôle des axes, c'est-a-dire du type à courant continu ou alternatif.ALT fl 3. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits générateurs d'impulsions ó7, 8) sont relies à l'arbre de ladite meule (6>) au moyen d'un joint magnétique ou électromagnétique de commutation de manière à maintenir sa mise en phase avec l'arbre de la meule. -1 0- 4. ?p>iareiHàla.ese ' rerni ci. c.a.ra r e. en ce nue. .*_t, cenere.-l]rcs ' w i f_., 7, 8 '.Tt rrel dé raEidemeLt c ' ab -,re i- ladi - (6) et en ire qlue ledit,.otutaeur t1_,.e type e'e i-tronique, est forme par ledit circuit de comron.de et,=Dntroe '5).