Brevet FR2799144A1 — publié le 20010406

DISPOSITIF DE CONTROLE À AIGUILLE Dl: LA PRISENCE D'UN OUTIL La "ésente invention concerne un dispositif de contrôle de présence d' outil destiné à être installé sur une machine outil pour permettre la détection des anomalies tels que les bris d'outils ou autres. Dans l'industrie et plus précisément dans le décolletage, nombreuses machines outils sont utilisées telles que des tours multibroches des machines transferts ou autres qui permettent d'usiner des pièces manière répétitive à des cadences élevées. Ces machines travaillent plus en plus rapidement et sont soumises à des contraintes de plus plus importantes. Aussi, les bris d'outils, l'accumulation de copeaux sur ceux-ci ou d'autres incidents sont devenus de plus en plus fréquents sont très dommageables pour la productivité de machines. Ainsi, pour pouvoir assurer une maintenance permanente efficace, est important de disposer de dispositifs de controle susceptibles de détecter essentiellement les problèmes qui peuvent survenir au niveau des outils. On connaît dans l'art antérieur des dispositifs de contrôle appelés également capteurs de présence et notamment des capteurs de type à aiguille qui sont destinés à détecter la présence outil. Ce sont généralement des capteurs dont l'aiguille est actionnée rotation par un dispositif pneumatique pour détecter lors de son mouvement rotatif la présence d'un objet, d'un obstacle ou d'un outil dans la trajectoire de son mouvement. Toutefois, ces dispositifs de l'art antérieur présentent de nombreux inconvénients liés à leur utilisation à leur encombrement ou à leur fiabilité. Ainsi, ils permettent généralement la détection de la présence d'un seul outil et ils manquent souvent de précision, empêchant notamment la détection des accumulations de copeaux sur l'outil, lesdites accumulations étant dommageables à l'outil. De plus, l'encombrement de tels dispositifs ou leur configuration spécifique rend leur positionnement sur les machines difficile à réaliser, et ce, d'autant plus l'environnement des machines outils est déjà surchargé et que le mouvement des pièces et des outils impose des contraintes spécifiques localisation dans l'espace. Par ailleurs, ces dispositifs de l'art antérieur permettent pas le contrôle des outils de très petite dimension en raison de leur fragilité. Ainsi, l'invention a pour objectif de résoudre les inconvénients des dispositifs de contrôle de la présence d'un outil ou d'une pièce actuels à l'aide de moyens simples, fiables, peu onéreux et facile à utiliser et ' mettre en place. Elle propose un dispositif de contrôle du type aiguille qui s'adapte facilement aux contraintes spécifiques de localisation et permet de détecter les problèmes liés aux outils ou aux pièces toutes dimensions de manière extrêmement précise. Ainsi, selon sa caractéristique principale, le dispositif de controle de présence d'un outil ou d'une pièce est du type comportant organe de détection rotatif mobile entre une position de repos et au moins une position de détection, et est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'indexation qui permettent l'indexation de la position de détection par apprentissage. Selon une autre caractéristique du dispositif de contrôle de présence, la rotation de l'organe de détection entre sa position de repos et position de détection peut s'effectuer soit dans le sens trigonométrique, soit dans le sens inverse. Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de contrôle de présence, les moyens d'indexation permettent l'indexation de deux positions de détection situées de part et d'autre de la position de repos de l'organe de détection rotatif. Selon une autre caractéristique du dispositif de contrôle de présence, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comprend un capteur présence qui porte l'organe de détection rotatif, l'organe de détection étant formé d'une aiguille de palpage solidaire d'une portion de tube montée pivotante par rapport au corps du capteur autour d'un axe révolution et commandée en pivotement par un dispositif de motorisation. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de contrôle de présence de l'invention, celui-ci comporte des moyens d'orientations qui permettent l'inclinaison de l'aiguille de palpage par rapport au plan de pivotement orthogonal à l'axe de révolution de l'organe de détection rotatif. Selon ce mode de réalisation préféré du dispositif de contrôle présence de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par une zone déformable de l'aiguille de palpage. Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de contrôle de présence, le dispositif de motorisation est un motoréducteur electrique. Selon une autre caractéristique du dispositif de contrôle de présence de l'invention, il comporte des moyens de protection destinés à empêcher l'endommagement de l'outil à détecter par l'aiguille de palpage, formés par des moyens de limitation du couple et/ou de la vitesse de rotation de l'élément de détection rotatif. Selon une variante d'exécution du dispositif de contrôle de présence de l'invention, l'aiguille de palpage comporte des moyens de renfort à son extrémité. Selon une autre variante d'exécution du dispositif de contrôle de présence de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que l'organe de détection rotatif porte deux aiguilles de palpage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 9 illustrent le dispositif de contrôle de présence de l'invention. La figure 1 représente en perspective le dispositif de contrôle et son support en position de détection d'un outil. La figure 2 illustre en perspective le capteur de présence du dispositif de contrôle et deux outils à détecter en position de repos et dans ses deux positions de détection. Les figures 3a et 3b illustrent en perspective le capteur de présence et l'outil à détecter respectivement en position de repos et en position de détection. Les figures 4a et 4b représentent en perspective le capteur de présence avec son aiguille de palpage inclinée et un outil à détecter respectivement en position de repos et en position de détection. Les figures 5a, 5b et 5c illustrent en vue de dessus et en position de détection plusieurs variantes de positionnement du capteur de presence par rapport à l'outil à détecter. la figure 6 illustre en coupe longitudinale le capteur de présence dispositif de contrôle. Les figures 7a, 7b et 7c représentent en perspective une variante d'exécution du capteur de présence avec deux aiguilles de palpage respectivement en position de repos et dans ses deux positions detection. Les figures 8a et 8b illustrent en vue latérale la détection l'accumulation de copeaux sur un outil, La figure 9 représente en vue de dessus le boîtier de commande dispositif de contrôle. Selon l'invention, le dispositif de contrôle de présence portant reférence générale (1) est destiné à permettre la détection de la présence d'une pièce ou d'un outil (4) dans au moins une position précise l'espace. Il comporte un boîtier de commande (2) destiné à actionner un capteur de présence (3) du type constitué par un corps de capteur (5) portant un organe de détection rotatif (6) muni d'une aiguille de palpage ledit organe de détection (6) et son aiguille étant mobile entre une position de repos (A) et au moins une position de détection (B) comme montre la figure 1. Selon le mode de réalisation illustré figures 1 à 9, le corps de capteur se présente sous la forme d'une enceinte cylindrique d'axe de révolution (ZZ') qui porte, à une de ses extrémités, des moyens de connexion (MC) qui permettent de le relier au boîtier de commande (2) et, à l'autre de ses extrémités, l'organe de détection rotatif (6). L'organe de détection rotatif (6) est formé d'une portion d'extrémité tube cylindrique (10) montée pivotante sur le corps (5) pour pouvoir être commandee en rotation par un dispositif de motorisation disposé dans le corps (5), ladite portion de tube (10) portant dans un plan transversal (P) orthogonal à son axe de révolution l'aiguille palpage (7). Selon l'invention, le dispositif de contrôle de presence (1) comprend des moyens d'indexation (MI) qui permettent d'indexer par apprentissage la position de détection (B) de l'organe rotatif (6) et de son aiguille de palpage (7), c'est-à-dire qui permettent d'indexer la position en amenant l'aiguille (7) de sa position de repos jusqu'au contact l'outil ou de la pièce à détecter (4). Ces moyens d'indexation (MI) sont avantageusement réalisés par un motoréducteur électrique (8) de type a effet hall relié grâce aux moyens de connexion (MC) au boîtier de commande (2) qui enregistre la position de détection lors d'un opération d'indexation préliminaire, c'est à dire qui enregistre le nombre de tour du motoréducteur (8) nécessaire pour amener l'aiguille (7) de sa position de repos (A) dans sa position de détection (B). Ainsi, lors de l'opération de détection, le boîtier commande (2) provoque la rotation de l'organe de détection (6) de sa position de repos jusqu'à sa position de détection (B) et légèrement au delà et compare avec la position indexée le nombre de tour nécessaire au motoreducteur (8) pour que l'organe de détection (6) se retrouve bloqué par le contact entre l'aiguille de palpage (7) et l'outil (4). De ce fait, si l'aiguille de palpage (7) rencontre un obstacle l'empêchant de réaliser son mouvement ou ne rencontre pas l'outil (4) dans sa position de détection (B), le boîtier de commande (2) est informé par les moyens de connexion (MC) de la non présence de l'outil dans la position ou de la présence d'obstacle empêchant l'aiguille (7) d'atteindre cette position de détection (B) définie par apprentissage. Selon le mode de realisation préféré dispositif de contrôle (1) de l'invention le boîtier de commande agit alors comme un interrupteur et provoque l'arrêt total ou partiel fonctionnement de la machine outil et avertit l'utilisateur par un signal lumineux ou sonore pour lui signaler l'incident ou l'anomalie. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de contrôle (1) est capable de contrôler la présence deux outils (4) comme montre la figure 2, c'est-à-dire d'enregistrer deux positions de détection (B1) et (B2) situées de part et d'autre de la position de repos (A). positions (B1) et (B2) sont avantageusement indexées de manière successive par apprentissage à l'aide des moyens d'indexation précédemment décrits lors d'une opération préliminaire d'indexation. Selon ce mode de réalisation préféré du dispositif de contrôle (1) de l'invention, celui ci permet le contrôle de la présence d'un outil (4) dans la position de détection (B) telle qu'illustrée figure Pour ce faire, l'angle de pivotement maximum (G) de l'aiguille , c'est-à-dire de l'organe de contrôle rotatif (6) entre sa position de repos et sa position de détection, est avantageusement compris entre 0 et et est choisi par l'utilisateur lors de la mise en place du dispositif en positionnant le capteur de présence (3) et son organe (6) de manière précise par rapport à la position de détection (B) où se trouve l'outil. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de contrôle (1) et comme le montrent les figures 4a et 4b, l'aiguille de palpage (7) comprend des moyens d'orientations (MO) destinés a permettre son inclinaison d'un angle (E) par rapport au plan transversal (P) orthogonal à l'axe de révolution (ZZ') du capteur (3). Cette inclinaison permet avantageusement de pouvoir positionner le capteur de présence de plusieurs manières possibles par rapport à l'outil ou aux outils (4) à détecter, comme le montrent les figures 5a, 5b et 5c. Dans une première variante illustrée figure 5a, le plan (P) dans lequel pivote l'organe rotatif (6) peut être positionné de manière parallèle à l'axe de l'outil ; dans une deuxième variante, ce plan (P) est disposé orthogonalement par rapport à l'axe (YY') de l'outil comme le montre la figure tandis qu'il se trouve dans une position moyenne ou intermédiaire dans la configuration de la troisième variante illustrée figure . Les moyens d'orientation (MO) de l'aiguille (7) permettent ainsi résoudre les problèmes liés à l'encombrement du capteur (3) puisque, pour contrôler un même outil (4), le capteur (3) peut être positionné dans de nombreuses positions différentes par rapport à l'outil. moyens d'orientation (MO) sont constitués une zone déformable de l'aiguille (7a) située à son embase à proximité de la portion tube (10) formant l'élément rotatif (6). Selon mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention, l'aiguille (7) est réalisée en corde à piano ou tout autre matériau que l'on peut plier pour permettre son inclinaison. De plus, elle est munie à son extrémité libre destinée au palpage moyens de renforts tels qu'une pastille carbure (11), par exemple. Il va de soi que l'on pourrait obtenir les moyens d'orientations (MO) de l'aiguille par des moyens équivalents tels que des liaisons mécaniques, rotules ou autres, permettant l'inclinaison l'aiguille (7) sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. De même, l'aiguille pourrait être rigide sur la plupart de sa longueur et posséder uniquement une portion déformable à sa base. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif contrôle de présence de l'invention, lorsque celui-ci est utilisé pour détecter deux positions (B1) et (B2), tel qu'illustré figure 2, le capteur doit être positionne de manière à ce que le pivotement de l'aiguille (7) entre les deux positions de détection soit inférieur à 270 , qui est la valeur du débattement angulaire maximum de l'aiguille (7). Il va de soi que la valeur du débattement angulaire maximum de l'aiguille pourrait être supérieure à 270 en utilisant un dispositif de motorisation (S) différent sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Selon l'invention, le dispositif de contrôle (1) comprend des moyens de protection destinés à protéger l'outil ou la piece (4) située en position de détection (B, B1, B2), c'est-à-dire des moyens destinés à empêcher l'aiguille (7) de venir accoster l'outil (4) manière trop brutale, ce qui risquerait de l'endommager, notamment dans le cas d'outils fragiles tels que les mèches de faible diametre inférieur au millimètre, par exemple. Ces moyens de protection sont avantageusement formés par des moyens de limitation du couple de l'élément rotatif (6) et/ou par des moyens de limitation de la vitesse angulaire de l'aiguille (7), ces moyens étant commandés par le boîtier de commande (2) ou intégrés à celui-ci de manière à limiter couple ou la vitesse rotation du dispositif de motorisation (8). Selon le mode de réalisation préféré du dispositif contrôle (1), les moyens de protection sont destinés à réduire la vitesse de rotation de l'organe rotatif (6) ou son couple lorsque l'aiguille se trouve à proximite de la ou des positions de détection (B, B1, B2) et s'apprête à atteindre celles-ci. Ainsi lorsque l'aiguille (7) pivote de sa position de repos vers une position de détection (B, B1, B2), elle parcourt les derniers degrés de sa rotation avec une vitesse d'accostage réduite et/ou avec un couple réduit, Le secteur angulaire (H) pendant lequel la vitesse et/ou le couple sont réduits est avantageusement compris entre 0,5 et 5 et est contigu à la ou aux positions de détection indexées, différents moyens de protection de l'outil (4) sont avantageusement formés par le dispositif de motorisation (8) et son boîtier commande associé (2) qui sont susceptibles de réduire la vitesse rotation et/ou le couple du moteur (8) à l'approche des positions de détection (B, B1, B2) indexées par apprentissage. ailleurs, on peut noter que le dispositif contrôle (1) comprend des moyens de réglage qui permettent le réglage de manière global de vitesse de rotation de l'organe (6), ceux-ci etant formés par un bouton de commande (35). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, ces moyens de réglage sont formés par un interrupteur à deux positions ; ils permettent le choix entre une vitesse dite lente et une vitesse dite @,rapide,@. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de contrôle (1) de l'invention, celui-ci comporte des moyens détection de l'accumulation de copeaux (12) destinés à provoquer un signal d'arrêt lorsque l'accumulation de copeaux sur l'outil dépasse en épaisseur une valeur seuil donnée qui peut être réglée. Ces moyens de détection des copeaux sont obtenus grâce au moteur (8) du capteur de présence (3) qui informe par l'intermédiaire des moyens de connexion (MC) le boîtier de commande (2) qu'il n'a pas effectué le nombre de tour suffisant pour amener l'aiguille dans la position de détection (B) comme le montrent les figures 8a et 8b. Notons que, pour une tolérance angulaire (F) donnée du dispositif de contrôle (1), l'épaisseur au delà de laquelle sont detectés les copeaux peut-être réglée lors du positionnement du capteur de présence (3) en faisant varier le rayon de contact (R) entre l'outil (4) et l'axe de révolution du capteur (3). Ainsi, pour affiner la détection des copeaux, il est nécessaire de positionner le capteur de manière à réduire le rayon de contact (R). On peut noter que le dispositif de contrôle (1) permet la détection d'un outil ou d'une pièce (4) en commandant la rotation de son organe détection dans le sens trigonométrique, et /ou dans sens inverse. Pour ce faire le boîtier de commande (2) comporte ou plusieurs commutateurs (36) destinés à permettre le choix du sens de palpage de l'organe de détection, comme le montre la figure 9. Lorsque l'utilisateur choisit d'indexer deux positions de détection , l'aiguille de palpage (7) est mise en mouvement alternativement dans le sens trigonométrique et dans le sens inverse. Par ailleurs, on peut noter que le capteur de présence (3) comprend moyens de sécurité destinés à provoquer la désolidarisation entre son organe rotatif (6) et le dispositif de motorisation afin de protéger ce dernier lorsque l'aiguille palpage (7) est bloquée dans son mouvement, lesdits moyens de sécurité pouvant être obtenus de plusieurs manières différentes. Selon une variante illustrée figure 7a à 7c, l'organe de détection rotatif (6) possède deux aiguilles de palpage (17a, 17b) destinées à contrôler chacune une position de détection (B1, B2). Les deux aiguilles de palpage (17a, 17b) subissent chacune une rotation de sens inverse pour passer de leur position de repos (A), illustrée figure 7a, vers leurs positions de détection respectives (B1, B2), illustrées figures 7b et 7c. Ces aiguilles (17a, 17b) présentent entre elles un écartement angulaire destiné à ne pas gêner le déplacement de la tête qui porte les outils (4) lorsqu'elles trouvent au repos. Cette variante d'exécution à deux aiguilles (17a 17b) limite avantageusement l'espace parcouru par les aiguilles par rapport au trajet qu'effectuerait une aiguille unique pour palper les deux outils. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif contrôle de présence (1), boîtier de commande (2) comprend commutateur d'indexation (37) destiné à permettre l'opération préliminaire d'indexation (37) par apprentissage ainsi qu'un bouton de démarrage destiné à lancer un cycle de détection. I1 comprend également un bouton (39) de remise à zéro ou @@reset>, destiné à réinitialiser le dispositif de contrôle lorsque celui-ci est en position arrêt suite à une anomalie lors du cycle de controle ou de détection. II va de soi que les fonctions de démarrage et de réinitialisation pourraient être commandées par un automate programmable externe ou autre, relié au boîtier commande. On peut noter que le capteur de présence comporte des moyens d'étanchéité non représentés destinés à assurer l'étanchéité de l'enceinte du corps de capteur (5) dans laquelle est situé dispositif de motorisation. On peut également noter que le capteur de présence (3) possède des moyens de réglage de la butée qui indexe la position de repos (A), de manière à pouvoir régler l'amplitude angulaire parcourue par l'aiguille lors d'un cycle de détection une fois que le capteur de présence est positionné. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle (1) de la présence d'un outil ou d'une pièce (4) du type comportant un organe de détection rotatif (6) mobile entre une position de repos (A) et au moins une position de détection (B, 131, B2), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'indexation (MI) qui permettent l'indexation de la position de détection par apprentissage. 2. Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rotation de l'organe de détection (6) entre sa position de repos (A) sa position de détection B1, 132) peut s'effectuer soit dans le sens trigonométrique, soit dans sens inverse. 3, Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce les moyens d'indexation (MI) permettent l'indexation de deux positions de détection (B1, 132) situées de part et d'autre de la position de repos de l'organe de détection rotatif (6), 4. Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur présence (3) qui porte l'organe de détection rotatif (6), l'organe détection étant formé d'une aiguille de palpagé (7) solidaire d'une portion de tube (10) montée pivotante par rapport au corps (5) du capteur autour d'un axe de révolution (ZZ') et commandée en pivotement par un dispositif de motorisation (8). Dispositif de contrôle de présence (1) selon la revendication 4, caractérisé ce qu'il comporte des moyens d'orientations (MO) qui permettent l'inclinaison de l'aiguille de palpage (7) par rapport au plan de pivotement (P) orthogonal à l'axe de révolution (ZZ') de l'organe de détection rotatif (6). 6. Dispositif de contrôle de présence (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'orientation (MO) sont constitues par zone déformable (7a) de l'aiguille de palpage (7). 7. Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de motorisation (8) est un motoréducteur électrique. 8. Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de protection destinés à empêcher l'endommagement de l'outil à détecter (4) par l'aiguille de palpage (7), formés par des moyens de limitation du couple et/ou de la vitesse de rotation de l'élément de détection rotatif (6). 9. Dispositif de contrôle de présence (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'aiguille de palpage (7) comporte des moyens de renfort (11) à son extrémité. 10. Dispositif de contrôle de présence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de détection rotatif (6) porte deux aiguilles de palpage (7).