Brevet FR2804049A1 — publié le 20010727

La présente invention se rapporte à une machine pneumatique d'usinage destinée, en particulier, à être utilisée dans l'industrie aéronautique. Les machines pneumatiques sont largement répandues et sont souvent préférées à des machines à entraînement électrique en raison de leurs performances. Ainsi, on connaît, dans l'état de la technique, des machines pneumatiques d'usinage, du type comprenant une broche porte- outil, des moyens moteurs pneumatiques assurant l'entraînement de la broche et une unité centrale dans laquelle sont stockés des programmes de commande des moyens moteurs pour le déroulement de cycles d'usinage en fonction du type d'outil porté par la broche, ladite broche étant dotée de moyens de codage du type d'outil qu'elle porte et la machine étant munie de moyens de lecture des moyens de codage raccordés à l'unité centrale pour fournir à cette dernière des informations portant sur l'outil monté sur la broche. Dans ce type de machine, dans laquelle on procède automatiquement à une détection du type d'outil monté sur la broche, il est possible d'adapter le fonctionnement de la machine de manière à lancer des programmes d'usinage spécifiques, en fonction des taches à réaliser. Généralement, les moyens de codage sont agencés sous la forme de protubérances ou de trous ménagés sur la surface externe de la broche porte- outil et les moyens de lecture de ces moyens de codage se présentent sous la forme d'un palpeur venant s'appliquer sur la surface de la broche portant le code. Cette technique de codage présente un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du fait qu'elle nécessite que la surface codée soit exempte de salissures. En outre, elle ne permet pas de s'affranchir efficacement d'une variation du diamètre de la broche porte-outil. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. Elle a donc pour objet une machine d'usinage comprenant une broche porteoutil, des moyens moteurs assurant l'entraînement de la broche et, une unité centrale dans laquelle sont stockés des programmes de commande des moyens moteurs pour le déroulement de cycles d'usinage en fonction du type d'outil porté par la broche, ladite broche étant dotée de moyens de codage du type d'outil qu'elle porte et la machine étant pourvue de moyens de lecture des moyens de codage raccordés à l'unité centrale pour fournir à cette dernière des informations portant sur l'outil monté sur la broche, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de sélection parmi les programmes stockés dans l'unité centrale du programme correspondant à l'outil porté par la broche et dont les moyens de codage sont lus par les moyens de lecture. La machine d'usinage selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens de codage sont agencés sous la forme d'un ensemble de gorges annulaires ménagées sur la surface périphérique de la broche et les moyens de lecture sont constitués par des moyens de détection sans contact desdites gorges, - les moyens de lecture des moyens de codage comportent un réseau de fibres optiques tournées vers les gorges et destinées à la détection de la présence desdites gorges sur la broche, - le réseau de fibres optiques comprend des fibres optiques de détection de la présence desdites gorges et à chacune desquelles est associée une fibre optique d'éclairement de la surface périphérique de la broche portant lesdites gorges, - chaque fibre optique d'éclairement associée à une fibre optique de détection de la présence d'une gorge est montée en faisceau avec la fibre optique de détection associée et assure son éclairement par réflexion sur la surface périphérique de la boche, - chaque fibre optique d'éclairement et sa fibre optique de détection de la présence d'une gorge sont montées en regard l'une de l'autre à une distance de l'axe de la broche comprise entre la distance audit axe du fond de la gorge correspondante et celle de la surface extérieure de la broche, - les moyens de sélection comprennent dans l'unité centrale des moyens de comparaison entre un mot élaboré à partir du signal véhiculé par le réseau de fibres optiques et un ensemble de mots stockés en mémoire dans l'unité centrale correspondant chacun à un type d'outil d'usinage et à chacun desquels est associé un programme d'usinage correspondant, - elle comporte trois fibres optiques pour l'élaboration d'un mot de trois chiffres binaires servant à piloter le déroulement de programmes d'usinage correspondants, - la broche porte-outil comporte en outre un code visuel destiné à indiquer à un opérateur le type d'outil à monter sur la broche, le type d'outil indiqué par le code visuel correspondant au type d'outil codé par les moyens de codage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une machine d'usinage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la broche porte-outil sur laquelle sont ménagés les moyens de codage et des moyens de lecture de ces moyens de codage, et - la figure 3 est une vue de détail de la broche porte-outil portant les moyens de codage auxquels est associé un autre mode de réalisation des moyens de lecture. Sur la figure 1, on a représenté une vue en perspective du châssis d'une machine d'usinage conforme à l'invention, désignée par la référence numérique générale 10. La machine 10 comporte, principalement, montée sur le châssis 12, un moteur pneumatique (non représenté) assurant, par l'intermédiaire d'un jeu de pignons, I'entraînement d'une broche porte-outil 14. Comme cela est classique, la broche porte-outil peut être montée sur un chariot déplaçable longitudinalement, lui-même monté sur une vis entraînée par un moteur électrique basse tension, par exemple un moteur pas à pas, de manière à piloter l'avance et le retrait de l'outil monté sur la broche 14. Par ailleurs, le châssis 12 porte une unité de centrale de traitement 16 dans laquelle sont stockés des programmes de commande du fonctionnement de la machine et en particulier du moteur pneumatique et, le cas échéant, du moteur électrique, de manière à assurer le déroulement de cycles d'usinage, et ce, en fonction du type d'outil porté par la broche 14. Sur la figure 1, par souci de clarté, seules la broche porte-outil 14 et l'unité centrale 16 ont été représentées. En se référant également à la figure 2, la broche porte-outil 14 porte, sur sa surface externe, un code visuel 18, se présentant par exemple sous la forme de marques répertoriées, permettant d'indiquer à un opérateur le type d'outil qu'il convient de monter sur la broche 14. Par ailleurs, la broche 14 comporte des moyens de codage 20 supplémentaires se présentant sous la forme de gorges annulaires 22, 24 et 26 prévues au voisinage de la zone par laquelle elle vient se monter sur l'arbre de la machine. Les gorges 22, 24 et 26 constituent un code optique. Elles sont associées à des moyens de lecture 28 de ce code, constitués par des moyens de détection à distance des gorges 22, 24 et 26. Comme on le voit en particulier sur la figure 2, les moyens de lecture 28 comportent des ensembles de fibres optiques 30, 32 et 34 destinés chacun à la détection d'une gorge. Pour ce faire, I'extrémité libre de chacune des fibres optiques est tournée vers un emplacement prévu pour l'une des gorges, I'extrémité opposée étant raccordée à un connecteur 36 de l'unité centrale 16 (figure 1). Les ensembles de fibres optiques 30, 32 et 34 sont chacun placés dans une gaine de protection, telle que 37 dans laquelle est ménagé un trou latéral 37a pour le passage de la lumière, et sont montés axialement déplaçables dans un fourreau 38, 40, 42 dont l'une des branches, telle que la tranche 44 du fourreau 38, reçoit les fibres optiques 30 et dont l'autre branche, 46, reçoit, par exemple, une vis 48 permettant le blocage en position des fibres optiques. Les ensembles de fibres optiques 30, 32, 34 comportent en fait chacun une fibre émettrice 30a, 32a, 34a et une fibre réceptrice ou de lecture 30b, 32b, 34b de la lumière émise par la fibre émettrice et réfléchie par la surface de la broche 14. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 3, aux gorges 22, 24, 26 de la broche 14 sont associées des fibres optiques d'éclairement 50a, 52a, 54a et des fibres optiques de lecture 50b, 52b, 54b. Chaque fibre optique d'éclairement 50a, 52a, 54a, et sa fibre optique b, 52b, 54b de détection ou de lecture de la présence d'une gorge 22, 24, 26 sont montées en regard l'une de l'autre à une distance de l'axe de la broche 14 comprise entre la distance audit axe du fond de la gorge correspondante et celle de la surface périphérique externe de la broche 14. Ainsi dans le cas de la présence d'une gorge dans le faisceau lumineux émis par l'une des fibres 50a, 52a, 54a, il y a éclairement direct de la fibre optique de lecture 50b, 52b, 54b correspondante et en cas d'absence de gorge il y a masquage par la broche 14 de la lumière émise par la fibre d'éclairement de sorte que la fibre de lecture correspondante n'est pas éclairée. Comme on le conçoit, la présence d'une gorge 22, 24 et 26 provoque une modification consécutive de l'intensité lumineuse du signal optique transmis par la fibre optique de lecture correspondante, à l'unité centrale 16. Après traitement, notamment par filtrage, et comparaison des signaux optiques avec un seuil de détection de gorge, cette dernière élabore un mot. Par exemple, dans l'exemple représenté sur la figure 2, dans lequel la broche porte-outil 14 comporte trois gorges, le mot élaboré par l'unité centrale de traitement 16 est " 111 ". Au contraire, une absence de gorges se traduit par l'élaboration d'un mot " 000 ". Comme on le conçoit, un tel mot est interprété comme une absence de broche porte-outil. Après élaboration du mot, I'unité centrale 16 procède, à l'aide d'un algorithme approprié, à une comparaison du mot avec un ensemble de mots stockés en mémoire et correspondant chacun, d'une part, à un type d'outil d'usinage monté sur la broche porte-outil, qui correspond au type d'outil indiqué par le code visuel 18, et, d'autre part, à un programme d'usinage qui est adapté à l'outil. Le programme ainsi récupéré est alors lancé pour procéder à l'usinage d'une pièce. Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, dans lequel l'arbre porte outils est doté de trois gorges et les moyens de lecture 28 comportent trois fibres optiques, sept programmes d'usinage, qui correspondent chacun à un type d'outil spécifique, peuvent être lancés. On conçoit cependant que la broche 14 peut être dotée d'un nombre supérieur ou inférieur de telles gorges, en fonction du nombre d'outils que la machine est capable de recevoir. Bien entendu, dans ce cas, on prévoit un nombre de fibres optiques correspondant. On conçoit que l'invention qui vient d'être décrite, qui utilise des moyens de détection sans contact des gorges permet de s'affranchir de toute variation de diamètre des broches porte-outil. Il a en outre été constaté que l'utilisation de moyens de codage se présentant sous la forme d'un code optique et de moyens de détection comportant des fibres optiques permet une détection efficace du type d'outil porté par la broche, même en cas de présence de salissures. Bien que dans les exemples décrits précédemment l'invention s'applique à une machine d'usinage pneumatique, on comprend aisément qu'elle puisse s'appliquer à toute machine d'usinage utilisant une multiplicité d'outils et contenant dans son unité centrale de traitement des programmes adaptés aux différents outils utilisés. REVENDICATIONS 1. Machine d'usinage comprenant une broche porte-outil (14), des moyens moteurs assurant l'entraînement de la broche et, une unité centrale (16) dans laquelle sont stockés des programmes de commande des moyens moteurs pour le déroulement de cycles d'usinage en fonction du type d'outil porté par la broche (14), ladite broche étant dotée de moyens de codage (20) du type d'outil qu'elle porte et la machine étant pourvue de moyens de lecture (28) des moyens de codage raccordés à l'unité centrale (16) pour fournir à cette dernière des informations portant sur l'outil monté sur la broche, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de sélection parmi les programmes stockés dans l'unité centrale du programme correspondant à l'outil porté par la broche et dont les moyens de codage sont lus par les moyens de lecture. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de codage sont agencés sous la forme d'un ensemble de gorges (22, 24, 26) annulaires ménagées sur la surface périphérique de la broche (14) et en ce que les moyens de lecture (28) sont constitués par des moyens de détection sans contact desdites gorges. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de lecture (28) des moyens de codage comportent un réseau de fibres optiques (30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b; 50a, 50b, 52a, 52b, 54a, 54b) tournées vers les gorges et destinées à la détection de la présence desdites gorges sur la broche (14). 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le réseau de fibres optiques comprend des fibres optiques (30b, 32b, 34b; 50b, 52b, 54b) de détection de la présence desdites gorges et à chacune desquelles est associée une fibre optique (30a, 32a, 34a; 50a, 52a, 54a) d'éclairement de la surface périphérique de la broche (14) portant lesdites gorges (22, 24, 26). 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que chaque fibre optique d'éclairement (30a, 32a, 34a) associée à une fibre optique (30b, 32b, 34b) de détection de la présence d'une gorge (22, 24, 26) est montée en faisceau avec la fibre optique de détection associée et assure son éclairement par réflexion sur la surface périphérique de la boche (14). 6. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que chaque fibre optique (50a, 52a, 54a) d'éclairement et sa fibre optique (50b, 52b, 54b) de détection de la présence d'une gorge (22, 24, 26) sont montées en regard l'une de l'autre à une distance de l'axe de la broche (14) comprise entre la distance audit axe du fond de la gorge (22, 24, 26) correspondante et celle de la surface extérieure de la broche (14). 7. Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de sélection comprennent dans l'unité centrale (16) des moyens de comparaison entre un mot élaboré à partir du signal véhiculé par le réseau de fibres optiques et un ensemble de mots stockés en mémoire dans l'unité centrale correspondant chacun à un type d'outil d'usinage et à chacun desquels est associé un programme d'usinage correspondant. 8. Machine selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte trois fibres optiques (30a, 32a, 34a, 30b, 32b, 34b, 50a, 52a, 54a, 50b, 52b, 54b) pour l'élaboration d'un mot de trois chiffres binaires servant à piloter le déroulement de programmes d'usinage correspondants. 9. Machine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la broche (14) porte-outil comporte en outre un code visuel (18) destiné à indiquer à un opérateur le type d'outil à monter sur la broche, le type d'outil indiqué par le code visuel correspondant au type d'outil codé par les moyens de codage.