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BREVET D'INVENTION
Système de commande électrique du tâteur pour la reproduction suivant un modèle ou gabarit.
La présente invention concerne un système de commande électrique du tâteur pour machines-outils détachant des copeaux. L'outil est guidé en dépendan- ce des mouvements qu'exécute un tâteur guidé sur un. modèle, de sorte qu'on obtient une reproduction exacte de ce modèle.
Lorsque la commande du tâteur est posée après coup sur une machine à fraiser existante, la fraise est fixée de la manière usuelle dans la broche de fraisage et le manchon de guidage est serré dans la tête de la broche de fraisage, de sorte que la fraise prend une position fixe, c'est-à-dire qu'elle n'est pas mobile
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dans le sens de l'axe de la broche. Le tâteur est relie rigidement par un bras de jonction avec la pièce de tête, par conséquent également avec la fraise.
L'avancement detâtage s'effectue dans le sers de l'axe de la broche. Cette commande est effec- tuée à l'aide de broches, pignons coniques, vis sans fin et roues hélicoïdales. L'avancement directeur est
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,.la:.nt pn1J de la manière uS1Jelle; on monte seulement un embrayage patinant et un frein à encliquetage, qui, influence par un commutateur oscillant, entre en ac- ';;on à l'instant donné et verrouille le dispositif
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d, ' a 1- an c =:#ia ,i t i¯ nn= 1 t ud 1 na 1 Des deux mouvements, comaardF er ':va;tezr et avancement longitudinal, sont dérivé,-, !: 'l)D.rfr;f' '1t chacun d'un moteur électrique.
:)0.,3 le processus d'usinage,, il faut distinur.,.r neux avancements, à savoir l'avancement de tâtage "t r ".;,-,,.,.,y,m.,i; t; c') l' P" C t, E: 11 J" .
;'0ccment de tâtage ['effectue par rappror:.ert et 1'¯;r<.jn.en:;n CL la pice d'ouvrage, tandis qu.. l''''-',r,"",Y1cc:.:.E.,t directpur s'effectue le long de la .;;i':.C2. T ',-,-V'::'DCCÚ211t directeur est donc perpendiculaire -l l'avancement de P 'i'. ü 't'; .3... r e Lans 1.e ; tr<Es grande types de machines, le ':'.1():"JC "ent d'avancement dii. tâteur est rationnellement >lacl c',u,::: 1c chariot a broche de fraisage.
1()"pf'ol'lllérE.'nt a l'invention, les deux mouve- ments d'avancement sont commandés en dépendance des mouvements d'un tâteur, qui présente le mode de travail de principe suivant.
Le très nombreux points situés près les uns des autres sont tâtés et, en fait, cette densité est réglable par le commutateur oscillant et dépendante du choix de la vitesse d'avancement.
Les mouvements du tâteur sont les suivants :
1 - en direction du modèle,
2 - en s'éloignant du modèle après l'avoir touché,
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3 - en revenant sur le modèle après l'avoir quitté.
Ce tâteur, qui. représente un interrupteur à deux positions, agit sur les circuits de commande de façon qu'un tâtage punctiforme et précis soit possible.
Le tâteur fonctionne en tous sens.
Les conditions que doit remplir la machine destinée à être munie de cette commande sont : comporter un système d'inversion qui permette d'imprimer à la table un mouvement de va-et-vient et d'effectuer un réglage de la course de la table, puis un déplacement, qui s'effectue après chaque course de la table dans une mesure déterminée par rapport au mouvement 'transversal.
Le fraisage de contour s'effectue de telle manière que deux tables rondes, qui sont fixées sur une équerre perpendiculairement à la table et qui sont montées sur la table de travail, sont commandées de fa- çon analogue par un arbre de déplacement, qui est en liaison avec un frein à encliquetageet un embrayage patinant, Un mécanisme d'angle, qui est agencé pour le serrage sur le manchon de guidage de la broche de fraisage, sert à faire travailler la fraise dans le sens horizontal et à perriettre ainsi le fraisage de contour.
Le dispositif conforme à l'invention sert de préférence au façonnage d'estampes pour presses à forger et pour l'industrie des résines artificielles ou applications analogues, ainsi que pour le fraisage de contour de plateaux excentriques suivant des gabarits en tôle.
Le tâteur est guidé ligne à ligne sur la. surface du modèleet l'outil l'est de même sur la pièce d'ouvrage. Un avancement latéral d'une largeur de coupe s'effectue alors à la fin de chaque coupe.
Le mouvement de coupe s'effectue en direction verti- calent l'avancement par degrés s'effectue en direc- tion horizontale.
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Un exemple de réalisation d'une machine à
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1;>aJ zi:1. de reN¯acaction suivant l'invention est illus- tré sur les dessins annexés, qui montrent la construction d'ensemble, la constitution des diverses pièces
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et l'n.3tallato::. des circuits de couu>anàe et de tra- vail.
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.;,t".. l est une vue de face de la machine.
Ja fis. ;' est '1:1(" vue latérale de e la machine. La fiu. 5 est iiaie coupe-cl ovation de la c ornmane , .,-'Cdn¯'',..iC: ne .renversement de marche et dispositif de transmission du mouvement de commande !5 l'arbre .:aon- tant.
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La 1':1....;. 4 est une coupe-élévation du dispositif amorçant le mouvement de counnande par l'arbre mon- "7:<-Ll. t .;l:L8..r 1 ; 1.a broche a console et représentant le rj:1.,:V.J3:T. ':.1.f de COllililutat eur oscillant. La fig. 5 représente le commutateur oscillant. La fig. 6 est une coupe-élévation de la com-
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mande et L<u D;yst.mG Ge verrouillage de l'avancement l01èZ:',tudinal' la fis. 7 représente le frein à encliquetage avec 1',il:>urt de freinage.
La fig. 8 est une coupe-élévation des pièces du mécanisme moteur servant à assurer le mouvement de la table.
La fig. 9 représente le dispositif servant au fraisage de contour suivant des gabarits en tôle.
La fig. 9a est un schéma illustrant le fraisage de contour sans table ronde.
La fig. 10 représente la commande des tables rondes.
La fig. Il est une coupe du tâteur.
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La fin. 12 est un schéma de connexions pour courant tri phase avec moteur réversible.
La fig. 13 est un schéma de connexions pour courant triphasé avec mécanisme de renversement de
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marche.
La fig. 14 est un schéma de travail de dégros- sissage.
La fig. 15 est un schéma de travail de fini- tion.
La machine même est une fraiseuse usuelle (figs. 1 et 2); elle.comporte, entre autres éléments, un pied 1 et une tête 2; cette dernière porte le support 3 du moteur, qui supporte le moteur de frai- sage 4. Ce moteur de fraisage 4 commande la broche de fraisage 7 au moyen de la courroie à section tron- conique 5 et de la poulie à gradins 6. La machine comporte en outre une console en équerre 8, le cha- riot à mouvement croisé 9, la table de travail 10, sur laquelle la pièce d'ouvrage A est serrée, puis la table à modèle 11, qui reçoit le modèle B.
Cette console en équerre 8 est commandée électriquement en direction verticale. Du fait que la table de travail 10 reçoit un mouvement de montée et de descente, le contact 73 (fig. 11) est ouvert et fermé; ce- contact commande le mouvement vertical et également l'avancement longitudinal. Le tâteur sera décrit plus loin avec plus de précision. Par le mode de .travail de principe selon lequel le tâteur 66 est avancé vers le modèle, puis reculé de celui-ci, pour revenir sur ce modèle, le circuit est fermé une fois lorsque le modèle B est touché, pour être ouvert de nouveau lors de la ;descente, et ainsi de suite. Cette ouverture et cette fermeture du circuit commandent, par l'intermédiaire d'un relais auxiliaire 76 (fig.
12 et 13), un relais de renversement de marche 77, qui agit sur le moteur réversible 12 (fig. 1,2 et 12) de telle manière qu'il est mis subitement en rotation à droite ou à gauche. Pour protéger le moteur 12 contre un trop grand chauffage, on intercale en avant dans chaque phase une résistance de protection 78
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('j.f:. ;';"2 et 13). Le mouvement de renversement de marche es!- transmis par le moteur 12, par l'intermédiaire ;l'x;i;¯ r;¯">171y,#z<# 10 (fie. ail mécanisme à vis sans fin :1nf.:,::.:ic'J:1' 1'2:. Ce mécanisme est monté dans le f:",.2t;,;1' oscillant inférieur 15 (fiv. z 2 et 3). Un arbrn montant 16 transmet le mouvement dans le mécan:I.c:lJ1E" vis sans fin supérieur 17 (fig. 1, 2 et 4), qul. de trouve dans le carter oscillant supérieur 18.
En passant par deux pignons coniques 19, le mouvement est ensuite transmisà l'arbre à console 20, qui
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est guicté dans l'écrou 21. On obtient de ce fait le mouvement de montée et; de descente de la console en équerre 8.
Pour pouvoir régler la console en équerre éga-
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lement à la main, l'arbre à pignon conique 22 (fig.4) est muni d'un volant à. main 23. On monte dans le narter oscillant supérieur 18 un embrayage 24, qui permet d'arrêter le mouvement vertical automatique et de régler la hauteur de la console 8 à la main.
En parallèle à ce circuit, qui agit sur le moteur réversible 12, un commutateur oscillant 40-44 (fig. 4 et 5) est actionné; ce commutateur commande
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le circuit de l'aimant d'encliquetage 35 (fig, 6 et 7), qui est nécessaire pour le verrouillage de l'avancement longitudinal. La commande pour l'avancement longitudinal est assurée par le moteur 26 (fig. 2 et 6), qui porte une poulie à courroie tronconique 27 à plusieurs voies, sur la poulie à gradins 28, qui entraîne un mécanisme à vis sans fin 29, qui se trouve dans le carter 30 comportant les paliers de la vis sans fin.
Le mouvement est transmis à un embrayagepatinant 31,
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30 (fi.;. 6), qui peut être réglé à un couple d.e rota- tion déterminé par un écrou 32 et le ressort 33.
Une roue à rochet d'arrêt 34, comportant des dents droites à section.rectangulaire, est calée sur le cône d'embrayage 31, de sorte que le blocage peut se faire
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dans -les deux sens de rotation, parce que le changement de sens de rotation de la table de travail 10 se fait au moteur 26.
Le changement ou renversement de sens se fait dans cette machine électriquement. Les taquets 55 (fig. 1, 2. et qui sont fixés sur la table de tra- vail 10, appuient sur les boutons poussoirs 56 d'un commutateur à boutons poussoirs 37, qui est vissé sur le chariot à mouvements croisés 9. Ceci influence le relais de renversement de marche 79 (fig. 12 et 13) et les pales du moteur 26 sont inversés de façon cor- respondante, ce qui change le sens de rotation du mo- teur.
Un levier d'arrêt 38 (fig. 7, 12 et 13), éta- bli sous la forme d'un levier à deux bras, est mis en action par l'aimant 25 lors du blocage. Lorsque l'aimant 25 se trouve privé de courant, un ressort 39 rappelle le levier d'arrêt 38 et l'avancement longitudinal entre de nouveau en action.
Ce commutateur 40-43 est commandé par la broche à console 20 à l'aide des pignons coniques 19 et de l'arbre 22.Tant que le tâteur tâte une surface plane, le levier de commutateur oscillant 40, qui est entraîné par le cône d'entraînement 41 (fi.g. 4 et 5), le ressort 42 et l'écrou 43, oscille en va-et-vient seulement entre les deux contacts 44 et 45, sans les toucher. liais il peut aussi. se produire au cours de l'usinage d'une surface plane un contact des systèmes de contact 44 et 45, à savoir à la finition et pour augmenter la précision.
Pendant l'oscillation en va-et-vient, il ne se produit pas un verrouillage de l'avancement longitudinal, de sorte. que .la table de travail 10 reçoit un mouvement de va-et-vient sur le chariot à mouvements croisés 9.
Si la pointe tâteuse 66 arrive sur une cavité, de sorte que le mouvement d'abaissement exécuté jusqu'ici par la table, tel qu'il ne se présente qu'a-
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vec une surface plane, est dépassé, le levier de commu- tateur oscillant 40 frappe alors sur le contact 44 ou le contact 45, en fermant le circuit de l'aimant d'encliquetage 25, de sorte que l'encliquetage 34 et 38 entre en action et que l'avancement longitudinal est verrouillé jusqu'à ce que la tige tâteuse 66 bute de nouveau en bas. La table 10 commence immédiatement lemouvement de recul de haut en bas et le levier de commutateur oscillant 40 sépare par conséquent le contact 44 ou 45 touché, puis l'aimant d'encliquetage 25 est prive de courant.
Le ressort de rappel 39 (fig. 7,12 et 13) déverrouille le dispositif d'avancement longitudinal et la table de travail 10 se remet en mouvement.
Le contact 45 (fig. 4 et 5) du commutateur oscillant 40, 43 est fixé de façon immobile sur la console en équerre d. L'autre contact 44 est relié à un levier 44a, qui est monté sur le manchon à cône 46, puis qui peut être réglé sur ce manchon et fixé par serrage à l'aida d'une vis 47. On expliquera plus loin pourquoi ce réglage est nécessaire.
Depuisl'arbre d'embrayagepatinant 48 ( fig .
6 et 8), le .mouvement longitudinal automatique est transmis par l'intermédiaire d'une articulation à rotule 49 àl'arbre mobile 50 et de celui-ci, par l'intermédiaire d'un mécanisme à coude 51 et de deux pignons 52 et 53 à la broche 54 de la table . Si la table de travail 10 doit être déplacée à la main dans le sens longitudinal, il est nécessaire de débrayer ou désaccoupler le dispositif d'avancement longitudinal automatique. Ceci est effectué à l'aide du levier d'embrayage 55 qui dégage le pignon 53 et le pignon conique 57. La table peut être déplacée à la main à l'aide du volant 56.
L'interrupteur de fin de course 58 (fig. 1,
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12 et 13) est monté sur la console 8 et est actionné par le taquet 59 qui est fixé par serrage de façon réglable sur le chariot 9 à mouvements croisés. Cet interrupteur de fin de course 58 sert à obtenir une limitation de la course dans le sens transversal et à arrêter la table de travail 10 dans toute largeur de coupe réglée à volonté. Ainsi qu'on peut le voir par les schémas de connexion des fig. 12 et 13, cet interrupteur de fin de course 58 est placé immédia- tement après le commutateur automatique 75 dans le circuit, de sorte que l'interrupteur de fin de course 58 est en mesure d'arrêter toute la machine.
Le tâteur est établi. sous la forme d'un interrupteur à deux positions etil est rigidement relie par l'arbre 60 et le bras 61 à la tête 2, par conséquent également avec la fraise 62. Le tâteur est réglable dans le sens de la hauteur par rapport à la fraise 62', du fait que le manchon de guidage 63 de la broche de fraisage est mobile au moyen d'un pignon.
En outre, le tâteur doit pivoter autour de l'arbre 60 et se déplacer sur le bras de jonction 61. Il est encore possible d'obtenir, comme réglage de précision, une faculté de réglage supplémentaire de la pointe tâ- teuse 66 par rapport à la fraise 62, du fait que la table à modèle 11 peut être déplacée avec précision à l'aide d'une broche 64 (fig. 1) par rapport au chariot à mouvements croisés 9.
Le tâteur est constitué par un disque 65 (fig.ll) comportant en son centre un appendice portant la pointe tâteuse interchangeable 66 qui est vissée.
A l'extérieur, le disque 65 est meulé sous une forme légèrement convexe afin qu'il puisse être facilement déplacé sur un angle, mais il doit être guidé avec précision dans l'anneau 67. Sur le côté plan, le disque 65 repose sur trois vis de réglage 68. La fixation du tâteur se fait sur l'anneau 67. Une plaque
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élastique 69 est posée sur l'anneau 67 et par dessus le disque 65 ; cette plaque 69 est fixée par serrage sur la périphérie à l'aide du chapeau 70 en matière isolante. Ce chapeau 70 comporte un alésage 71 qui s'élargit vers le bas pour former un épanouis-
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sement plat en forme de cuvette.
Le rapport des diamè- tres au carré (par exemple 6 mm. de diamètre de l'alésage en haut et 60 mm. de diamètre de l'alésage en bas donnent la multiplication 102 - 100) produit alors la multiplication presque sans frottement.
Ce dispositif travaille de façon analogue au mouton hydraulique connu qui transforme une petite force en une grand? force. En effet, avec le tâteur décrit un petit mouvement du tâteur est transformé en un Grand trajet du mercure refoulé, de sorte qu'on peut parler d'un amplificateur de trajet hydraulique.
Dans l'espace creux de la partie supérieure 70 il y
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a, (;0/,,-.1(, liquide de manoeuvre, du mercure qui s'élève jusqu'au niveau indiqué sur la fig. 11. Le réglage
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précis en 1;auhmir est effectué Pi l'aide de vis 68 qui sont également déplacées pour la compensation de
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;nc:e:: différences de température. Si une petite pression est produite verticalement de bas en haut ou latéralement sur la tige tâteuse 66, le refoulement du mercure le fait monter dans l'alésage 71. La vis 72 assure l'amenée du courant dans le mercure. Dans
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la on ucrtE- d,i,i tâteur, le relais auxiliaire 76 (±1-r. lr et 15) et le relais de renversement 77 sont 1-ior2 l. i I.' ''',1 t .
Le 11:C)(121e .w c.-;2 rU1Jl:.- PO :',11!: ,z,1=1tç- :-,,,---.1". <.. - la peinte ;ae¯se 66. Dès que cette pointe t;i;1 1;e 10 :,.0^1. , la mercure s'élève et vient en , .,Àlyu'.. À'T2c lu V:..:3 7J. Le relais auxiliaire 76 est i,,1.1 ±# circuit, de C llG;.l\: que le relais de renversement 77 et le moteur 12 coiuiience, subitement à changer de sens de rotation. La table de travail 10 s'éloi-
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gne de la fraise 6S et la table à modèle 11 s°éc'
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de la pointe tâteuse 66 ; le mercure retombe alors au dessous de la pointe de la vis 73. Le relais auxiliaire 76 est de nouveau privé de courant, de même par conséquent que le relais de renversement de marche 77, 'et il retombe. De ce fait, les pôles du moteur 12 sont inversés et la table 10 remonte contre la tige tâteuse 66.
Le jeu se répète ainsi continuellement. Les vis 72 et 73 sont munies de pointes en métal dur. En cas de non fonctionnement d'un instru- ment intermédiaire, pendant que la pointe tâteuse 6G glisse, le mercure s'élève jusqu'à ce que le contact s'établisse avec la vis 74. De ce fait, le déclancheur rapide de l'interrupteur de protection 75 est mis en action et tout le courant est coupé.
L'interrupteur de protection est, en outre, muni d'un dispo- sitif de déclanchement bi-métallique, de sorte que la machine est également arrêtée en présence d'une autre défectuosité, par exemple un déplacement ferme d.e la broche de fraisage produit par dépassement du courant normal. L'équilibrage de pression est assure dams le tâteur par un alésage élargi 'en Haut.
A la place du Licteur réversible 12, le méca- nisme de renversement de marche peut aussi être monté avec un moteur triphasé 12a (fig. 3). Le circuit, qui commutait le relais de renversement de marche 77 dans la forme de réalisation à moteur réversible, travaille maintenant sur l'aimant d'attraction 80, qui attire un embrayage de renversement de marche 81.
Dès que le circuit est coupé, cet aimant perd sa force, parce qu'il est privé de courant, puis le ressort 82 entre en action et renverse le sens de rotation, l'arbre 83 entraînant le mécanisme à vissans fin inférieur 14 et transmettant le mouvement dans la con- sole 8. Le fraisage de contour (fig.9 et 10) est
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rendu possible du fait que la fraise 62 est amenée dans la position horizontale par une commande à pignon d'angle 85. Une équerre 84 est serrée sur la table de travail 10 et cette équerre reçoit deux tables rondes 86, 87 entraînées de façon analogue.
Une table ronde 86 porte la pice d'ouvrage, le pla-
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teau-came 88 à fraiser et le gabarit en tôle est serre sur l'autre table ronde 87. Un tâteur approprié pour la position horizontale travaille- sur le
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gabarit t 0'"1 t6le. le mouvement vertical électrique reste ,,1:..1 n+;s1'1u au cours du mouvement de la table. Le mou.. vement longitudinal automatique travaille avec l'embra-
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yage patinant 31, 5- et le dispositif de verrouillage 25, 54., 58., par l'intermédiaire de deux pignons 89 - : l, :';0 L' un second arbre de déplacement SI qui ..r.r'cse son action d'entraînement par l'intermédiaire '1 ric-:x. p 1 ; pi i?r; coniques bzz sur l'arbre I3 vis sans fin 93 des tables rondes 86 et 87.
Dans le# très grands types de machines, la commande électrique est placée dans le mouvement trans-
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vf'rsal cü chariot D à mouvements croisés; elle agit donc. sur la broche transversale 05 (fig. 2), qui met <'12 .iifi"i'7,1>,1<.rt le chariut :\ mouvements croises, par con- séquent dans le sens horizontal. Les tables rondes 86 et 87 sont alors disposées horizontalement sur la
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+=1 li 'Je travail 10 et sont également commandées par 1'- 110.1V:TlF:t 1.<onL¯'Lt;;,dInal automatique avec l'encliquetalc- 23, 34, 58 et l'embrayage patinant 51-3:3.
Un GOL;m1..1.tatelr de renversement de marche f'4 est intfrcalé dans le circuit, afin que les parties qui devraient être usinées sur la table ronde dans le procédé de fraisage de contour puissent aussi être reproduites sur la table longitudinale. On serre la pièce d'ouvrage 88 sur l'équerre 84 (fig. 9a).
On fixe parallèlement à cette pièce d'ouvrage le gabarit
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en tôle, puis on tâte tout d'abord la partie supérieure de la périphérie de la pièce d'ouvrage 88 jusqu'aux deux points a, de sorte que le mouvement vertical électrique de la table d'ouvrage de bas en haut s'ef- fectue. On commute ensuite l'interrupteur de renversement de marche 94 et on tâte la partie inférieure de la, pièce d'ouvrage 88 de nouveau jusqu'aux 4.,eux points a, de sorte que le mouvement vertical électrique s'effectue, mais maintenant de haut en bas. Avec cette disposition, il n'est pas nécessaire de prévoir deux tablesronâes, mais on peut reproduire de cette manière toutes pièces d'ouvrage analogues.
Pour finir, on explique les schémas de travail des fig. 14 et 15.
Dans le dégrossissage (fig. 14) on attache le plus d'importance à un grand débit de copeaux et à une faible précision. Ceci peut être obtenu premièrement par le choix d'une grande vitesse d'avancement et deuxièmement par le réglage du commutateur oscillant 40-43, de façon que les deux contacts 44 et 45 soient largement écartés de manière que l'avancement longitudinal ne soit pas interrompu avec la commande verticale ordinaire et que le levier de commutateur oscillant 40 ne fasse qu'osciller sans toucher les contacts 44 et 45; il est ainsi indifférent que les points à -tâter soient étroitement rapprochés parce que le verrouillage de l'avancement de la table se produit déjà avant que la commande verticale électrique soit terminée.
Il s'en- suit que la précision n'est pas dépendante du trajet de contact et du jeu des pièces du mécanisme moteur, mais seulement de la densité des points à tâter. Cette densité peut être réglée à une petite mesure quelconque, de sorte que la précision est extrêmement grande.
Dans les deux figures 14 et 15, pour plus de clarté les points à tâter sont largement écartés, afin que le mode de travail de cette disposition décrite
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soit reconnaissable. On suppose ici que la table de travail 10 se déplace de A vers B, par conséquent dans la direction de la floche.