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MECANISME MOTEUR POUR MACHINES DESTINEES A DES FABRICATIONS DIVERSES, EN
PARTICULIER POUR MACHINES-OUTILS.
Pour la commande de machines destinées à des fabrications diverses, en particulier de machines-outils, on a proposé de rendre la mise en action des dispositifs d'entrainement du ou des moteurs, ou des autres organes du mé- canisme moteur, dépendante de l'émission de paramètres électriques de commande déterminés, par'exemple d'impulsions de fréquences différenteso Dans ces dispo- sitifs il est possible d'enregistrer les différents paramètres de commande sur un support et de les faire se répéter à volonté, de sorte que la machine exécute le processus de fabrication à une cadence quelconque.
L'invention vise un perfectionnement des dispositifs de commande de ce genre et permet de tenir compte de toute variation de sens et de vitesse qui prend naissance dans le processus de fabricationo La particularité du sys- tème moteur, selon l'invention, consiste en ce que, pour chaque sens de dépla- cement de l'outil ou de la pièce à usiner, il est prévu un moteur électrique, à rotation discontinue, dit pas à pas, dont les pôles sont raccordés à un appa- reil pour l'émission de paramètres électriques de commande différents, corres- pondant aux opérations de fabrication;
dans cette disposition, le raccordement se fait par l'intermédiaire d'organes récepteurs individuels, qui réagissent respectivement pour un seul paramètre électrique de commandée Il est recomman- dable d'utiliser, pour le mécanisme moteur, des moteurs pas à pas avec induits doubles ou multiples, qui permettent l'excitation simultanée de plusieurs pô- les conjugués et une augmentation corrélative de l'effort moteurLes paramè- tres électriques de commande peuvent être de genre quelconque., Pour la mise en oeuvre pratique de l'invention, des paramètres de commande sous forme de groupes d'impulsions de fréquences différentes présentent une importance par- ticulièreo Dans l'utilisation de tels groupes d9impulsions avec des fréquences différentes,
le raccordement du ou des moteurs pas à pas à l'appareil émetteur se fait par l'intermédiaire d9organes récepteurs dépendant de la fréquence.
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Dans le cas où il s'agit d'une mise en action répétée du mécanis- me moteur pour l'exécution de la même opération, il est recommandable d'uti- liser comme appareil émetteur un appareil pour la reproduction des paramètres électriques de commande enregistrés sur un support. Dans ce cas, l'enregistre- ment des paramètres électriques de commande peut être conjugué de façon très simple avec l'établissement d'un modèle, en adjoignant au mécanisme moteur, pour chaque sens de déplacement, un organe de mise en action, avantageusement un volant auquel est accouplé un dispositif pour la création ou pour l'explo- ration des différents paramètres électriques de commande et qui peut être re- lié au dispositif émetteur qui peut être inversé pour l'enregistrement.
Dans l'équipement précité d'une machine munie du dispositif pour la création,l'exploration et l'enregistrement des paramètres électriques de commande, l'invention, dans la suite de son développement, recommande de dis- poser un inverseur qui, dans une position, réunit le dispositif pour la créa- tion ou l'exploration des différents paramètres électriques de commande avec l'appareil émetteur inversé pour l'enregistrement, et qui dans l'autre posi- tion raccorde l'appareil émetteur, inversé sur la reproduction, au ou aux mo- teurs pas à pas. Lorsque la machine doit être également établie pour la comman- de à la main normale, il est préférable de munir l'inverseur d'une troisième position neutre, qui permet de desservir de façon simple la machine à la main, sans enregistrement ou reproduction de paramètres électriques de commande.
L'objet de l'invention est représenté plus en détail, à titre d'e- xemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels:
Fig. 1 est le schéma d'un montage pour l'enregistrement d'un pro- cessus de déplacement, et pour la reproduction du processus de déplacement En- registré;
Fig. 2 est la représentation en perspective d'une fraiseuse avec deux déplacements perpendiculaires l'un à l'autre.
Selon la Fig. 1, le dispositif comporte un générateur 1 à fré- quences multiples, auquel on peut emprunter six fréquences différentes. Les fréquences sont raccordées aux secteurs de contact a, b, c, d, e, f, d'un disque à contacts 2. Les secteurs de contact sont disposés en couronna et peuvent être explorés au moyen d'un frotteur 3 qui est monté sur l'arbre 4 et peut être mis en rotation au moyen d'un volant 5. L'arbre 4 peut en même temps permettre la commande d'un outil dont le mouvement doit être enregistré en vue d'une reproduction automatique ultérieure. Le générateur de fréquen- ce est raccordé par le frotteur 3 à un interrupteur sélecteur 6, qui contrô- le la liaison du générateur de fréquence avec un appareil électromagnétique d'enregistrement de fréquence 7.
Dans l'enregistrement des fréquences corres- pondant au déplacement considéré, l'interrupteur 6 se trouve dans la posi- tion visible sur la Fig. 1. Pour la reproduction, on peut amener l'inter- rupteur 6 dans la deuxième position de manoeuvre pour laquelle il relie l'ap- pareil 7, alors inversé sur la reproduction, par l'intermédiaire d'un appa- reil de commande 8, à un moteur pas à pas 9. L'interrupteur 6 peut être pré- vu pour une troisième position de manoeuvre, lorsque l'on veut pouvoir com- mander la machine à la main de façon normale.
L'appareil de commande 8 renferme six organes de couplage sensi- bles à la fréquence, qui sont respectivement accordés aux six fréquences en- registrées, et sont affectés à des pôles a', b', c', d', e', f'. Les courants alternatifs de fréquences différentes amenés à l'appareil de commande 8 sont individuellement amplifiés et redressés pour l'exécution du couplage voulu.
Pour une machine selon la Fig. 2, deux montages suivant la Fig.l sont nécessaires, car il faut, au moyen des volants 5a et 5b, commander deux déplacements perpendiculaires l'un à l'autre, à savoir le déplacement longitu- dinal du support 11 qui porte la pièce à usiner 10 et le déplacement transver- sal du support 13 qui porte l'outil 12. Pour chaque système de commande, on peut prévoir un dispositif d'enregistrement particulier. Mais il est possi- ble également sans difficultés, d'enregistrer sur un seul appareil les fré- quences correspondant aux déplacements, et de les reproduire à l'aide d'un
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autre appareil.
Il est alors naturellement nécessaire que les fréquences pour l'enregistrement du déplacement longitudinal soient distinctes des fréquences de l'enregistrement transversal, et que 1?appareil de commande 8 comporte des moyens pour le filtrage des fréquences superposéeso Sur la Figo 2 les systèmes de contact qui sélectionnent la fréquence à enregistrer sont désignés par 2a et 2b, et les moteurs pas à pas qui opèrent l'entraînement des supports sont désignés par 9a et 9bo
Dans la disposition suivant la Figo 1, qui comporte six fréquen- ces différentes, toutes les six fréquences sont enregistrées dans un tour du volant 4.
Plus le volant est tourné rapidement, plus courts deviennent les in- tervalles des différents enregistrements de fréquenceo Lors de l'inversion du sens de rotation du volant, la succession des enregistrements des fréquences est, de même, inverséeo Lors de la reproduction, les pôles successifs a', b', etc..
du moteur pas à pas 9 sont excités dans l'ordre même suivant lequel les fréquences correspondantes ont été enregistréeso En conséquence, l'induit du moteur pas à pas 9 exécute à chaque manoeuvre les mouvements de rotation que le volant 5 a accomplis dans l'enregistremento
Pour obtenir une reproduction aussi exacte que possible des dépla- cements du volant 5, de petits pas de manoeuvre sont désirableso Cela néces- site, dans le montage selon la Figo 1 1?utilisation d'un système de contacts 2, 3 à contacts nombreux ainsi que d'un moteur pas à pas 9 à pôles nombreux et d'un générateur de fréquence qui produit un nombre correspondant de fréquences.
On peut cependant, avec une subdivision poussée du système de con- tacts, et quand on équipe le moteur pas se pas avec des pôles en nombre voulu, 'réduire considérablement le nombre nécessaire des fréquenceso Il est alors seulement nécessaire de réunir par groupes les armatures de contacts a-f et @ les pôles a'-f'; on peut par exemple réunir l'un à l'autre les contacts a et b, b et e, c et f, et de la même façon, les pôles a' et b', b' et e', c' et f'
Pour la synchronisation des mouvements d'avance avec l'enregis- trement des paramètres de commande, on peut disposer sur les différentes bro- ches d'entraînement de la machine et sur l'appareil d'enregistrement, des comp- teurs qui sont équipés pour marche avant et marche arrière.
A chaque position de l'outil et de la pièce correspond un nombre déterminé de compteurs. De fa- çon correspondante, le compteur relié au support d'enregistrement indiquera pour chaque position un numéro déterminée Si les numéros des compteurs sont dé- terminés au début de la première série d'opérations, on peut commencer la mê- me opération aussi souvent que l'on veut avec les mêmes valeurs numériques.
De même,lors d'une interruption de l'opération de fabrication., par exemple lors du changement d'un outil avarié pendant l'opération, on peut, à l'aide des nombres indiqués par les compteurs, faire en sens inverse un déplacement de réglage éventuellement nécessaire et amener ainsi le nouvel outil dans la po- sition correcte de travailo
Il est alors nécessaire naturellement que 1?arrêt du support d'enregistrement s'opère simultanément avec la mise hors circuit de la ma- chineo
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1 - Mécanisme moteur pour machines destinées à des fabrications diverses, en particulier pour machines-outils, caractérisé par le fait que pour chaque sens de déplacement de l'outil ou de la pièce à usiner, il est prévu un moteur électrique pas à pas,
dont les pôles sont raccordés à un ap- pareil pour l'émission de paramètres électriques de commande correspondant au processus d'opération par l'intermédiaire d'organes récepteurs indivi- duels, qui réagissent respectivement chacun pour un seul paramètre électri- que de commande.
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MOTOR MECHANISM FOR MACHINES INTENDED FOR VARIOUS MANUFACTURING, IN
SPECIAL FOR MACHINE-TOOLS.
For the control of machines intended for various manufactures, in particular machine tools, it has been proposed to make the actuation of the drive devices of the motor (s), or of the other parts of the motor mechanism, dependent on the system. 'emission of determined electrical control parameters, for example pulses of different frequencies o In these devices it is possible to record the various control parameters on a medium and have them repeated at will, so that the machine runs the manufacturing process at any rate.
The invention aims to improve control devices of this type and makes it possible to take into account any variation in direction and speed which arises in the manufacturing process. The particularity of the motor system, according to the invention, consists in that that, for each direction of movement of the tool or of the workpiece, an electric motor is provided, with discontinuous rotation, called step by step, the poles of which are connected to a device for transmission different electrical control parameters corresponding to the manufacturing operations;
in this arrangement, the connection is made by means of individual receiving members, which react respectively to a single electrical control parameter. It is recommended to use, for the motor mechanism, stepper motors with double armatures or multiple, which allow the simultaneous excitation of several conjugate poles and a corresponding increase in motor effort. The electrical control parameters can be of any kind., For the practical implementation of the invention, parameters of control in the form of groups of pulses with different frequencies are of particular importance o In the use of such groups of pulses with different frequencies,
the connection of the stepping motor (s) to the transmitting device is effected by means of frequency dependent receiving organs.
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In the case where it is a question of repeatedly activating the motor mechanism to perform the same operation, it is advisable to use as the transmitter device a device for the reproduction of the electrical control parameters. recorded on a medium. In this case, the recording of the electrical control parameters can be combined in a very simple way with the establishment of a model, by adding to the motor mechanism, for each direction of movement, an actuating member, advantageously a steering wheel to which is coupled a device for creating or for exploring the various electrical control parameters and which can be linked to the emitting device which can be inverted for recording.
In the aforementioned equipment of a machine provided with the device for creating, exploring and recording electrical control parameters, the invention, in the course of its development, recommends having an inverter which, in one position, brings together the device for the creation or exploration of the various electrical control parameters with the inverted transmitter device for recording, and which in the other position connects the transmitter device, reversed on the reproduction, to the stepper motor (s). When the machine must also be set up for normal hand control, it is preferable to provide the change-over switch with a third neutral position, which allows the machine to be easily serviced by hand, without recording or reproducing electrical control parameters.
The object of the invention is shown in more detail, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is the diagram of a montage for recording a displacement process, and for reproducing the recorded displacement process;
Fig. 2 is the perspective representation of a milling machine with two displacements perpendicular to one another.
According to FIG. 1, the device comprises a generator 1 with multiple frequencies, from which six different frequencies can be borrowed. The frequencies are connected to the contact sectors a, b, c, d, e, f, of a contact disc 2. The contact sectors are arranged in a crown and can be explored by means of a wiper 3 which is mounted on the shaft 4 and can be rotated by means of a handwheel 5. The shaft 4 can at the same time allow the control of a tool whose movement is to be recorded for subsequent automatic reproduction. The frequency generator is connected by the wiper 3 to a selector switch 6, which controls the connection of the frequency generator with an electromagnetic frequency recording device 7.
In the recording of the frequencies corresponding to the displacement considered, the switch 6 is in the position visible in FIG. 1. For reproduction, the switch 6 can be brought into the second operating position for which it connects the device 7, then inverted on the reproduction, by means of a control device. 8, to a stepping motor 9. Switch 6 can be provided for a third operating position, when it is desired to be able to control the machine by hand in the normal way.
The control unit 8 contains six frequency-sensitive coupling members, which are respectively tuned to the six stored frequencies, and are assigned to poles a ', b', c ', d', e ', f '. The alternating currents of different frequencies supplied to the control unit 8 are individually amplified and rectified to perform the desired coupling.
For a machine according to FIG. 2, two assemblies according to Fig.l are necessary, because it is necessary, by means of the handwheels 5a and 5b, to control two movements perpendicular to one another, namely the longitudinal movement of the support 11 which carries the part 10 and the transverse movement of the support 13 which carries the tool 12. For each control system, a particular recording device can be provided. But it is also possible without difficulty, to record on a single device the frequencies corresponding to the movements, and to reproduce them using a
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other device.
It is then naturally necessary that the frequencies for the recording of the longitudinal displacement are distinct from the frequencies of the transverse recording, and that the control apparatus 8 comprises means for the filtering of the superimposed frequencies. In Fig. 2 the contact systems which select the frequency to be recorded are designated by 2a and 2b, and the stepper motors which operate the drive of the supports are designated by 9a and 9bo
In the arrangement according to Fig. 1, which has six different frequencies, all six frequencies are recorded in one revolution of the steering wheel 4.
The faster the handwheel is turned, the shorter the intervals of the different frequency recordings become o When reversing the direction of rotation of the handwheel, the succession of frequency recordings is likewise reversed o During playback, the poles successive a ', b', etc.
of the stepping motor 9 are energized in the same order in which the corresponding frequencies have been recorded o Consequently, the armature of the stepping motor 9 executes with each maneuver the rotational movements that the flywheel 5 has performed in the recording
In order to obtain as exact a reproduction as possible of the movements of the flywheel 5, small maneuvering steps are desirable. This necessitates, in the assembly according to Fig. 1 1? The use of a contact system 2, 3 with numerous contacts as well as a 9-pole stepper motor with many poles and a frequency generator which produces a corresponding number of frequencies.
However, with a thorough subdivision of the contact system, and when the stepper motor is fitted with the required number of poles, the necessary number of frequencies can be considerably reduced. It is then only necessary to group the armatures together. of contacts af and @ the poles a'-f '; we can for example join together the contacts a and b, b and e, c and f, and in the same way, the poles a 'and b', b 'and e', c 'and f '
In order to synchronize the feed movements with the recording of the control parameters, counters can be placed on the various drive spindles of the machine and on the recording device which are equipped for forward and reverse.
Each position of the tool and the part corresponds to a determined number of counters. Correspondingly, the counter connected to the recording medium will indicate a determined number for each position. If the counter numbers are determined at the start of the first series of operations, the same operation can be started as often. that we want with the same numerical values.
Likewise, during an interruption of the manufacturing operation, for example when changing a tool damaged during the operation, it is possible, using the numbers indicated by the counters, to reverse adjustment movement that may be necessary and thus bring the new tool into the correct working position.
It is then naturally necessary for the stopping of the recording medium to take place simultaneously with the switching off of the machine.
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1 - Motor mechanism for machines intended for various manufactures, in particular for machine tools, characterized in that for each direction of movement of the tool or of the workpiece, there is provided a stepping electric motor,
the poles of which are connected to an apparatus for the transmission of electrical control parameters corresponding to the operating process by means of individual receiving members, which each react respectively to a single electrical control parameter .