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DISPOSITIF DE COMMANDE POUR MACHINES A COPIER.
L'invention a trait à un dispositif de commande pour machines à copier avec palpeur électrique explorant électriquement le modèle et com- mandant les mouvements de l'outil. On sait, en ce qui concerne ces disposi- tifs de commande, que la pression d'exploration ou le mouvement du palpeur peut être transformé en impulsions de commande agissant sur des moteurs qui déplacent le porte-outil.
L'invention se propose de perfectionner la commande pour pou- voir effectuer aussi des travaux d'usinage exigeant des mouvements relative- ment complexes de l'outilo
On a constaté qu'il suffit, pour de nombreuses applications pratiques, d'une succession de mouvements commençant par le mouvement dans un sens, cessant par le mouvement dans le sens opposé, et dans laquelle trois sens de mouvements sont disponibles pour la transition.
Suivant l'invention, les cinq impulsions de commande nécessaires à cet effet sont dérivés de la pression d'exploration et respectivement du mouvement du palpeur, à l'aide d'un dispositif à contacts actionné par le palpeur et contenant deux contacts commutateurs avec position intermédiaire neutre, disposés de telle sorte que, lorsque la pression d'exploration augmente ou lorsque la déviation du palpeur se poursuit, la mise en action du premier contact commutateur soit terminée avant que la mise en action du deuxième contact commutateur ne commence.
Pour pouvoir répondre à des conditions plus rigoureuses exigeant un usinage complet des -contours de pièces, une nouvelle caractéristique de l'in- vention offre la possibilité d'augmenter le nombre des directions de mouve- ments possibles. On décrira cette possibilité en détail ci-après, ainsi que d'autres caractéristiques de l'invention, en se référant aux dessins ci-joints, donnés à titre d'exemples non limitatifso
La machine représentée aux figo 1 et 2 est ce qu'on appelle
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une fraiseuse par en-dessus, dans laquelle la pièce se trouve au-dessous du porte-outil. 1 est la colonne de :la machine sur laquelle le bras 2 à mou- vement angulaire est monté rotatif.
Le mouvement de ce bras est produit par un moteur 3 fixé au bras 2 et dont l'extrémité de l'arbre, extrémité qui est en forme de- vis sans fin 4, engrène après une couronne hélicoïdale 5 fixée à la colonne 1. Le bras 2 porte un support 6 dont le déplacement est produit par le moteur 7. Un moteur 8, fixé rigübement au support, entraîne la fraise @ 9. Une couronne 10 est fixée à l'extrémité inférieure ou au flasque de pa- lier inférieur du moteur 8, et une coquille 12 rétrécie vers le bas en forme d'anneau est suspendue à cardan dans cette couronne 10 au moyen d'une couron- ne intermédiaire llo La douille 13 servant de palpeur est fixée interchan- geable à la partie en forme d'anneau de cette coquille et elle entoure l'ar- bre 14 de la fraise avec un certain jeu.
La coquille 12 est reliée, au moyen des bras 15 qui passent autour du moteur 8, au doigt -coulissant 16 qui s'en- gage dans l'extrémité, évidée coniquement, d'une broche de pression 17 coulis- sant dans le sens vertical et transmettant les mouvements du palpeur à un dispositif à contacts par l'intermédiaire de cette cheville à pression. La pièce à travailler est constituée par un empilage de tôles 18, qui doivent être découpées suivant le gabarit 19.
Le dispositif à contacts est constitué par deux leviers 20,21, oscillants et s'appuyant sur des ressorts. Des plots de contacts adaptés à ces leviers forment entre eux et avec des plots correspondants portés par le bottier 22; quatre contacts K1, K2, K3 et K. Pendant son mouvement coulissant vertical, la broche à pression 17 agit sur le levier 20 de telle sorte que ce levier 20 passe du contact K1, qui est normalement fermé, au contact K2, ce qui fait passer le levier 21, de manière correspondante, de K3 à K . Ces commutations sont utilisées pour l'émission de cinq impulsions de commande agissant sur des relais R1....R4 et RH pour la mise en action d'accouplements magnétiques U1.... U3.
Les accouplements U1 et U2 sont af- fectés au moteur 7 : lorsque l'accouplement U est embrayé, l'outil se rapproche de la pièce, et lorsque c'est l'accouplement U2 qui est embrayé, l'outil s'éloigne de la pièce. L'accouplement U3 est affecté au moteur 3; lorsqu'il est embrayé, un mouvement angulaire est imprimé au bras de support 2.
Pour expliquer l'opération de commande, on supposera d'abord que tous les éléments représentés en traits discontinus dans la fig. 2 man- quent, et que les pièces de jonction 23 sont réalisées. Dans la position de repos du palpeur, les contacts K1 et K2 sont fermés et les accouplements U2 et U3 sont libérés. Le relais R1 est mis sous tension par le contact K1.
L'une des extrémités de la bobine du relais RL est reliée à la ligne princi- pale P2 à courant faible, tandis que l'autre- extrémité aboutit au contact K1.
Le contre-contact, porté par le levier de contact 20, est relié électriquement à la masse du palpeuro La masse du palpeur est reliée à la ligne principale N2 du réseau à courants faibles, par l'intermédiaire des bornes 24;le relais R2 ferme son contact de travail, ce qui fait que.le râlais auxiliaire R re- çoit aussi du courant. Le relais auxiliaire RH se maintient alors par son contact de travail supérieur et par le contact de repas fermé du relais-R2 lui-même L'accouplement magnétique U1, qui provoque l'avancement de l'outil. vers la pièce et le gabarit, est mis en circuit par le contact de travail inférieur du relais RH.
L'un des plots du contact de travail inférieur de RH est relié à la ligne principale N1 à courant fort, et l'autre plot de ce contact de travail est relié électriquement à l'accouplement magnétique U1; l'autre extrémité de cet accouplement est reliée a la ligne principale à
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courant fort F a L'outil est donc rapproché de la pièce. Dès que lé palpeur rencontre le gabarit et qu'il est dévié en conséquence, le contact K1 s'ouvre.
Le relais R1 cesse de recevoir du courant et il laisse retomber son armature,
Le contact de repos de R1 est fermé, ce qui met sous tension l'accouplement magnétique U du moteur 3 commandant le mouvement angulaire du bras 2. La borne de gauche du contact de repos de R1 est reliée à la ligne principale
N1 du réseau à courant fort. La borne de droite est reliée à l'un des pôles de l'accouplement magnétique U3 par l'intermédiaire du contact de repos fermé du relais R4. L'autre plot de l'accouplement magnétique U3 est relié à la ligne principale P à courant fort. Les deux moteurs d'entraînement tournent alors, de sorte que l'outil effectue un mouvement résultant qui le rapproche de la pièce.
En conséquence le palpeur est maintenant encore déplacé avec une plus grande force vers le gabarit, de sorte que sa déviation est encore plus grande, jusqu'à ce que le contact K2 soit finalement fermé. En consé- quence le relais R est mis sous tension et il ouvre son contact de repos, de sorte que le relais RH laisse retomber son armatureo En conséquence, le contact de travail inférieur de RH s'ouvre également, de sorte que l'accou- plement U1 ne reçoit plus de courant. Le mouvement de l'outil en avant est ainsi interrompu, et seul le mouvement angulaire persisteo Si le contour à usiner est tel que la déviation du palpeur soit encore plus forte, le con- tact K3 s'ouvre et le relais R3 laisse retomber son armature. Le relais R3 ferme par son contact de repos le circuit de l'accouplement U2 , ce qui fait que l'outil s'éloigne de la pièce.
Maintenant les deux moteurs d'entraî- nement tournent de nouveau, de sorte que l'outil effectue encore un mouvement résultant, dont le sens est toutefois opposé à celui du précédent. Si le palpeur est tellement dévié pendant cette opération que le contact K4 soit également fermé, le relais R4 est mis sous tension. En conséquence, le con- tact de ce relais R s'ouvre, de sorte que l'accouplement U ne reçoit plus de courant et que le moteur à mouvement angulaire 3 s'arrête.
Il résulte de ces explications, que le palpeur peut occuper cinq positions de commandement et transmettre par conséquent cinq impulsions de commande différenteso Dès que le palpeur est'libre, c'est-à-dire qu'il ne touche pas le gabarit, la commande se trouve dans la position de comman- dement 1. L'accouplement U1 est embrayé. Dans la position de commandement II, les deux accouplements U1 et U3 sont embrayés. Dans la position de com- mandement III,U3 seul est embrayé.
Dans la position de commandement IV, les accouplements U2 et U sont en prise et dans la position de commandement V, seul l'accouplement U3 est en priseoLa succession des mouvements est représentée dans la figure.3.- , contacts indiqués dans la fig. 2, on peut utili- ser des boutons de mesure électriques fonctionnant d'après le principe de l'induction. La déviation de l'armature de la bobine de mesure est alors provoquée par les mouvements ascendant et descendant de la broche de pression 17.
Il est aussi possible également d'obtenir la transmission nécessaire des commandements par le montage de capsules manométriques, par exemple de capsules manomètriques ferro-magnétiques ou de capsules manométriques fonc- tionnant par effet piezoélectriqueo L'avantage de l'utilisation de ces cap- sules manométriques consiste en ce que le palpeur ne subit pas de déviations pratiquement mesurableso
A l'aide des éléments de couplage représentés en traits dis- continus en figo 2, on peut perfectionner le dispositif de commande d'une manière très avantageuse, de manière à permettre l'usinage de contours péri- phériques. Pour cela, il faut enlever les pièces de jonction 23.
Suivant
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les quatre points cardinaux, qui sont décisifs pour 1,a directions d'explora- tion, il y a un commutateur à rouleau W, dont le développement est représenté dans la fig. 2, qui présente quatre positions de couplage a, b, c et d. Ce commutateur à rouleau est entraîné par un mécanisme d'avancement pas à pas au moyen de deux aimants de commande M1 et M2. L'aimant M1 provoque la ro- tation dans le sens du. mouvement des aiguilles d'une montre et il reçoit tou- jours du courant dans;la position de commandement Io L'aimant M2, qui agit dans le sens opposé, est toujours mis en circuit lorsque le palpeur donne le commandement V.
Les quatre successions de mouvement possibles, qui per- mettent de faire automatiquement le tour de chaque gabarit, résultant de la figo 3, lorsque l'on fait tourner de 90 chaque fois l'image qui est repré- sentée, comme le montre la figa 4.
En plus du commutateur à rouleau W, les relais R1 et R portent chacun un contact de travail supplémentaire et le moteur 3 à mouvement angulaire porte un accouplement magnétique supplémentaire U pour le changement de marche, ces éléments étant indispensables pour compléter le dis- positif de commande.
La commande de la machine peut être complétée à l'aide d'un interrupteur de fin de course, de telle sorte que la machine s'arrête auto- matiquement, dès que le mouvement autour d'un gabarit est complètement ter- miné; A cet effet, on règle l'interrupteur de fin de course au début de 1'0- pération effectuée par la machine, par exemple sur le bras de support 2, sur le point de coupure désiré, de manière que le support 6 de l'outil actionne cet interrupteur de fin de course aussitôt que l'opération est terminée, L'interrupteur de fin de course peut avoir une forme telle que le support puisse passer par dessus. L'interrupteur de fin de course donne alors une impulsion de commande pour la continuation du mouvement libre de la pièce.
La commande peut encore comprendre, en outre, un dispositif de réglage servant à régler le moteur d'entraînement 3 pour le mouvement angulaire du bras tournant 2. Plus le support 6 s'écarte de l'axe de la co- lonne 1, plus le nombre de tours du moteur d'entraînement 3 pour le mouvement de rotation diminue. Il en résulte que la machine fonctionne avec un avan- cement constant.
Les fig. 5 à 7 représentent un autre mode de réalisation du dispositif de commande, ce mode de réalisation se distinguant en ce qu'il comprend deux contacts commutateurs mécaniquement indépendants et établis de préférence en forme de jauges d'exploration permettant un réglage et une variation des chemins de contact sans que ceux-ci s'influencent réciproque- mento
Le dispositif représenté dans les fig. 5 et 6, dans deux posi- tions décalées de 90 , est constitué essentiellement par la tige de palpeur 101, qui est suspendue à cardan dans le bottier 103 par l'intermédiaire de l'anneau 102, par la plaque de pression 104 montée oscillante, et par le dis- positif de contact composé des deux jauges d'exploration 105, 106 et d'un contact de sûreté 107.
Pour la transmission de la pression l'extrémité su- périeure de la tige de palpeur est faite en forme de cône 108, qui s'enga dans une creusure correspondante de la tête 109 fixée dans la plaque 104.
De cette manière, toute déviation de la tige 101 entraîne une déviation dé- terminée de la plaque de pression 104. Les jauges d'exploration et le con- tact de sûreté sont montés à différentes distances de la plaque de pression, de manière à être actiomés dans un ordre de succession déterminé lorsque la déviation de la tige se poursuit. Quant au fonctionnement du palpeur, on le décrira en détail à l'appui de la figo 7. Chacune des jauges d'explo- ration 105 et 106 contient un contact commutateur portant un organe de con- tact mobile 110 et respectivement 111 et deux plots 110a, 110b et respec- tivement llla, 111b; le contact de sûreté 107 est établi sous forme d'inter- rupteur bipolaire.
La fig. 7 représente l'état du couplage dans la position cen- trale de la tige 101, le commutateur de réseau 112 étant maintenu fermé par
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la bobine de tension nulle 113, et les organes de contact 110 et 111 étant reliés aux plots 110a, 111a. Le montage comprend trois relais Ra, Rb, Rc et trois accouplements électromagnétiques Ua, Ub, Uc commandés par ces relais.
L'accouplement U fait partie d'une commande qui rapproche l'outil de la pièce ; l'accouplement Ub fait partie d'une commande qui éloigne l'outil de la pièce; la commande pouvant être embrayée au moyen de l'accouplement Uc déplace l'outil le long de la pièce-.
Dans la position de repos représentée, sans déviation de la tige (commandement I), le relais R nlest pas excité, de sorte que l'accou- plement Ua reste en prise et que l'outil effectue un mouvement par rapport à la pièceo Les accouplements Ub et Uc sont libérés, car leurs relais Rb et Rc sont traversés par le courant.
Dans le cas d'une petite déviation de la tige (commandement II), les relais Ra et Rb ne sont pas excités. En conséquence, les accouple- ments U et Ub sont en prise, de sorte que l'outil effectue un mouvement oblique correspondant par rapport à la pièce.
Si la déviation de ;la augmente tellement que le contact 110 soit fermé (commandement III), seul le relais R ne reçoit pas de courant; en conséquence l'accouplement U est en prise, de sorte que l'outil se déplace dans le sens longitudinaloc
Dans le cas d'une déviation plus forte suivante (commande- ment IV) le contact 111 est ouvert ; les relais Rb et R ne soht pas excités et en conséquence les accouplements correspondants Ub et Uc sont en prise.
L'outil continue à se mouvoir obliquement par rapport à la pièce.
Une déviation encore un peu plus forte de la tige (commande- ment V) entraîne la fermeture du contact 111b. Seul le relais Rb n'est pas excité, de sorte que l'accouplement Ub est en prise et qu'il provoque le mou- vement d'écartement de l'outilo
Si la tige de palpeur est encore plus fortement déviée pour des raisons, quelconques, le contact de sûreté 107 s'ouvre et l'interrupteur de réseau 112 se déclancheo
Les exemples de réalisation représentés sont basés sur la dé- composition de la pression d'exploration et respectivement du mouvement du palpeur en cinq impulsions de commande ou commandements, et il faut pour cela deux commutateurs.
On pourrait d'ailleurs monter de la même manière, sauf les modifications exigées par le sens, trois contacts commutateurs permettant sept commandements de manoeuvreo Comme le montre la fig. 8, ce nombre suf- fit pour imprimer à l'outil une succession de mouvements permettant d'effec- tuer l'usinage de tous les contours.
REVENDICATIONS.
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1 Dispositif de commande pour machines à,copier comprenant un palpeur électrique explorant le modèle automatiquement et commandant les mouvements de la pièce à'usiner, caractérisé par le fait qu'il est prévu un système de contacts pour décomposer le domaine de variation de la déviation du doigt de palpeur en 5 domaines de commande, qui comprend deux inverseurs de contacts avec une position intermédiaire neutre, disposés de telle sorte que, lorsque la déviation du palpeur se poursuit, l'inversion commandée par le premier inverseur est terminée avant que ne commence l'inversion par le deuxième inverseur.
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