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DISPOSITIF ELECTRIQUE A REPRODUIRE.
L'inven@ion concerne boutes les sortes de machines à reproduire par exemple des mach@@es à fraiser, des tours, des machines à raboter et des machines à souder ... On sait que ces machines sont équipées avec un palpeur qui assure la commande de l'outil ou de la tête à souder.' On dis- tingue deux catégories de commandes par palpeur :
- 10 commande mécanique, et la commande électrique
Le montages, du palpeur et de l'outil est commun aux deux catégo- ries de commandes, ceux-ci étant montés tous deux sur le même support, 1' outil effectue nécessairement les mêmes mouvements que le palpeur. L'incon- vénient qui résulte de cette disposition se trouve dans le freinage occasion- né par l'exploration des contours du modèle ce qui a pour conséquence que les commandes à exploration mécanique des contours ne sont utilisables que pour des travaux de reproduction légers.
Des commandes à palpeur électrique of- frent une plus grande indépendance par rapport à la réaction d'explora- tion, de sorte que pour des vitesses d'avance réduite, les efforts d'accélé- ration et de freinage inhérents à l'exploration pas à pas ou par paliers n' entraînent pratiquement pas de perturbations, de grandes vitesses d'avance étant toutefois irréalisables.
L'invention se propose de supprimer ces limitations qui étaient jusquà maintenant une cause de restriction de l'emploi généralisé des com- mandes par palpeur. en rendant l'exploration indépendante de la réaction d'exploration qui la freinait par l'utilisation de grandes vitesses et des grandes forces d'avance
L'invention réalise les possibilités proposées par le montage du palpeur sur un montant mobile qui se déplace suivant deux ou trois coor- données, tandis que les mouvements du palpeur dans la direction de chaque coordonnée actionnent, par l'intermédiaire de commutateurs électriques les
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Or;211.3::
d'exécution électro-magnétique qui transfèrent de leur côté les mouvemente correspondants de l'avance du palpeur au support de l'outil.
Les commutateurs et les organes d'exécution peuvent être réa- lises sous la forme de moteurs dits pas à pas qui sont munis d'un système de contacteurs servait à la fois de transmetteur et de récepteur d'impul- sion, le moteur en question comportant une multiplicité de pôles , qui sont excités par les contacts du commutateur et d'un enduit mobile qui se déplace le long des pôles et assure l'entraînement du moteur. En général le contact du commutateur et les pôles du récepteur sont disposés en ligne fermée, en particulier sous forme de cercle ou d'anneau.
Les mouvements du support de palpeur peuvent être transmis au contact du commutateur par l'intermédiaire de crémaillères, de câbles de traction ou tous dispositifs similaires de transmission qui peuvent d'autre part assurer facilcment l'entraînement rotatif du commutateur . La manoeuvre des contacts du commatateur électrique ne nécessite que de faibles énergies ainsi, le dispositif de palpage pourra être très léger et se déplacer avec une légèreté extraordinaire le long du contour du modèle.
Ls palpage sera par conséquent très sensible et précis en consé- quence. D'autre part rien ne s'oppose à l'application de grandes énergies aux organes d'exéeution, de sorte que toutes'les énergies nécessaires seront rendues disponibles pour assurer le déplacement des outils; sans qu'il en résulte d'inconvénient pour l'exploration. La transformation des mouvement des organes d'exécution en mouvements d'outils correspondants peut être assurée, comme on le sait, par des vis sans fin, des crémaillères ou des dispositifs similaires.
Dans un but de perfectionnement: l'invention se propose d'é- quiper le palpeur pour chaque coordonnée, ou pour toutes les coordonnées; d'entraînements électro-magnétiques avec des organes de commutation cor- respondants dont la mise en marche peut être commandée à volonté et dont les mouvements sont démultipliés différemment des mouvements des organes d'exécution. On obtient la possibilité de démultiplication grâce au nombre de pôles des organes d'exécution qui peuvent être un multiple quelconque du nombre de contacts du commutateur ou l'inverse, c'est-à-dire que le nombre de contacts du commutateur peut être un multiple ou une fraction de nombre entier, du dispositif de pôles de l'organe d'exécution correspondant.
Il en résulte un avatage pratique qui était très attendu et qui consiste dans la réalisation extrêmement simple de la démultiplication. Cette démulti- plication peut en effet être réalisée à l'aide d'une simple commutation élec- trique d'un commutateur à l'autre. Le fait de disposer d'une démultiplica- tion de mouvements donne la possibilité de reproduire à n'importe quel palier de démultiplication, c'est-à-dire d'exécuter des pièces aussi grandes que l'on voudra en partant d'un modèle réduit. L'opération inverse; c'est- à-dire la réduction de la pièce par rapport au modèle s'effectue naturellement avec autant de facilité.
Finalement, l'invention propose l'adaptation d'une commande auto- matique du palpeur. Ce genre de commande est déjà connu. Le pilotage auto- matique peut, à titre d'exemple; être assuré par la disposition d'une rou- lette exploratrice magnétique sur le palpeur, celle-ci étant entraînée con- tinuellement et parcourant ainsi le contour d'un gabarit en matière à conduc- tance électro-magnétique. Un autre type de pilotage de palpeur est réalisé sous la forme d'exploration mécanique, dans laquelle le palpeur est piloté par la courbe correspondante au contour du modèle et il est maintenu en contact avec la courbe par un ressort à pression.
Jusqu'alors, on a pu utiliser ce genre de pilotage automatique du palpeur que pour l'exploration dite mécanique,de sorte que leur utilisa- tion n'était possible que lorsqu'il s'agissait d'opérations d'usinage ne né- cessitant que de faibles applications d'énergie. Dès qu'il s'agissait d'ap- pliquer des énergies importantes, l'exploration mécanique a failli à sa tâche en raison de la limitation de la force magnétique qui est alors insuf- fisante pour piloter l'outil suivant le contour du modèle.
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Compte tenu de l'énergie appliquée, l'exploration mécanique a eqalement failli lorsqu'il s'agissait d'assurer de grands rendements.
D'autre part, ce système d'exploration ne permet pas d'exécuter de grosses pièces.
Dans le cadre de la présente invention, l'utilisation du pi- lotage automatique du palpeur est indépendante de la grandeur de la taille des pièces à usiner ainsi que des énergies à appliquer du fait que la pos- sibilité de démultiplication des mouvements et des forces motrices existe.
La circonstance citée en dernier lieu réserve aussi la possi- bilité d'utiliser la commande do palpeur électrique pour l'exploration au- tomatique, la commande électrique devant être naturellement réalisée de belle sorte que le dispositif de palpage explore automatiquement chaque contour du modèle.
Il ne sera néanmoins pas possible d'éviter l'avance pas à pas ou par paliers de l'outil avec cette commande de palpeur.
Grâce à la masse exceptionnellement réduite du système d'explo- ration, ces paliers peuvent être choisis aussi petits que l'on voudra, tan- dis que les énergies appliquées à l'avance des outils par palier peuvent être choisies aussi grandes que l'on voudra.
Les carences fondamentales des commandes électriques de pal- peurs connus jusqu'à ce jour peuvent donc être pratiquement complètement éliminées.
L'invention propose en outre un autre perfectionnement qui per- mette à la roulette d'exploration magnétique, malgré la faible énergie d' avance dont elle dispose de commander des chariots grands et lourds. A cet effet, l'axe de la roulette d'exploration magnétique est monté sur un palier coulissante les faibles déviations de cet axe qui se produisent lors de l'exploration du contour du modèle ou du gabarit sont utilisées comme impulsion de com@ande pour les moteurs pas à pas. Ce nouveau type de com- mande s'adapte aux opérations d'usinage les plus diverses.
Il peut être utilisé dans les machines à raboter, à reproduire, les machines à fraiser à reproduire, les tours à reproduire, les machines à affuter à reproduire et les maclines à souder à reproduire, mais également dans tous les cas où des ph@nomènes cinématiques complexes sont à commander par des cames ou des cames de butée, sur des machines.
Dans de tels cas, il n'est plus nécessaire de prévoir de soli- des cames de butée trempées, la déviation de la roulette d'exploration mag- nétique ne nécessitant que de faibles énergies, tandis que l'on peut choisir des moteurs pas à pas puissants à la demande pour assurer le déplacement des lourds chariots des machines.
D'autres caractéristiques se révèleront au cours de la descrip- tion en liaison avec le dessin.
La Fig. 1, présente le principe de construction et de commuta- tion de la commande et du dispositifd'entraînement, conformément à l'inven- tion.
La Fig. 2, présente l'application de la commande pour la manoeuvre d'un chariot de machine.
La Fig. 3, présente une machine à fraiser à reproduire équipée avec la commande.
La Fig. 4, présente une forme de réalisation de la commande avec des roulettes exploratrices magnétiques, orientables dans toutes les direc- tions
Conformément à la figure 1, le dispositif de commande se compose d'un moteur pas à pas 1 et d'un commutateur électrique 2. Le stator 3, du moteur pas à pas 1, est équipé par six pôles a - f, dont la mise en circuit par paires est assurée par le commutateur 2. Dans la position du commuta- teur corm@pondant an dessin, il est admis que les pôles a et d sont en
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circuit et que le rotor 4, du moteur pas à pas 1 se trouve sur la ligne de ces pôles.
A ceteffet, les balais a1 et dl, du commutateur 2 correspondants aux deux pôles a et d sont décalés de 180 , de sorte que ces pôles sont re- liés au secteur par l'intermédiaire des contacts a2 et d2 et des contacts 5 et 6 du curseur. Ces contacts forment un curseur, mais sont isolés l'un de l'autre. Le commutateur 2 est muni d'un volant à main 7, qui permet de dé- placer au cours d'une rotation de 60 , dans le sens des aiguilles d'une mon- tre le curseur 5 et 6 pour les amener sur les contacts B2 et e2. Cette ma- noeuvre assure l'excitation des pôles b et e, du moteur pas à pas 1, de sor- te que le rotor 4, du moteur 1, effectue également un mouvement de rotation de 60 dans le sens des aiguilles d'une montre, pour se trouver sur la ligne des pôles b et e.
Sous l'effet d'un ressort de traction, qui n'est pas re- présenté sur le dessin, le curseur 5 et 6 est ramené rapidement à sa posi- tion de départ. Simultanément, le mouvement de rotation du rotor 4, du moteur pas à pas 1 est transmis au pignon denté 11 et à la plaque de contact 12,couplée à celui-ci par l'intermédiaire de la transmission par chaînes 3 et 9 et 1 pignon denté 10, de sorte que la plaque 12 tourne de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Le curseur 5 et 6 se trouve alors à nouveau dans la position cor- respondant au dessin et ne repose toutefois plus sur les contacts a2 et d2 mais sur les contacts b2 et e2
Lorsque le curseur 5 et 6 est à nouveau tourné de 60 à l'aide du volant à main 7, ce sont les pôles c et f, du moteur pas à pas 1 qui sont mis sous tension, à la suite de quoi le rotor du moteur pas à pas 1 est tourné d'un nouvel angle de 60 et la plaque de contact 12 se trouve à nouveau décalée de 60 , par l'intermédiaire des pignons dentés 10 et 11, de sorte que le curseur 5 et 6, lors de son rappel dans la position ver- ticale vient reposer sur les contacts c2 et f2.
De cette façon, on peut réaliser par un décalage bref et rapide du curseur 5 et 6, d'un angle de 60 , une rotation par paliers du rotor 4, du moteur pas à pas.-
Des contacts à friction sont prévus pour l'arrivée du courant aux contacts a - f , de la plaque de contact. On pourra également prévoir un pignon dentée commandé par l'intermédiaire d'une vis sans fin et d'un électro-aimant pour remplacer le volant à main 7, à chaque excitation de 1' électro-aimant. Les contacts 5 et 6 du curseur seront décalés de 60 .
Après la mise hors circuit de l'électro-aimant, le curseur 5 et 6 est à nouveau rappelé dans sa position verticale par un ressort de rappel.
On obtient ainsi une rotation continue par paliers du moteur pas à pas.
La vitesse de rotation du moteur pas à pas 1, s'accroft avec la fréquence de décalage du curseur 5 et 6. Le moteur pas à pas permet d'entraîner n'importe quel élément mobile d'une machine. Il peut également être couplé avec un tambour de commande.
La figure 2 représente l'application de la commande conforme à la figure 1 à la manoeuvre d'un chariot de machine. Le chariot 13 se déplace sur la glissière 14 du banc de la machine. Le moteur pas à pas 15 entraîne dans les deux sens de chariot de la machine par l'intermédiaire de l'arbre fileté 16 et de l'Écrou à vis mère 17.
Le mouvement du chariot de machine est piloté par la roulette exploratrice électro-magnétique 13, qui se déplace le long du gabarit 19.
L'axe 20 de la roulette électro-magnétique repose sur les points d'appui 21 22, qui se déplacent sur la glissière 23 et 24, dans la direction de A-B.
Les deux ressorts 25 et 26 maintiennent l'axe dans sa position centrale.
La roulette électro-magnétique 18 est entraînée par le moteur 23,par l'intermédiaire de la roue dentée 27. La bobine 29 assure l'aimantation de la roulette électro-magnétiope 18, de sorte que celle-ci soit attirée avec la force voulue par le g@@aris 19, à la partie supérieure de l'axe 20 se trouve une crémaillère 30 qui attaque le pignon 31. Lorsque la roulette électro-magnétique 18 se trouve déviée dans la direction A par un contact orienté vers la gauche avec le gabarit, la roue deitée 31 effectue un mouve-
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ment de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le mouvement entraîne également une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du curseur 32, qui est accouplé avec la roue dentée.
Le curseur 32 qui reposait jusqu'alors sur les contacts G et N se déplace au cours de ce mouvement vers les contacts h et o. Le moteur pas à pas 15 comporte autant de p8les que la plaque de contacts 33 comporte de contacts électriques. Par le déplacement du curseur 32, on obtient - comme il a été décrit - un déplacement correspondant des rotors des moteurs pas à pas 15.
Le chariot 13 est déplacé dans la direction A, par l'intermé- diaire de l'arbre fileté 16, lorsque le moteur pas à pas effectue un mouve- ment de rotation vers la gauche. Par la même, la tige filetée d'explora- tion est également libérée et rappelée dans sa position centrale par le ressort 25. Le moteur pas à pas 15 entraîne, d'autre part, le pignon cô- nique 34. L'arbre fileté 16 comporte une cannelure qui est prévue à cet effet.
Le pignon conique 34 attaque le pignon conique 35.
Le pignon conique 35 est fixé sur l'arbre 36, qui entraîne la plaque de contacts 33. Lorsque la roulette électro-magnétique 18 est entraînée dans la direction A, par le gabarit 19, le moteur pas à pas 15 et le chariot 13 sont également ramenés dans la direction A. La plaque de contacts 33 est entraînée par le moteur pas à pas par l'intermédiaire des deux pignons cô- niques 34 et 35, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Lorsque la roulette électro-magnétique se trouve entraînée dans la direction B, le curseur 32 se trouve déplacé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, de sorte qu'il arrive à reposer sur les contacts s et m. Par ce mouvement, le moteur pas à pas se trouve également entraîné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ainsi, le chariot 13 est déplacé dans la direction B.
La plaque de contacts se trouve déplacée par l'inversion du mouvement de rotation du moteur pas à pas 15 dans le sens direct des ai- guilles d'une montre. La roulette électro-magnétique 18 explore ainsi le contour du gabarit'.-et commande les mouvements des moteurs 15 et du chariot 13, au cours de ses déviations, de sorte que -le curseur 32 oscille autour d'un angle Alfa 1 ou Alfa 2. Lorsque le curseur 32 dévie d'un angle Alfa 1, le moteur pas à pas tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Lorsque ce même curseur dévie d'un angle Alfa 2, le moteur pas à pas tourne dans le sens direct des aiguilles d'une montre.
La démulti- plication entre les mouvements de la roulette électro-magnétique 18 et le mouvement de rotation.du curseur 32, d'une valeur angulaire de Alfa 1, peut être choisie de façon telle que les déviations de la roulette électro- magnétique soient extrêmement petites, pour assurer simplement le déplace- ment du curseur 32. Le chariot n'est pas entraîné par la roule tte élec- tro-magnétique, comme c'était le cas dans les commandes qui existaient jus- qu'à maintenant. Le mouvement du chariot 13 est assuré par le moteur pas à pas 15.
Lorsque la glissière 14 du banc de la machine est montée sur un chariot transversal supplémentaire, de sorte que la roulette électro- magnétique puisse effectuer des mouvements transversaux par rapport à A et B, la roulette électro-magnétique sera en mesure d'explorer complètement les contours du gabarit. Lorsque des contours à fortes courbures ou des contours de profil complets seront à explorer, il sera indispensable que la roulette électro-magnétique puisse dévier dans la direction C-D, en sus de la direction A-B, comme c'est indiqué dans la figure 3.
La figure 3 représente la réalisation d'un tel palpeur. Le palpeur 37, auquel est fixée la roulette électro-magnétique 38, est fixé lui-même sur le chariot 39. Ce dernier se déplace lui-même sur le chariot 40 dans la direction A-B. Le support 40 est mobile dans la direction C-D sur le bâti-41. Il est maintenu dans-sa position centrale par les ressorts 42, 43 et 44, 45. Le support 39, sur lequel est fixé le palpeur est main- tenu dans sa position centrale par les ressorts 46 et 47. La crémaillère 48, qui est attaquée par le pignon 49, est vissée sur le chariot 40.
Le pignon 49 se trouve sur l'axe 50, qui est logé dans un palier spécial, accou-
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plé avec le bâti 41. Ce palier n'est pas représenté sur le dessin. Lors- que le chariot 40 est déplacé dans la direction C-D, le pignon 49 est mis en mouvenent de rotation . Le curseur des contacts 51, 52, qui se déplace sur les contacts de la plaque 53, est fixé à l'extrémité gauche de l'arbre Sur le .chariot 39 se trouve également vissée une' crémaillère 54. Le pigncn 55 fixé sur l'axe 56, attaque cette crémaillère. L'axe 56 est logé dans un palier, qui est fixé sur le chariot 40. Ce palier n'est pas représenté sur le dessin.
A l'autre extrémité de l'axe 56, est fixé le curseur à con- tacts 57 et 58, qui se déplace sur la plaque de contacts 59. La plaque de contacts 59 est accouplée avec rigidité à la roue dentée 60. La roue dentée 60 est entraînée par la vis sans fin 61. Celle-ci est fixée sur l'arbre 62. Cet arbre est entraîné par les roues à chaîne 63 et 64. La roué à chaine 64 est accouplée avec rigidité avec la roue dentée droite 65, qui est attaquée par le pignon 66. Le pignon 66 est exécuté de manière à pouvoir se déplacer'dans le sens longitudinal le long de la vis sans fin 67.
La vis sans fin 67 comporte toutefois une rainure, dans laquelle s'engage la clavette du pignon 66. Ceci empêche le pignon 66 de tourner avec le mouvement de rotation de la vis sans fin 67, Cette disposition assure en même temps avec la rotation de la vis sans fin 67 la rotation de la roue dentée 60 et de la plaque de contacts 59. La vis sans fin 67 est entraînée par le moisir pas à pas 68, Le chariot 69 comporte encore un écrou à vis mère qui 'assure le déplacement de ce chariot au cours de la rotation de la vis sans fin 67' Ainsi, le palpeur est orientable dans la direction A-B, ainsi que dans la direction C-D. Selon la direction dans laquelle le palpeur se trouve dévié, ces déviations entraîneront le déplacement des contacts des curseurs 57 et 58 ou 51 et 52.
Le second chariot transversal, à l'aide duquel le chariot 69 se trouve déplacé le long de sa glissière dans la direction C-D, n'a pas été figuré sur le dessin, afin de rendre celui-ci plus clair. Ce chariot est constitué de la même manière que celui qui figure sur le dessin. Dès que le second moteur pas à pas est mis en marche pour le déplacement du chariot 69, dans la direction C-D, les plaques de contacts 53 et 59, sont ramenées par les contacts à curseurs 51, 52, par un mouvement de rotation inverse de celui du curseur. Simultanément, le chariot 69 est avancé dans la direction correspondante. Ainsi le palpeur se trouve en mesure d'ef- fectuer l'exploration d'un contour de profil complets.
La construction du palpeur, qui a été schématisé, possède l'avantage appréciable du fait que l'arête verticale de la roulette électro-magnétiquE se trouve en con- tact du gabarit avec toute sa surface.
La construction du palpeur peut tre également choisie de manière à ce que celui-ci soit suspendu par un dispositif à cardans ou logé dans un coussinet à rotule. La figure 3 n'est destinée qu'à fournir le principe d' un tel dispositifs
La figure 4 représente une machine à fraiser à reproduire, équi- pée avec la commande conforme à l'invention. Le gabarit 71 est exploré à l'aide de la roulette électro-magnétique 70. La roulette électro-magné- tique est entraînée par un moteur spécial qui assure son déplacement le long des contours du gabarit. Durant l'exploration du contour du gabarit, la roulette électro-magnétique est déviée dans les directions A-B et C-D.
Ces déviations assurent les commandes des moteurs pas à pas 72 et 73, qui assurent le déplacement du chariot transversal 74 ou de la table de la machine 75 dans les directions correspondantes. L'axe de la roulette de l'électro-aimant saute alors de nouveau dans sa position 0, jusqu'à, ce qu' elle reçoive une nouvelle déviation à la suite du mouvement de rotation de la roulette d exploration autour du profil du contour du gabarit.
La commande électrique qui est représentée dans la figure 1 est également simplement destinée à donner le principe de fonctionnement du dis- positif des commandes électriques du moteur pas à pas. Dans une idée de simplification, il n'a été prévu qu'un moteur pas à pas à six pôles. La commande peut toutefois s'adapter à des moteurs pas à pas possèdant bien plus de pôles, notamment 12 ou 24.
Afin d'assurer ane commutation sans étincelle de rupture des mo-
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teurs pas à pas,on pourra prévoir des rhéostats pour la commutation d'avan- ces. Dans ce cas, les plaques de contacts du commutateur électrique seront équipées d'un nombre de contacts bien plus important. La mise en marche des moteurs pas à pas peut également être effectuée par l'intermédiaire de relais rapides disposés dans la commande électrique de ces moteurs. Dans ce cas, seuls les faibles courants d'excitation des relais seraient à com- mander par les contacts des curseurs. Ainsi, cette commande peut être adaptée avec grande facilité aux divers besoins.
REVENDICATIONS
1. Commande par palpeur pour machines de tous genres, en parti- culier; machines à reproduire, par exemple ; machines à fraiser à repro- duire, machines à raboter à reproduire, machines à rectifier à reproduire etc... D'autre part, des machines à coudre automatiques, travaillant d' après un gabarit, commande comportant un palpeur sur l'axe d'exploration duquel se trouve un simple palpeur ou une roulette d'exploration électro- magnétique, caractérisée par le fait que le palpeur est disposé sur un sup- port mobile se déplaçant suivant une, deux ou trois coordonnées et que ces mouvements en direction des coordonnées déterminées assurent le pilotage d'organes d'exécution électro-magnétiques, par l'intermédiaire de dispositifs de commutation électrique,
les organes d'exécution électro-magnétiques as- surant la transmission des mouvements respectifs au support du palpeur et au support des outils.
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ELECTRICAL DEVICE TO BE REPRODUCED.
The invention relates to all kinds of machines for reproducing, for example milling machines, lathes, planing machines and welding machines ... We know that these machines are equipped with a probe which ensures the control of the tool or the welding head. ' There are two categories of probe controls:
- 10 mechanical control, and electrical control
The mounting of the probe and of the tool is common to the two categories of controls, the latter being both mounted on the same support, the tool necessarily performs the same movements as the probe. The drawback which results from this arrangement is found in the braking caused by the exploration of the contours of the model, which has the consequence that the controls with mechanical exploration of the contours can only be used for light reproduction work.
Electric probe controls offer greater independence from the exploration reaction, so that at reduced forward speeds the acceleration and braking forces inherent in exploration are not stepping or stepping practically does not cause disturbances, high feed rates being however impractical.
The invention proposes to eliminate these limitations which were until now a cause of restriction of the generalized use of probe controls. by making the exploration independent of the exploration reaction which slowed it down by the use of high speeds and great forces of advance
The invention achieves the possibilities offered by mounting the probe on a movable upright which moves in two or three coordinates, while the movements of the probe in the direction of each coordinate actuate, by means of electric switches.
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electro-magnetic execution which transfer the corresponding movements of the probe advance to the tool support.
The switches and the executing devices can be realized in the form of so-called stepper motors which are provided with a contactor system used as both transmitter and impulse receiver, the motor in question. comprising a multiplicity of poles, which are excited by the contacts of the switch and a movable coating which moves along the poles and drives the motor. In general, the contact of the switch and the poles of the receiver are arranged in a closed line, in particular in the form of a circle or a ring.
The movements of the probe support can be transmitted to the contact of the switch by means of racks, traction cables or any similar transmission devices which can on the other hand easily ensure the rotary drive of the switch. The operation of the contacts of the electric switch requires only low energies thus, the probing device can be very light and move with extraordinary lightness along the contour of the model.
Probing will therefore be very sensitive and precise as a result. On the other hand, nothing is opposed to the application of great energies to the organs of execution, so that all the necessary energies will be made available to ensure the movement of the tools; without causing any inconvenience for exploration. The transformation of the movements of the execution members into corresponding tool movements can be ensured, as is known, by worms, racks or similar devices.
With an aim of improvement: the invention proposes to equip the feeler for each coordinate, or for all the coordinates; electromagnetic drives with corresponding switching members whose starting can be controlled at will and whose movements are multiplied differently from the movements of the execution members. The possibility of reduction is obtained thanks to the number of poles of the execution members which can be any multiple of the number of contacts of the switch or vice versa, that is to say that the number of contacts of the switch can be one. multiple or fraction of a whole number, of the pole device of the corresponding executing member.
This results in a practical advantage which was eagerly awaited and which consists in the extremely simple realization of the reduction. This demultiplication can in fact be achieved by means of a simple electrical switching from one switch to another. The fact of having a multiplication of movements gives the possibility of reproducing at any level of reduction, that is to say of executing parts as large as one wishes, starting from a reduced model. The reverse operation; that is to say, the reduction of the part relative to the model occurs naturally with as much ease.
Finally, the invention proposes the adaptation of an automatic control of the probe. This kind of command is already known. The automatic piloting can, by way of example; be ensured by the arrangement of a magnetic exploring wheel on the probe, the latter being driven continuously and thus traversing the contour of a template made of electromagnetic conductive material. Another type of probe control is carried out in the form of mechanical exploration, in which the probe is controlled by the curve corresponding to the contour of the model and it is kept in contact with the curve by a pressure spring.
Until then, this kind of automatic probe control could only be used for so-called mechanical exploration, so that their use was only possible when it was a question of machining operations that were not necessary. ceasing only low energy applications. As soon as it was a question of applying important energies, the mechanical exploration failed in its task because of the limitation of the magnetic force which is then insufficient to control the tool according to the contour of the model. .
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Considering the energy applied, mechanical exploration has also failed when it comes to ensuring high yields.
On the other hand, this exploration system does not allow the execution of large pieces.
In the context of the present invention, the use of automatic probe piloting is independent of the size of the size of the parts to be machined as well as of the energies to be applied owing to the fact that the possibility of reducing the movements and the forces motor exist.
The last mentioned circumstance also reserves the possibility of using the electric probe control for the automatic exploration, the electrical control having to be naturally performed so that the probing device automatically explores each contour of the model.
However, it will not be possible to avoid the stepping or stepping feed of the tool with this probe control.
Thanks to the exceptionally low mass of the exploration system, these bearings can be chosen as small as desired, while the energies applied in advance of the stepped tools can be chosen as large as the we will want.
The fundamental deficiencies of the electrical controls of probes known to date can therefore be practically completely eliminated.
The invention further provides a further improvement which enables the magnetic scanning wheel, despite the low feed energy available to it, to control large and heavy carriages. For this purpose, the axis of the magnetic exploration wheel is mounted on a sliding bearing the small deviations of this axis which occur during the exploration of the contour of the model or the jig are used as control impulse for stepper motors. This new type of control adapts to the most diverse machining operations.
It can be used in planing and reproducing machines, reproducing milling machines, reproducing lathes, reproducing sharpening machines and reproducing welding maclines, but also in all cases where phenomena Complex kinematics must be controlled by cams or stop cams on machines.
In such cases, it is no longer necessary to provide hardened stop cams, the deflection of the magnetic scanning roller requiring only low energies, while stepper motors can be chosen. with powerful steps on demand to ensure the movement of heavy machine carriages.
Other characteristics will become apparent during the description in conjunction with the drawing.
Fig. 1, shows the construction and switching principle of the control and the drive device according to the invention.
Fig. 2, shows the application of the control for the operation of a machine carriage.
Fig. 3, shows a reproducing milling machine equipped with the control.
Fig. 4, shows an embodiment of the control with magnetic exploratory rollers, orientable in all directions.
According to figure 1, the control device consists of a stepping motor 1 and an electric switch 2. The stator 3, of the stepping motor 1, is equipped with six poles a - f, of which the pairwise switching is ensured by switch 2. In the position of the switch corresponding to the drawing, it is assumed that poles a and d are in position.
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circuit and that the rotor 4 of the stepper motor 1 is on the line of these poles.
To this end, the brushes a1 and dl, of the switch 2 corresponding to the two poles a and d are offset by 180, so that these poles are connected to the sector via the contacts a2 and d2 and the contacts 5 and 6 cursor. These contacts form a cursor, but are isolated from each other. Switch 2 is fitted with a handwheel 7, which makes it possible to move, during a rotation of 60, clockwise the cursor 5 and 6 to bring them to the contacts. B2 and e2. This maneuver ensures the excitation of the poles b and e, of the stepping motor 1, so that the rotor 4, of the motor 1, also performs a rotational movement of 60 in the direction of the needles of a shows, to be on the line of poles b and e.
Under the effect of a tension spring, which is not shown in the drawing, the cursor 5 and 6 is quickly returned to its starting position. Simultaneously, the rotational movement of the rotor 4, of the stepper motor 1 is transmitted to the toothed pinion 11 and the contact plate 12, coupled to it through the chain transmission 3 and 9 and 1 pinion toothed 10, so that the plate 12 rotates 60 counterclockwise.
The cursor 5 and 6 is then again in the position corresponding to the drawing and no longer rests on contacts a2 and d2 but on contacts b2 and e2.
When slider 5 and 6 is turned 60 again using handwheel 7, it is the c and f poles of stepper motor 1 that are energized, as a result of which the rotor of the stepper motor 1 is turned by a new angle of 60 and the contact plate 12 is again shifted by 60, through the toothed gears 10 and 11, so that the slider 5 and 6, when its return to the vertical position rests on contacts c2 and f2.
In this way, it is possible to achieve by a short and rapid shift of the cursor 5 and 6, by an angle of 60, a stepwise rotation of the rotor 4, of the stepping motor.
Friction contacts are provided for the current to flow to contacts a - f on the contact plate. It is also possible to provide a toothed pinion controlled by means of a worm and an electromagnet to replace the handwheel 7, each time the electromagnet is energized. Cursor contacts 5 and 6 will be shifted by 60.
After switching off the electromagnet, the slider 5 and 6 is again returned to its vertical position by a return spring.
Continuous rotation of the stepper motor is thus obtained in stages.
The rotation speed of the stepper motor 1 increases with the offset frequency of the cursor 5 and 6. The stepper motor can drive any moving part of a machine. It can also be coupled with a control drum.
FIG. 2 represents the application of the control according to FIG. 1 to the operation of a machine carriage. The carriage 13 moves on the slide 14 of the machine bench. The stepper motor 15 drives the machine carriage in both directions via the threaded shaft 16 and the lead screw nut 17.
The movement of the machine carriage is controlled by the electro-magnetic explorer wheel 13, which moves along the jig 19.
The axis 20 of the electromagnetic wheel rests on the support points 21 22, which move on the slide 23 and 24, in the direction of A-B.
The two springs 25 and 26 maintain the axis in its central position.
The electromagnetic wheel 18 is driven by the motor 23, via the toothed wheel 27. The coil 29 ensures the magnetization of the electromagnetic wheel 18, so that the latter is attracted with the desired force. by the g @@ aris 19, at the upper part of the axis 20 there is a rack 30 which engages the pinion 31. When the electromagnetic roller 18 is deflected in the direction A by a contact oriented to the left with the jig, the unattached wheel 31 performs a
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clockwise rotation.
The movement also causes a clockwise rotation of the cursor 32, which is coupled with the toothed wheel.
The cursor 32 which hitherto rested on the contacts G and N moves during this movement towards the contacts h and o. The stepping motor 15 has as many p8les as the contact plate 33 has electrical contacts. By moving the cursor 32, we obtain - as has been described - a corresponding movement of the rotors of the stepping motors 15.
The carriage 13 is moved in the direction A, via the threaded shaft 16, when the stepping motor performs a counterclockwise rotational movement. By the same token, the threaded exploration rod is also released and returned to its central position by the spring 25. The stepping motor 15 drives, on the other hand, the conical pinion 34. The threaded shaft 16 has a groove which is provided for this purpose.
The bevel gear 34 engages the bevel gear 35.
The bevel gear 35 is fixed to the shaft 36, which drives the contact plate 33. When the electromagnetic roller 18 is driven in the direction A, by the jig 19, the stepper motor 15 and the carriage 13 are driven. also returned in direction A. The contact plate 33 is driven by the stepping motor via the two conical pinions 34 and 35, in the counterclockwise direction. When the electromagnetic wheel is driven in the direction B, the cursor 32 is displaced in the anti-clockwise direction, so that it comes to rest on the contacts s and m. By this movement, the stepper motor is also driven in an anti-clockwise direction. Thus, the carriage 13 is moved in the direction B.
The contact plate is displaced by the reversal of the rotational movement of the stepper motor 15 in a clockwise direction. The electromagnetic wheel 18 thus explores the contour of the jig '.- and controls the movements of the motors 15 and of the carriage 13, during its deviations, so that the cursor 32 oscillates around an angle Alfa 1 or Alfa 2. When cursor 32 deviates from an Alfa 1 angle, the stepper motor rotates counterclockwise. When that same slider deviates from an Alfa 2 angle, the stepper motor rotates in a direct clockwise direction.
The demultiplication between the movements of the electromagnetic wheel 18 and the rotational movement of the slider 32, with an angular value of Alfa 1, can be chosen such that the deviations of the electromagnetic wheel are extremely small, to simply ensure the movement of the cursor 32. The carriage is not driven by the electromagnetic head wheel, as was the case in the controls which existed until now. The movement of the carriage 13 is provided by the stepping motor 15.
When the slide 14 of the machine bed is mounted on an additional transverse carriage, so that the electromagnetic roller can perform transverse movements with respect to A and B, the electromagnetic roller will be able to fully explore the outline of the template. When strong curvature contours or full profile contours are to be explored, it will be essential that the electromagnetic wheel can deflect in the C-D direction, in addition to the A-B direction, as shown in figure 3.
FIG. 3 represents the construction of such a probe. The feeler 37, to which the electromagnetic roller 38 is fixed, is itself fixed on the carriage 39. The latter itself moves on the carriage 40 in the direction A-B. The support 40 is movable in the direction C-D on the frame-41. It is held in its central position by the springs 42, 43 and 44, 45. The support 39, on which the probe is fixed, is held in its central position by the springs 46 and 47. The rack 48, which is attacked by the pinion 49, is screwed onto the carriage 40.
Pinion 49 is located on axle 50, which is housed in a special bearing, coupling
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plé with the frame 41. This bearing is not shown in the drawing. When the carriage 40 is moved in the direction C-D, the pinion 49 is set in rotation. The cursor of the contacts 51, 52, which moves on the contacts of the plate 53, is fixed to the left end of the shaft. On the carriage 39 is also screwed a 'rack 54. The pin 55 fixed on the. 'axis 56, attack this rack. The axis 56 is housed in a bearing, which is fixed on the carriage 40. This bearing is not shown in the drawing.
At the other end of the axle 56 is attached the contact slider 57 and 58, which moves on the contact plate 59. The contact plate 59 is rigidly coupled to the toothed wheel 60. The wheel toothed 60 is driven by the worm 61. This is fixed to the shaft 62. This shaft is driven by the chain wheels 63 and 64. The chain wheel 64 is rigidly coupled with the right toothed wheel 65 , which is engaged by the pinion 66. The pinion 66 is executed in such a way that it can move in the longitudinal direction along the worm 67.
The worm 67 however has a groove, in which the key of the pinion 66 engages. This prevents the pinion 66 from rotating with the rotational movement of the worm 67. This arrangement ensures at the same time with the rotation of the worm. the worm 67 the rotation of the toothed wheel 60 and the contact plate 59. The worm 67 is driven by the mold step by step 68, The carriage 69 still has a nut with lead screw which 'ensures the displacement of this carriage during the rotation of the worm 67 'Thus, the feeler is orientable in the direction AB, as well as in the direction CD. Depending on the direction in which the probe is deflected, these deflections will cause the displacement of the contacts of the cursors 57 and 58 or 51 and 52.
The second transverse carriage, by means of which the carriage 69 is moved along its slide in the direction C-D, has not been shown in the drawing, in order to make it clearer. This cart is made in the same way as that shown in the drawing. As soon as the second stepping motor is started for the movement of the carriage 69, in the direction CD, the contact plates 53 and 59, are returned by the slide contacts 51, 52, by a reverse rotational movement of that of the cursor. Simultaneously, the carriage 69 is advanced in the corresponding direction. This enables the probe to explore a full profile contour.
The construction of the probe, which has been shown schematically, has the appreciable advantage of the fact that the vertical edge of the electromagnetic wheel is in contact with the jig with its entire surface.
The construction of the feeler can also be chosen so that it is suspended by a cardan device or housed in a ball bearing. Figure 3 is only intended to provide the principle of such a device.
FIG. 4 shows a duplicating milling machine, equipped with the control according to the invention. The jig 71 is explored with the aid of the electromagnetic wheel 70. The electromagnetic caster is driven by a special motor which moves it along the contours of the jig. While exploring the outline of the jig, the electromagnetic wheel is deflected in directions A-B and C-D.
These deflections control the stepper motors 72 and 73, which move the transverse carriage 74 or the machine table 75 in the corresponding directions. The axis of the electromagnet wheel then jumps back to its 0 position, until it receives a new deflection as a result of the rotational movement of the scanning wheel around the contour profile. of the template.
The electric drive which is shown in Fig. 1 is also simply intended to provide the operating principle of the electrical drive device of the stepping motor. For simplicity, only a six-pole stepper motor has been provided. The control can however be adapted to stepper motors having many more poles, in particular 12 or 24.
In order to ensure spark-free switching of the mo-
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step by step rheostats can be provided for switching the feeds. In this case, the contact plates of the electrical switch will be equipped with a much larger number of contacts. Stepping motors can also be started by means of fast relays arranged in the electrical control of these motors. In this case, only the weak excitation currents of the relays would have to be controlled by the contacts of the cursors. Thus, this control can be adapted with great ease to various needs.
CLAIMS
1. Probe control for machines of all kinds, in particular; reproducing machines, for example; reproducing milling machines, reproducing planing machines, reproducing grinding machines, etc. On the other hand, automatic sewing machines, working according to a template, control comprising a feeler on the d axis exploration of which there is a simple probe or an electromagnetic exploration wheel, characterized by the fact that the probe is placed on a mobile support moving in one, two or three coordinates and that these movements in the direction of the coordinates determined ensure the control of electro-magnetic executing devices, by means of electrical switching devices,
the electro-magnetic executing devices ensuring the transmission of the respective movements to the support of the probe and to the support of the tools.