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La présente invention est relative aux appareils pour commander le déplacement d'un objet par rapport à un autre objet et. convient particulièrement, bien que non exclusivement, à la commande du mouvement d'un outil par rapport à une pièce en tra- vail ou inversement, sur une machine-outil.
, La présente invention vise à établir un appareil destiné à commander une machine-outil, où il est prévu des dispositions pour avancer une pièce en travail, par rapport à un outil, suivant deux routes, soit une première route et une seconde route, ces routes faisant un angle,entre elles, ainsi que des dispositions peur immd
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quer la position, au moins le long de la premiers poute, d'un organe mobile le long de cette route, cet appareil comportant :des moyens pour mesurer les écarts, dans la direction de la première route, d'un élément mobile le long de la seconde route ; desmoyens pour dériver un signal qui varie suivant l'importance de tels ecarts;
et des moyens, soumis à la commande de ce signal et appelés à modifier le déplacement dudit organe mobile le long de la pre- mière route, en vue de compenser lesdits écarts.
En outre, et selon la présente invention, il est prévu un appareil pour commander une machine-outil, du type comportant au moins deux chariots, à savoir, un premier chariot et un second chariot, ces chariots se déplaçant,. sur des systèmes de guidage respectifs, le long de .deux routes, à savoir, une première route et une seconde route, sensiblement à angle droit l'une par rapport à l'autre, en vue de produire un déplacement relatif entre une pièce en travail et un outil, ledit appareil comprenant : un sys- tème de commande automatique pour le premier chariot tout au moins, ce système étant pourvu de moyens pour recevoir des signaux de commande qui caractérisent un déplacement relatif requis entre l'outil et la pièce en travail, le long de la première route; un mécanisme.pour déplacer le chariot;
des moyens pour indiquer la .position du chariot sur son chemin de guidage; des moyens pour commander les déplacements du chariot, sous la commande conjointe des moyens qui reçoivent le signal de commande, d'une part, et des moyens indicateurs de position, d'autre part, pour commander le mécanisme d'entraînement du chariot, cet appareil comprenant en outre des moyens pour mesurer les écarts relatifs qui se produisent entre' deux organes quelconques faisant partie d'un groupe d'organes. de la machine-outil et qui assurent une lia.ison mécanique s'eten dant entre, d'une part, le chemin de guidage, lui-même compris dans cette liaison, sur lequel le second chariot se déplace et, d'auto part, le point de contact entre l'outil et la pièce, écarts de nature à provoquer un déplacement rela,
tif entre l'outil et la pièce
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en direction de la première routo; des moyens pour engendrer des signaux correcteurs qui varient en fonction de tels écarts? et des moyens pour appliquer de tels signaux correcteurs aux moyens qui commandent le mouvement du chariot et adjoints au premier chariot, en vue de modifier la manière dont ces derniers moyen,3 réagissent à l'intervention des moyens récepteurs du signal de commande et des moyens indicateurs de position, cette modification s'opérant dans une mesure et dans un sens requis pour compenser lesdits écarts.
L'invention a en outre pour objet un procédé pour commander une machine-outil, ce procédé comprenant les opérations qui consis- tent : à. préparer des signaux qui caractérisent les déplacements . d'un outil par rapport à une pièce en travail, en se reportant à au moins deux axes conventionnels formant un angle entre eux; à appliquer les signaux préparés à des mécanismes de commande de mou- vement de chariot affectas aux chariots d'une machine-outil montés sur des chemins de guidage, pour se déplacer suivant des routes qui ne sont qu'approximativement parallèles, respectivement, auxdits axes;
à mesurer les positions et les déplacements des chariots par rapport à leurs chemins de guidage, suivant la direction desdits axes, qui est approximativement celle suivant laquelle ces chariots se déplacent, respectivement, sur leurs chemins de guidage; à de,- river des signaux de contrôle qui sont fonction des positions et des mouvements ainsi mesures; à combiner les signaux de contrôle et les signaux préparés, en vue de commander le déplacement des chariots respectifs en conformité avec lesdits signaux préparés; à mesurer les déviations, par rapport auxdits axes, de repères prévus sur les chariots, lors du déplacement des chariots décrits ci-dessus; à engendrer des signaux de correction qui caractérisent de telles deviations;
et à appliquer les signaux de correction, caractéristiques pour chaque déviation de cette nature du chariot, à des moyens de commande de mouvement de chariot, affectes à un chariot de la machine-outil qui se déplce sur son chemin de guidage suivant une route approximativemet parallèle à la direction de
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cette déviation, cette application se faisant dans un sens et dans une mesure tels que l'outil se déplace par rapport à la pièce en conformité avec lesdits signaux préparés, en se reportant auxdits axes, et non aux routes suivies par les chariots sur leurs chemins de guidage, lorsque ces axes et ces routes ne sont pas parallèles;, respectivement, les uns aux autres.
Selon la présente invention, il est en outre prévu un appareil pour commander une machine-outil, cet appareil comprenant :des moyens pour fournir des signaux de commande qui représentent un déplacement relatif qui doit avoir lieu entre deux éléments de la. machine-outil mobiles l'un par rapport à l'autre, s' intercalant entre le bâti fixe de la machine-outil et le point de contact entre un outil et une pièce en travail; des moyens pour produire des déplacements relatifs entre les deux dits éléments; des moyens de commande pour les moyens générateurs de déplacement ; desmoyens pour appliquer les signaux de commande à ces moyens de commande;
des moyens pour indiquer la position relative des deux dits éléments et les mouvements qu'ils effectuent l'un par rapport à l'autre, et pour engendrer des signaux de contrôle correspondant à cette position et à ces déplacements ; desmoyens pour appliquer ces si- gnaux auxdits moyens de commande, en vue d'établir un circuit de serve-commande qui règle la réaction des moyens générateurs de mouvement à l'intervention des signaux de commande; des moyens pour mesurer les écarts qui se produisent entre deux points quelconques de la machine-outil, points situés entre le bâti fixe de cette machine et le point de contact entre l'outil et la pièce, et qui ne sont pas compris dans ledit circuit de commande; des moyens pour engendrer des signaux correcteurs qui représentent lesdits écarts;
et des moyens pour appliquer les signaux correcteurs aux organes de commande, en vue de modifier le fonctionnement du cir- cuit de commande et la réaction ,des moyens générateurs de mouvement, d'une quantité correspondant auxdits écarts.
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La présente invention vise en outre à établir un appareil pour commander le déplacement d'un objet à l'encontre d'une résis- tance variable, cet appareil comprenant un organe de commande relié à cet objet et appelé à être déplacé en vue d'amorcer et de commander les déplacements de cet objet, ainsi que des moyens pour vaincre cette résistance variable, ces moyens étant destinés à sou- mettre l'organe de commande à une faible charge (qui peut être égale à zero) determinée d'avance et sensiblement constante.
La présente invention vise en outre à établir un appareil pour commander le mouvement d'un objet le long d'une route deter- minée, à l'encontre d'une résistance variable, cet appareil compre- nant : des moyens pour soumettre l'objet à l'action d'une force; des moyens pour régler cette,force tant en grandeur qu'en direction le long de ladite route ; unmécanisme de commande relié à cet ob- jet et comportant un élément appelé à être déplace en vue d'amorcer les mouvements de commande de l'objet, en conformité avec les posi- tions relatives de cet élément et du point où ledit mecanisme est relié à l'objet;
et des moyens pour commander lesdits moyens de réglage de la force en conformité avec la charge instantanée à la- quelle ledit mécanisme est soumis, de telle manière que ladite force entraîne cet objet en conformité avec les; mouvements dudit élément, mais maintient cet objet à l'état immobilise lorsque cet élément est Mobile, tout en soumettant ledit mécanisme à une charge, cette charge étant essentiellement constante et présentant ' une valeur déterminée pouvant se réduire à zéro.
Toujours selon l'invention, il est prévu un appareil pour commander le mouvement d'un objet le long d'une route déterminée, à l'encontre d'une résistance variable, cet appareil comportant des moyens.pour soumettre cet objet à l'action d'une force ; des moyens pour régler ladite force, tant en grandeur qu'en direction, le long de ladite route; un mécanisme de commande relié à un point situé sur l'objet et comprenant un élément dont le déplacement
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amorce et commande le déplacement de l'objet, et dont la position par rapport audit point commande la position de cet objet ;
moyens pour mesurer la charge à laquelle est soumis ledit mécanisme; des moyens soumis à la commande desdits moyens mesureurs , pour actionner lesdits moyens de réglage de la force, en vue de soumettre l'objet à l'action d'une force telle que la charge appliquée audit mécanisme demeure sensiblement constante à une valeur déterminée, laquelle peut être zéro.
La présente invention sera considérée de préférence dans son application à la commande de machines-outils, bien que, et con- formément à ce qui a été dit plus haut, cette invention soit appli- cable à des usages analogues, où il s'agit de commander le dépla- cement d'un objet par rapport à un autre.
Lors de l'exécution d'opérations de mécanisage par des pro- cédés courants, l'opérateur doit mesurer de temps en temps la pièce en travail, de sorte que la vitesse de travail réelle est de loin inférieure à la vitesse dont la machine est théoriquement capable.
On a déjà propose des méthodes automatiques; pour la commande de machines, methodes où des instructions sont transmises à un système asservi qui fait avancer un chariot de la machine et où l'on prevoit des dispositifs le précision destines à relever la position et le déplacement d'un chariot et qui envoient des signaux au système servo-régulateur en vue d'arrêter l'avance lorsque le mouvement requis a été effectué.
Pour tirer tout le parti de la précision dont ces dispositifs automatiques sont capables, il est nécessaire que la machine-'outil possède elle-même un degré de précision rarement atteint dans la pratique. La. présente invention, telle qu'appliquée aux machines- outils, a précisément pour objet de réduire les erreurs qui pro- viennent des imperfections de la machine-outil proprement dite.
Dans les opérations d'usinage, laforce requise pour faire
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avancer les chariots de la machine-outil à l'encontre de la résis- tance à la coupe est sujette à des variations considérables, et il est difficile d'assurer un mouvement précis de ces chariots lorsque cette force doit être fournie uniquement par la rotation d'une vis-mère ou d'un organe analogue, ce qui est particulièrement le cas en ce qui concerne les dispositifs de commande automatiques du type décrit ci-dessus, où la force est fournie par un servo- moteur, lequel ralentit en obéissant aux instructions qui lui sont transmises, lorsque cette force devient excessive.
La présente invention, telle qu'appliquée aux machines-outils, a en outre pour objet de surmonter cette difficulté en séparant la fonction qui consiste à fournir la force requise pour les mouvements du chariot . ou analogue, d'avec la fonction qui consiste à commander ce mouve- ment.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description, qui sera donnée ci-après, de certains de ses modes de realisation, qui sont d'autre part représentes dama les dessins annexés, dans les. quels : la figure 1 est une vue perspective montrant les organes d'une machine-outil et relative à un mode d'execution de l'invention} la figure,2 est une vue détaillée, partiellement en coupe, d'une partie de la figure 1 ; la figure 3 est une vue détaillée, partiellement en coupe, d'une autre partie de la fige 1; la figure 4 est une vue partiellement en coupe de certains organes de la mmanchine-outil représentée dans la fig. 1; la figure 5 est une vue, partiellement en coupe dans un plan différent, des organes d'une machine-outil représentés dans la figure 4;
la figure 6 est un schéma des circuits électroniques et d'autrs élément d'equipement accessoirs, le out apple à être
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utilisé dans le mode de réalisation représenté dans la fige 1; la figure ? est un autre schéma des circuits électroniques et d'autres éléments d'équipement accessoires, le tout appelé à être utilisé dans le mode d'exécution représenté dans la figure 1; les figures 8 et 9 représentent, la première en coupe et en plan et la seconde en élévation, le détail de la poupée de la machine-outil représentée dans la figure 1 ; la figure 10 est une vue partiellement en coupe montrant les 'organes d'une machine-outil comprenant un autre mode de reali- sation de l'invention.
La figure 1 représente sous une forme schématique une fraiseu- se comportant un chariot horizontal 1 qui se déplace sur un banc muni d'ailes ou glissières de guidage 3, représentées sous la forme de nervures verticales, bien que, dans la pratique, elles soient d'un caractère plus complique. Une pièce en travail 4 est fixée au chariot 1 par tout moyen connu, non représenté.
Une fraise 5, montée dans une poupée 6, est supportée par un chariot 7 qui se déplace sur un banc 8 muni de glissières 9 (re- présentées de la même manière que les glissières 3) orientées transversalement par rapport aux glissières 3.
Ceci permet de réaliser une commande à deux dimensions des mouvements relatifs de l'outil et de la pièce, dans un plan, de la façon généralement requise pour le profilage à la fraise.
Toute méthode consistant à produire l'avance des chariots en ' relevant la position angulaire d'une vis-mère ou analogue risque d'être bouleversée par les écarts que subissent les organes de la machine entre le point de relèvement et le point de coupe, ainsi que par les inexactitudes des chariots, de la vis-mère, etc..
Par exemple, dans la figure 1, la distance entre le bord de la pièce et l'arête 11 de la coupe peut être mesurée en relevant la position du chariot 7 le long,du banc 8, suivant la direction des glissières 9 ; toutefois, en cas de jeu lateral oude flechis-
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sèment du chariot 1 par rapport au banc 2 qui auraient pour résultat un écart transversal de ce chariot par rapport aux glis- sières 3, la position réelle de l'arête 11 ne correspond plus exactement à sa position telle qu'elle ressort de la position du chariot 7 dans le sens longitudinal des glissières 9.
L'invention prévoit des dispositions pour mesurer les écarts de. cette'espèce et pour engendrer des signaux pouvant être appli- pues à n'importe quel chariot prévu sur une machine-outil et dont le deplacement normal s'effectue dans le même sens que l'écart en question, de façon que le mouvement ou la position de ce chariot fasse l'objet d'un ajustement de correction, afin d'éliminer l'er-' reur due à l'écart. Les moyens destinés à mesurer l'écart ne se- ront pas décrits de façon détaillée.
Avantageusement, on désignera les directions du mouvement relatif de l'outil et de la pièce par rapport à un axe "X" ou des abcisses, qui définit la direction théorique du mouvement 'du chariot 1, ainsi que par rapport à un axe Y ou des ordonnées, qui définit la direction théorique du mouvement du chariot 7 ces axes étant représentés dans la Fig. 1 par des lignes en traits mixtes désignées par "X" et "Y"; lesdites lignes d'axes étant brisées dans la traversée des diverses surfaces situées dans des plans différents, de façon que l'on puisse aisément apercevoir la position'occupée par un axe par rapport à divers éléments re- présentés dans les dessins.
Pour mesurer les déplacements du chariot 1 suivant la di rection de l'axe Y, une plaque 12 est montée sur le banc 1, de façon à être divisée en deux parties égales par le plan contenant l'axe Y et la tige 13 de l'outil. Une barre 15 est suspendue à partir de potences 14 faisant saillie sur un cote du chariot 1, cette barre présentant une surface 16 exactement plane (en réalité, il est préférable d'utiliser une -lame à faces parallèles qui se situe dans un plan parallèle à l'axer La, surface 12 et la surface 16 sont.écartées l'une de l'autre, la longueur et la
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position de la barre 15 étant telles que les superficies respecti ves en regard des éléments 12 et 16 demeurent constantes pour tou- tes les positions du chariot 1 le long de ses glissière 3,
la disposition étant telle qu'aussi longtemps que ce chariot suit exactement l'axe X, l'écartenient entre les deux surfaces ne se modifie pas. Toute déviation,,par rapport à l'axe X due à un jeu latéral, à des inexactitudes dans les glissières, ou à des raisona- analogues, a pour effet de modifier l'écartement entre 2 et 16.
Dans les réalisations les plus favorables, les éléments 1,% et 16 sont munis de surfaces-conductrices d'électricité et agissent comme un condensateur électrique dont la capacité varie à la suite de déviations du chariot 1 pr rapportà sa route désignée par l'axe 1. Des circuits électroniques, connectés aux éléments 12 et 16, engendrent un signal qui est fonction des variations de cette capacité et qui correspond à toute déviation du chariot 1 suivant la direction de l'axa Y.
Ce signal est utilisé pour amorcer un mouvement de correc- tion (ou une modification de mouvement du chariot 7 le long du banc 8
La disposition des circuits appelés à engendrer le signal dé correction,-ainsi que les moyens pour appliquer ce signal en vue d'opérer la correction, seront exposés dans la suite, à propos des figures 6 et 7.
Afin de parer au cas où les écarts du chariot 1 prendraient la forme d'un mouvement en lacet par rapport'aux glissières 3 de ce chariot, on peut monter une deuxième plaque, 17, sur le banc 2 La plaque 17 présente une forme semblable à celle de la plaque la et est montée d'une manière analogue à celle de cette dernière, mais est décalée par rapport à la'plaque 12 le long du banc 2 Lorsque le chariot 1 est orienté correctement par rapport à ses glissières c'est-à-dire n'est pas dévié transversalement), les capacités de 12 16 et de 17 16 sont dans un rapport déterminé entre elles et sont de préférence égales.
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Toutefois, tout écart du chariot 1, dû au mouvement en lacet, a pour effet que les positions relatives de 12 16 et de 17 16 s'écartent des positions relatives déterminées d'avance, l'impor tance de cet écart constituant la mesure de l'angle d'embardée Etant do/nné que la plaque 12 chevauche l'axe Y, lequel comprend l'axe de la broche de l'outil, la capacité de 12 16 fournit une mesure adéquate des déviations du chariot 1, en ce qui concerne la correction suivant l'axe Y, les mouvements en lacet du chariot 7 pouvant âtre négligés, étant donne qu'ils peuvent être considérés, avec une approximation étroite, comme exécutés autour d'un centre de pivotement situé sur l'axe de la broche de l'outil.
Toutefois, ceci n'est pas vrai pour certaines positions du chariot porte-broche 7 le long de ses glissières 9, et le mouvement en lacet de ce dernier chariot peut entraîner des erreurs importâtes dans la mise en position de la pièce en travail par rapport à l'ou- til, suivant l'axe X.
De telles erreurs peuvent varier, pour un angle d'embardée donné du chariot 1, suivant la position du chariot 7 sur les glissières 9, la correction requise suivant l'axe X étant fonction à la fois de la différence entre les deux capacites 12, 16 et 17, 16 et de la position du chariot 7 sur les glissières 9. 11 est nécessaire que ces capacités soient continuellement comparees l'une avec l'autre et avec une indication de la position du chariot 7 sur ses glissières 9.
La dérivation du signal de correction requis à partir de ces trois sources d'information pose un simple problème de géométrie dont la solution est à la portée d'un calculateur électronique élémentaire, le signal de correction pouvant prendre la forme d'un signal optique appelé à être utilisé par un opérateur en vue de modifier les relèvements qui indiquent la position du chariot 1 sur les glissières:
2 Les problèmes que pose la compensation des ocmrts d'un chariot
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porte-broche tel que '{ diffèrent sur plusieurs points de ceux relatifs à un chariot porte-pièce, tel que le chariot 1, le plus important de ces points résidant dans le fait que les mouvements en lacets d'un tel chariot peuvent être considérés, avec une appro- ximation étroite, comme étant,effectués autour d'un point situé sur l'axe de la tige de la broche, de sorte que leurs effets sur les positions relatives de l'outil et de la pièce en travail peu- vent être négliges dans la plupart des applications pratiques.
Une'petite plaque 18, analogue à la plaque 12, est fixée au chariot porte-broche dans une position telle que la plaque 18 est divisée en deux parties égales par un-plan parallèle à l'axe X et conte- nant l'axe de la broche de l'outil. Une barre 19, analogue à la barre 15, est suspendue par dès potences 20 à partir du banc 8 dans une position telle qu'une surface exactement plane 21 (qui peut être présentée par une lame à faces parallèles) est parallèle par rapport à une surface tournée vers l'extérieur, de la plaque
18, tout en étant ecartée de cette surface.
La surface-21 est dressée de telle manière que l'écartement entre les surfaces 18 et 21 démeure inchangé pendant les déplace- ments du chariot 7 sur ses glissières 9, aussi longtemps que la plaque 18 ,(ou,. plus exactement, un point de référence pris sur sa .surface), demeure, au cours de ces déplacements,, parallèle à l'axe Y. D'une manière générale, ceci postule que le chariot 7 ne soit pas dévié transversalement par rapport à sa route théoriquement correcte, lors de son mouvement le lorg de ses glissières.
Dans la disposition selon l'invention, la surface plane allongée 21 est montée rigidement sur le bâti principal de la ma- chine-outil et peut servir de repère représentant l'axe Y. Dans le cas du chariot 1 tel que décrit plus haut, les deux plaques 12 et
17 peuvent être alignées de manière à constituer le repère corres pondant
Le chariot 7 est capable'd'écarts par basculemant, dans les
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plans de roulis et de tangage, par rapport à ses glissières.
Les écarts de la première espèce nécessitent des corrections suivant l'axe X, tandis que les ecarts de la seconde espèce exi- gent des corrections suivant l'axe Y.
Les axes de pivotement autour desquels ces écarts se produi sent sont constants, avec une approximation étroite et, comme la distance entre ces axes de pivotement, d' une part, et le taillant de l'outil, d'autre part, est constant, les angles respectifs du roulis et du tangage suffisent pour définir les erreurs dans le sens des axes X et Y, respectivement.
Ces angles peuvent être mesurés avantageusement -en incluant de grandes et de petites plaques, analogues aux plaques 12 17 et
16 ; 18 21 dans le corps du banc 8. Les ,figures 4 et b represon tent la manière dont ceci peut être accompli.
La figure 4 est une vue en coupe de 'l'extrémité antérieure du chariot 7 et du banc 8, le plan de coupe étant parallèle à l'axe X et à l'axe de la broche de l'outil.
Des gorges 22 23 sont taillées dans les faces inférieures des ailes latérales du banc 8. Sur la paroi supérieure de ces gorges sont fixées de longues plaques 4, 5 présentant une surface inférieure exactement plane, cette fixation se faisant à l'aide de moyens, non représentés, qui permettent un alignement précis de ces plaques, de telle sorte que leurs surfaces inférieures soient ; situées dans le même plan.
Ce plan est da préférence tel que la distance la plus courte entre un point quelconque du chariot 7, d'une part, et la surface de chacune des plaques 24 25 ne varie pas pendant que le chariot
7 se déplace d'une extrémité à l'autre de ses glissières, en sui- vant une route directe, sans ecarts dus à des irrégularités des glissières ou à un jeu du à l'usure.
Dans l'intérieur des gorges 22 et @3 pénètrent des montants 26,27 au sommet desquels sont fixées de petites plaques 28 et 29,
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analogues aux plaques 12, 17 et 18 ces plaques étant écartées des surfaces inférieures respectives des plaques 28 et 25 de manière à laisser un petit intervalle dans chaque cas, intervalle permettant de constituer des-condensateurs 24, 28 et 25, 29 les plaques 24 et 25 ayant une lngueurtelle que 1$ surface que la plaque 224 oppose à la plaquez-';48 présente toujours la même sper ficie;de même, la surfacequ la plaque 25 oppose à la plaque 29 présente toujours la même superficie; cela quelle que soit la po- sition du chariot 7 sur ses glissières.
Tout mouvement de roulas du chariot 7 ducaux efforts de coupe s'exerçant suivant l'axe X par exemple, détermine une diffé rence entre les capacités de 24 28 et de 25 29 cette différence constituant une mesure exacte de l'angle de roulis. On décrira plus loin les circuits servait à indiquen de telles différences entre les capacités.
La valeur absolue des capacités est sans importance pour les corrections à effectuer suivant la direction des axes X et Y; toutefois, la où l'on prévoit des dispositions pour avancer l'outil suivant.µun axe parallèle à l'axe de la bro che de celui-ci, comme dans le cas d'une machine à graver les ma- trices par exemple, un des condensateurs 24 28 et 25 29, ou les deux, peuvent être utilisés pour mesurer les déviations du chariot 9 suivant cet axe et, dans cd cas, le plan dans lequel les plaques
24 et 25 sont alignées doit etre parallèle au plan théorique ' (sensiblement horizontal dans ce cas) du mouvement du chariot 7
La figure 5 montre le système pour indiquer les écarts du chariot 7 dus au tangage.
Une. plaque supplémentaire 30 montée sur une colonne 31 est fixée au .chariot 7 dans une position décalée par rapport à la colonne 26 et à la plaque 28 suivant l'axe Y de manière à faire saillie dans l'intérieur de la gorge 22 de la même façon qaue cette colonne'et cette plaque, et de manière à constituer un troisième condensateur 24, 30.
La différence entre les. capacités de 24 28 et de 24 340
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quelles que soient leurs valeurs absolues, est une indication de l'angle de tangage du chariot 7
Lorsqu'il est nécessaire d'apporter des corrections en rai- son d'écarts axiaux de l'outil - comme indiqué plus haut, un condensateur supplémentaire, analogue aux précédents, peut être disposé dans la gorge 23 portant ainsi le nombre total des con- densateurs à quatre, la disposition étant telle que la moyenne des capacités des quatre condensateurs fournit une indication de tels écarts axiaux de l'outil.
Un système analogue à celui représenté dans les figures 4 et 5 peut être adjoint au chariot 1 et au banc 2, bien que, dans ce cas, les plaques longues soient de préférence montées dans des gorges pratiquées dans le chariot, les petites plaques étant dis- posées sur le banc 2 dans une position t lle qu'elles soient di- visées en deux parties égales par 1'axe . Les erreurs suivant l'axe Y sont provoquées par des écarts du chariot 1 dus au roulis et sont représentées exactement par l'angle de roulis, etant donné que, dans les fraiseuses à profiler, comme celle représentée dans la figure 1, la hauteur de l'outil au-dessus du banc est constante.
Une petite plaque de condensateur, montée de façon à s'écar- ter suivant l'axe X, par rapport à une au moins des plaques qui font partie des condensateurs de correction de roulis, peut être fixée au banc 2, en alignement transversal avec la plaque 17. Ici élément, seul l'angle de l'écart dûd au tangage présente un inté- rêt, étant donné que la hauteur du taillant de l'outil au-dessus du chariot 1 est constante.
Lorsqu'on prévoit des dispositions en vue d'un déplacement axial de l'outil, comme dans le cas d'une machine à graver les matrices par exemple, les erreurs suivant les axes X et Y dues aux écarts du chariot 1 provoques par le tangage et le roulis, dépendent de la position de l'outil le long de son axe de rote,. tion, que l'on peut désigner avantageâmes par l'axe z la
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différence entre les capacités des paires de condensateurs prévues pour- la correction du tangage et du roulis doit alors être combinée avec un signal indiquant la position de l'outil sur l'axe Z, lors de l'élaboration des signaux pour corriger les erreurs suivant l'axe Y et l'axe Y, dues aux écarts du chariot 1 provoqués par le tangage et le roulis.
Dans le cas de la machine à graver les matrices, cité plus haut à titre d'exemple,.les écarts du chariot 1, dans son ensemble, vant l'axe Z, exigent une correction et, dans ce cas, la capa- -3 moyenne absolue des condensateurs de correction du roulis du ariot 1 fournit une mesure adéquate de tels écarts de ce chariot, est donné que ces condensateurs sont toujours en alignement avec @ plan contenant l'axe de la broche de l'outil.
Il se produit également des écarts de la broche'de l'outil par .rapport à son axe de rotation théorique, par suite d'un jeu énévtable dans les paliers.
Les figures 8 et 9 représentent l'application d'un système détecteur d'écarts à condensateurs à la broche de l'outil. La figure 8 est une vue en plan de la disposition représentée dans la figure 9 et représente une coupe le long de la ligne 84 tandis que le. figure 9 est une vue d'élévation en coupe par l'axe de la booche
La broche 85, dont seule la partie inférieure a été represen- tourne dans une buelure lisse 86 sertie à frottement dur dans l'extrémité inférieure d'un tube 87 qui fait partie du porte- broche. Des écrous de blocage 88 et une bride 89 prévues sur la borche servent à absorber les efforts de poussée axiaux. Une fraise est supportée par l'extrémité inférieure de la broche.
Des blocs isolants 91, à section transversale carrée, traver- sant à contact intime des orifices pratiqués dans les parois du tube 89ces blocs étant munis debrides 92 par lesquels ils sont fixes à des bossages aplatis, prévus sur la surface extérieure du
89
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Les extrémités intérieures des blocs 91 sont tracées suivant un rayon tel qu'elles puissent epouser le contour cylindrique de la broche, ces extrémités étant pourvues d'un revêtement conducteur d'électricité 93. Une vis 94, dont la tête est noyée dans le re- vêtement conducteur du bloc 91,
traverse ce bloc et constitue un fût pour une borne 95 qui sert à la fixation d'une connexion électrique 96
Les revêtements conducteurs 93 sont séparés de la broche 85 par' un faible intervalle que l'on ajuste à l'aide de pièces d'epaos seur 97. Cet intervalle se modifie lorsque la broche dévie dans ses paliers. Chaque revêtement 93 constitue une plaque d'un condensa- teur dont la broche forme l'autre plaque.
Les figures 8 et 9 représentent quatre blocs 91, chaque paire de blocs diamétralement opposés étant affectée au sondage des écarts de la broche, suivant une de deux directions perpendi- culaires entre elles.
Il n'est pas absolument indispensable de prévoir les deux elements d'une paire de blocs 91'diamétralement opposés; toutefois, en utilisant les deux éléments, on obtient un effet de push-pull, ce qui facilite l'obtention d'une caractéristique linéaire du signal de,correction correspondant à un écart de la broche.
Que l'on fasse usage d'un ou des deux éléments d'une paire de blocs 91, le signal de correction, dérivé d'un changement de capacité dû à l'écart de la brocha 85 suivant le diamètre joignant une paire de blocs, est appliqué au système de commande prévu pour un chariot de la machine qui,se déplace dans un sens parallè- le à ce diamètre.
Dans le cas de la figure 1, où les blocs 91 sont indiqués d'une manière générale, une paire de blocs diamétra. lement opposés est alignée suivant l'axe X, l'autre paire étant alignée suivant l'axe Y 11 convient de noter qu'un jeu latéral dans une broche de fraise peut provoquer une erreur dans n'importe quelle direction
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normale à l'axe de la broche ; cependant,deux dispositifs palpeurs d'ecart, dont les éléments sont espaces à 90 autour de la broche, peuvent définir la position de la broche par rapport à ses paliers.
Bien que les signaux de correction dérivés des systèmes de condensateurs décrits jusqu'ici puissent être utilises pour régir la manipulation de commandes manuelles, l'invention trouve son application la plus importante dans les cas où ces manipulations sont effectuées automatiquement.
' Dans un système de ce type, on a proposé d'utiliser deux réseaux de diffraction optiques pour indiquer la position d'un chariot sur ses glissières. Dans cette construction, un réseau est. petit et l'autre est suffisamment long pour demeurer en regard du petit réseau lorsque le chariot effectue un certain parcours le long de ses glissières et lorsque les deux réseaux sont montes parallèlement l'un à l'autre et à la route suivie par le chariot le long de ses glissières. Un réseau est monté sur l'un des organes mobiles l'un par rapport à l'autra, l'autre réseau étant monté -sur l'autre de ces organes, les surfaces de ces réseaux étant séparées par l'écartement minimum qui empêche le contact, tandis que leurs lignes de réseau sont orientées de manière à s'écarter légèrement du parallélisme.
Des raies dites "franges moirées", qui présentent 'la forme de bandes alternativement claires et sombres, orientées transversalement aux lignes de réseau et dont la largeur et l'es- pacement sont notablement supérieurs à ceux de ces lignes, peuvent être aperçues lorsqu'on fait passer de la lumière à travers les deux réseaux, l'observation ayant lieu suivant une ligne normale à la surface de ces réseaux, avec ceci que, lorsqu'un mouvement relatif se produit entre les deux réseaux à la suite du déplace- ment du chariot le long de ses glissières, on constate que les franges moirées se déplacent dans un sens transversal à une vi- tesse qui est un multiple élevé de celle à laquelle le chariot se déplace le long de ses glissières.
Le passage de ces franges moirées transversalement à la ligne d'observation provoqua une
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variation d'allure cyclique de l'intensité lumineuse observée, la forme d'onde exacte de cette variation étant régie par le profil de la coupe transversale des stries du réseau et étant essentielle- ment sinusoïdale lorsque le profil est tel que la lumière diffrac- tes est concentrée dans un ordre. La direction du déplacement des franges indique la direction du mouvement du chariot. Une cellule photoélectrique, qui recueille cette intensite lumineuse variable, engendre une grandeur électrique qui varie d'une manière correspon- dante et qui peut être traduite par des circuits électroniques en un signal approprié.
Dans le système dont il est question plus haut, des signaux de commande son appliques au système à partir d'une banda perforée ou à aimantation variable, ces signaux présen- tant la forme d'impulsions dont chacune correspond au déplacement d'une frange moirée devant la ligne d'observation. On prévoit des circuits électroniques quirecueillent le signal et déterminent le mouvement d'un moteur qui produit le déplacement du chariot le long de ses glissières.
Les signaux de commande sont simultanément appliques à un .circuit de comptage électronique, qui enregistre leur nombre ; d'autre part, les signaux dérivés de la cellule photoaléctrique lors du passage des franges moirées sont également dirigés, après leur conversion en impulsions, sur le compteur, en vue d'annuler les impulsions de commande accumulées dans celui- ci. Le. circuit est conçu de telle manière que le moteur s'arrête lorsque tous les signaux de commande appliqués au compteur ont été annules.
Dans une réalisation pratique, des signaux distincts, provenant des circuits de commande et des circuits de la cellule photoélectrique, assurent la commande du mouvement du chariot dans des aens opposes, le long de ses glissières,
Cette disposition constitue un système servo-rogulateur dont la précision potentielle peut être appréciée en considérant le fait que la variation cyclique de la lumière qui atteint la cellule photo-électrique passe par un maximum et un minimum lors
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du passage d'une frange moirée par la lippe d'observation et le fait que cette frange est remplacée par une autre, en conformité avec le déplacement du chariot, le long de ses glissières, d'une distance égale à l'écartement entre deux-lignes voisines du roseau.
Une impulsion peut être dérivée à la fois de ce maximum et de ce minimum, de sorte que la position du chariot est déterminée dans dés limites correspondant à la moitié de l'écartement entre les lignes du réseau. On peut produire aisément des réseaux de préci- s ion comprenant b.000 lignes par pouce, ce qui permet de commander le chariot avec une précision de un dixmillième de pouce.
Si un réseau pouvait être/fixe de façon à se déplacer avec . le taillant ou le point de coupe effectif, tandis que l'autre réseau serait solidaire du bâti fixe de la machine-outil, le circuit servo-régulateur assurerait l'exactitude de l'opération de mécanisage nonobstant les écarts des éléments interposés de la machine-outil, écarts dus au fléchissement et au jeu dans les glissières, les broches, etc..
Une telle disposition des réseaux ne peut être réalisée virtuellement et, en tout cas, l'appareillage optique délicat, constitua par les réseaux et adjoint à ceux-ci, doit être monté de façon à être parfaitement à l'écart des copeaux, des agents réfrigérnts etc.... présents dans les opérations de -coupe, la fixation d'un reseau à un chariot et de l'autre réseau au bâti de la machine-outil étant généralement la meilleure dispo- sition qui puisse être réalisée. Cette disposition laisse. en dehors du circuit certains écarts qui se produisent dans le sens soumis à la commande de ce circuit.
Par exemple, dans le Fig. 1 un cir- cuit-boucle qui commande le mouvement du chariot 7 le long de ses glissières ne tient pas compte des écarts transversaux du chariot 1 sur ses glissières, écarts provenant du rattrapage de l'inévitable jeu de fonctionnement normal, pas plus que des écarts survenus dans la.direction commandée par ;ce circuit, de la broche qui porte la fraise 5 dans ses paliers, ces derniers écarts étant normaux par rapport à l'axe de la broche.
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Quoi que l'on fasse pour réduire des écarts, il est difficile o d'approcher l'ordre de précision dont le circuit de commande est capable. la figure 1 montre, sous une forme schématique, un mode de montage possible des réseaux de diffraction.
Le bâti lest muni d' une gorge 32 taillée dans son flanc, au- dessous du niveau de la surface inférieure de la barre 15.
Un long réseau 33 est monté de telle façon que son grand axe soit sensiblement horizontal et que sa surface se situe dans un plan vertical, de telle sorte qu'au moins une partie de la lar- geur du réseau soit suspendue plus bas que la paroi supérieure de la gorge 32 Un réseau 34 de faible longueur est monté de façon à se diriger vers le bas à partir de n'importe quel point appro- prié pris sur la longueur de la barre lb, ce petit réseau occupant une position telle qu'il soit parallèle au grand réseau 32 et au voisinage immédiat de celui-ci, ce dernier réseau étant dressé avec précision de façon à, être parallèle à l'axe X.
La barre 15 supporte un système optique constitué par une source de lumière 35, suspendue à une potence, de manière à se déplacer dans la gorge 32, ainsi que par un système de focalisa- tion et une cellule photoélectrique 36. La source lumineuse 35 est dressée de telle façon qu'un, faisceau lumineux traverse les deux réseaux et pénètre dans le système de focalisation prévu sur ' le côte oppose des réseaux.
Ce système est indiqué sommairement par des lignes en pointilléd dans la figure 1 et, d'une façon plus détaillée, dans les figures 2 et 3.
'Une disposition analogue est représentée dans la figure 1 en ce qui conçue le chariot 7 Un long reseau 37 est attaché à la barre 19 et se dirige vers le bas au-dessous du bord inférieur de cette barre, tandis qu'un petit réseau 37 est fixe à la plaque 18 et s'étend vers le bas au-dessous du bord inférieur de cette ' plaque comme la surface 21 et la plaque 18 sont de préférence
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des lames à faces parallèles, les réseaux 7 et 38 peuvent être respectivement solidaires de ces éléments, les stries du reseau étant marquées sur les bords inférieurs de ces dernierso Une source de lumière 39 et l'équipage 40 comprenant le système de concentration et la cellule photoélectrique,
sont montés sur une potence 41 fixée au chariot 7. Une machine telle que représentée dans la figure 1 est pourvue de deux circuits de commande compre- nant les deux systèmes de reseaux de diffraction, comme ceux décrits ci-dessus, dont un pour l'axe X et l'autre pour l'axe Y; cependant, certains écarts ne seront inclus dans aucun de ces circuits. Les signaux de correction dérivés du condensateur 18, %'il (la plus simple des diverses corrections d'ecarts décrites ci- dessus) seraient-traduits, dans un système à circuit de commande automatique du type décrit, en impulsions d'un nombre variable suivant la valeur de l'écart, des dispositions étant prévues pour indiquer le signe de la correction requise.
Le système à circuit ou à boucle de commande exige la présence de moyens pour établir la distinction entre les deux sens de mouvement, avec ceci que les signaux de correction devront être affectes du signe correct, pour tenir compte des changements de direction. On connaît diverses manières pour obtenir. ce fonction- nement de la part d'un système à boucle de commande, les mesures nécessaires pour coordonner les signaux de correction d'écart avec de telles dispositions différant selon la nature de ces si- gnaux Le problème est cependant simple et sa solution est parfai- tement à portée des techniciens de la branche.
Après avoir décrit individuellement les différentes méthodes pour explorer les écarts, ainsi que la méthode fondamentale pour appliquer de tels signaux à un système à circuit de commande auto- matique on exposera ci-après la méthode pour combiner les diffé rentes indications d'écart et pour appliquer des signaux à la partie du système appelée à assurer la correction des écarts
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On considèrera le cas d'écarts qui provoquent des erreurs le long de l'axe X. il s'agit des écarts suivants : (i) écarts transversaux du chariot 7, explorés par le con densateur 18, 21.
(ii) Ecarts de roulis du chariot 7, explorés par les conden-
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sateurs 4, a8 et Z50 90 (iii) Ecarts "en lacet" du chariot 1, explorés par les conden- sateurs 12, 16 et 17, 16. iv Déplacements de tangage du chariot 1, explorés par les condensateurs non représentés, qui correspondent aux condensateurs 24, 28 et 24 30 prévus pour explorer les écarts de tangage du chariot 7.
Dans le cas de (i), il y a une simple variation de capacité; dans le cas de (ii), il y a une différence entre deux capacités, qui doit être affectée d'un facteur de charge invariable corres- pondant à la distance entre la fraise et l'axe de roulis; dans le cas de (iii), il s'agit également d'une difference entre deux capacités, combinée avec un facteur de charge variable qui dépend de la position du chariot 7 sur ses glissières, l'indication rela- tive à cette position pouvant être obtenue à partir du système de réseaux de diffraction affecté à l'axe Y, cette indication étant amenée à fournir la charge requise, comme il sera décrit dans la suite;
dans le cas de (iv), il s'agit d'une différence entre deux capacités, qui doit être affectée d'un facteur de charge invariable correspondant à la hauteur du taillant ou point de coupe au-dessus de l'axe de tangage du chariot 1.
Tous ces écarts doivent être réduits à un dénominateur commun, de façon que le signal de correction unitaire obtenu dans chaque cas corresponde à un écart unitaire suivant l'axe X, les signaux séparés devant être additionnés, en tenant compte de leur signe, de manière à former un signal de correction unique qui, appliqué à la boucle de commande affectée à l'axe X, produit une
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correction correspondant à l'écart net qui requit une correction.
En deuxième lieu, on considérera le cas d'écarts qui provo- quent des erreurs le long de l'axe Y Il convient de considérer les écarts suivants : (v) Ecarts transversaux du chariot 1, explorés par le con- densateur 12, 16.
(vi) Ecarts de roulis du chariot 1, explorés par des conden- sateurs non représentés:, qui correspondent aux conden- sateurs 24 28 et 25 29 destines à explorer les déplacements de roulis du chariot 7.
(vii) Ecarts de la broche de l'outil par rapport à son axe de rotation théorique explorés par les condensateurs 91,
85 (situés sur l'axe Y).
(viii) Ecarts de tangage du chariot 7, explorés par les conden- sateurs 24 8 et 25 #29
Dans le cas de (v) il s'agit d'une simple variation de capacité; dans le cas de.(vi), on se trouve en présence d'une variation de capacité qui doit être affectée d'un facteur de charge invariable correspondant à la distance entre le point de coupe et l'axe de roulis ; dansle cas de (vii), il s'agit, une 'fois de plus, d'une simple variation de capacité; dans le cas de (viii), il s'agit d'une différence entre deux capacités, qui doit être affectée d'un facteur de charge invariable correspondant à la distance entre le point de coupe et l'axe de tangage du chariot
7.
Ces corrections doivent être réduites à un dénominateur commun et être additionnées en tenant compte de leur signe, en vue d'engendrer un signal de correction d'une valeur et d'un signe tels que l'application de ce signal au système à boucle de commande affecté à l'axe Y produise la correction voulue.
.En appliquant ces mêmes , principes, on peut réaliser diverses autres corrections sur d'autres types de machine. Par exemple, là où l'on prévoit le déplacement axial de l'outil, il se produira
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.en divers points de la machine des écarts suivant l'axe Z écarts qui peuvent être explorés par des dispositifs palpeurs du type gé neral déjà, décrit et utilisé, avec application de toute charge requise, pour produire les signaux de correction devant être four- nis à la boucle de commande affectée à l'axe Z.
Avant de procéder àd la description des circuits pour dériver les signaux de correction et pour appliquer ceux-ci aux boucles ou circuits servo-regulateurs, de façon à effectuer les corrections relatives aux divers écarts, il convient d'exposer certains prin- cipes qui determinent de préférence la disposition de l'ensemble du système de commande et de correction d'écarts.
Jusqu'à présent, dans les machines-outils, les axes le long desquels les mouvements des chariots étaient supposés avoir lieu étaient définis par les glissières elles-mêmes. Ces glissières peuvent être aisément produites avec une précision allant jusque quelques millièmes de pouce, mais il est difficile de réaliser une plus grande précision dans les organes soumis à une charge, cela non seulement en raison des difficultés que présente l'usinage de surfaces de glissement parfaitement exactes et rigides, mais aussi par suite de la compressibilité des films d'huile inévitables.
Les systèmes de commande automatique du type connu, tels que les systèmes à réseau de diffraction décrits à propos de la Fig. 1, compensent les inexactitudes dans les vis-mères ou d'autres méca nismes destinés à produire les déplacements du chariot, le bon rendement dépendant toutefois des glissières en ce qui concerne la précision latérale.
Les signaux de commande préparés en vue de leur utilisation dans les boucles de commande qui regissent les chariots de la ma- chine doivent être basés sur la supposition que certains axes théoriques du mouvement des chariots seront suivis exactement, avec ceei que, si ce n'e tati pas le cas, les signaux de command ne seraient'pas élaborés correctement.
Grâce à la présente invention, les axe. du mouvement des
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chariots peuvent être définis par des surfaces non chargées qui peuvent être d'un degré de précision couran' dans les éléments optiques, cette précision étant d'un ordre de loin supérieur à tout ce qui pourrait être attendu de la part d'une machine-outil.
Ces axes exactement définis sont postulés lors de la prépa- ration des signaux de commande pour les circuits-boucles de com- mande, avec ceci que, dans certaines limites pratiques, il importe peu que si les directions moyennes des glissières ne sont pas parallèles à ces axes, étant donné que la convergence ou la divergence entre l'axe admis ou conventionnel et l'axe réel de la glissière détermi- nent respectivement une convergence ou une divergance correspondante entre les alements coopérants du système palpeur destiné à explorer' les écarts, et que des signaux de correction correspondants sont appliqués au circuit-boucle de commande approprié, de manière que la coupe suive le parcours prescrit par les signaux de commande.
Les limites pratiques dont il est question ci-dessus sont fixées par les possibilités des dispositifs palpeurs employés. Par exem- ple, dans le cas d'explorateurs à condensateurs, comme décrit à propos des Figures 1, %'ils, 4, 5, 8 à , l'écartement entre les plaques doit être très réduit, afin de conférer une valeur prati- que à la capacité, vu que tout écartement important entre les pla- (lues aura pour effet de réduire la capacité à une valeur qu'il sera très difficile de mesurer.
La manière dont l'axe X se définit dans la disposition re- présentee dans la Fig. 1, où la grande plaque de condensateur 16 se déplace solidairement avec le chariot, ne ressort pas à première vue. Une manière de résoudre ce problème consiste à bloquer le chariot 1 sur ses glissières dans une position arbitrairement choisie et à dresser ensuite la surface 16, de façon qu'elle se situe suivant la ligne de l'axe supposé ou conventionnel x Si, après que.le chariot aura été debloqué et déplacé le long de ses glissières, sa route moyenne n'est pas conforme à 1.axe postulé ou conventionnel x la surface 16 s'écarte ou se rapproche de
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la plaque 12 ce qui engendre de:.! signaux de correction.
La dif- férence moyenne entre les capacités de 12 16 et de 17 16 reste constante dans ces conditions.
Les circuits prévus pour engendrer les signaux de correction requis seront décrits ci-.après à propos des Figures 6 et 7. ll est préférable de dériver une tension proportionnelle à la valeur instantanée de l'écart mesuré par chaque dispositif explorateur. La méthode utilisée à cette fin varie suivant le type, d'explorateur utilisé; toutefois, comme de tels procédés sont bien connus, on ne décrira que le cas où il est fait usage de dispositifs explorateurs à condensateurs. chaque condensateur individuel (qui consiste en une petite plaque coopérant avec une grande plaque) est connecté de façon à faire partie du circuit d'accord d'un oscillateur électronique dont la fréquence d'oscillation varie ainsi comme la capacité du condensateur.
Un utilisera dans ce cas un circuit discriminateur d'une espèce bien connue, pour produire une tension unidirectin nelle, proportionnelle à la fréquence de l'oscillateur.
Là où seule la différence entre deux capacités offre un inté rôt, les sorties des deux oscillateurs correspondants, modulés en fréquence, peuvent être appliquées à un circuit mélangeur de type courant, en vue de fournir une fréquence différentielle qui varie en fonction des variations de la différence entre les deux capaci- tés et qui peut être applique à un circuit discriminateur unique.
Selon une variante, chaque oscillateur peut alimenter un circuit discriniinateur distinct, les sorties de courant continu des deux discriminateurs étant soustraites l'une de l'autre dans un montage soustracteur.
Lorsque l'indication d'un explorateur ou palpeur doit être affectée d'une charge invariable, par exemple pour compter les erreurs relatives à l'axe X et dues à l'écart de roulis du chariot 7, on peut insérer un diviseur de potentiel réglable, en vue de soutirer une proportion convenable de la sortie du
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discrim9inateur En effet, il est avantageux que toutes les inda cations d'écart soient amenées à passer par de tels diviseurs de potentiel, de façon que toutes les indications de correctin sent être calibrées à un niveau qui -produit un effet de correction conforme à l'écart pour lequel une correction est requise-
Lorsque l'indication de capacité doit être affectée d'un facteur de charge variable,
par exemple là où il s'agit de compter les erreurs relatives à l'axe X et dues aux écarts provoqués par le mouvement en lacet du chariot 1, ce facteur est dérivé de la position du chariot ? suivant l'axe.Y. L'information permet- tant d'obtenir le facteur de charge peut être dérivée du système à réseau de diffraction de la boucle de commande qui régit les mouvements de l'axe approprié et être combinée avec les indica- tions dérivées de la différence de capacité appropriée, en vue de fournir le signal de correction requis, affecté d'une charge..
Il existe cependant une méthode plus simple pour-réaliser de telles charges variables et qui consiste à utiliser un potentio- mètre connecté aux bornes de sortie du discriminateur associé aux condensateurs en question,. le curseur du potentiomètre étant relié mécaniquement au coulisseau dont les mouvements déterminent le facteur.de charge..
Des erreurs se manifiesternont dans le diviseur de potentiel lui-même, ainsi que dans la timonerie mécanique aboutissant à son curseur; toutefois, comme les écarts angulaires à affecter d'une charge seront vraisemblablement très réduits, ces erreurs seront sans importance.
La méthode pour combiner les.indications.d'écart aboutissant à des erreurs par rapport à l'axe X sera décrite ci-après, en se référant à.la Fig. 6.
Ecart (i) - L'écart transversal du chariot 7 est exploré par le condensateur 18,1 qui module la fréquence d'un oscillateur 42 dont la sortie est appliquée à un discriminateur 43. Le discriminateur 43 est ajuste
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de façon à fournir une sortie zéro pour une capacité moyenne choisie du condensateur 18 21, de sorte que les écarts de part et d'autre de cette moyenne produisent des tensions de sortie do signes opposés. Un potentiomètre d'étalonnage 44 ajuste la sortie du discriminateur 43, de façon que le signal de correction correspondant à un écart unitaire produise une action de correction de dimensions unitaires.
Ecart (ii)- L'écart de roulis du chariot 7 est exploré par les condensateurs z4, 28 et 25 29 qui modulent respecti- veinent lesfréquences des oscillateurs 45, 46 dont les sorties sont mélangées dans le mélangeur 47, pour pro- duire une fréquence différentielle, proportionnelle à l'angle de roulis. Un discriminateur 48 est alimenté par le mélangeur 47 et est ajusté de façon à fournir une sortie zéro pour une position moyenne déterminée du chariot 7 de sorte que les écarts survenus dans des directions de roulis opposées, à partir de cette position, produisent des tensions de sortie de signes opposés.
Un prévoit un potentiomètre 49 destiné à affecter la sortie du discriminateur 48 d'une charge qui est fonction de la distance entre le point de coupe et l'axe de roulis du chariot 7 ce potentiomètre pouvant également servir à l'étalonnage. cart (iii) . L'écart en lacet du chariot 1 est exploré par les condensateurs 12 16 et 17, 16 qui modulent respecti- vement les fréquences des oscillateurs 50 et 51 dont les sorties sont mélangées dans le mélangeur 52 en vue de produire une fréquence différentielle, proportion- nelle à l'angle d;
embardée Un discriminateur b3, alimenté par le mélangeur 52, est ajusté de manière à fournir une sortie zéro pour une position moyenne déter- minée du chariot 1 (la position dans laquelle co chariot
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est bloqué en vue de l'alignement de la plaque 16 suivant l'axe
X), de sorte que les écarts suivant les sens opposés du mouvement en lacet produisent des tensions de sorties de signes opposés. Un potentiomètre 54 affecte la sortie du discriminateur 53 d'une charge, qui est fonction de la position du chariot 7 sur ses glis sières, au moyen d'une timonerie mécanique représentée schématique- ment par la double ligne 55.
On prévoit un potentiomètre supplémentaire 56 pour l'étalon- nage.
Ecart iv L'écart de tangage du chariot 1 est exploré par des condensateurs analogues à ceux du circuit (ii), le potentiomètre de change et d'étalonnage étant ajusté de façon à tenir compte de la distance entre le point de coupe et l'axe de roulis du chariot 1
Les sorties des circuits (i), (ii), (iii) et (iv) sont appli- quées, à travers des résistances de découplage individuelles à un circuit integrateur 58 dans lequel elles sont additionnées ou sous- traites, suivant le signe. La sortie de l'intégrateur 58, après avoir été convenablement amplifiée dans l'amplificateur 59, repré- sente.alors une tension proportionnelle aux écarts combinés pour lesquels une correction est requise, en tenant compte des signes de ces écarts.
La manière la plus simple pour utiliser la sortie .de l'amplificateur 59 en.vue de produire la correction requise par rapport à l'axe X consiste à monter le réseau de diffraction
33 de telle manière qu'il soit capable d'un déplacement longitudinal à l'encontre des ressorts 60. Un transducteur 61 reçoit la sortie de l'amplificateur 59 et déplace le réseau 33 d'une quantité sur- fisante pour que la boucle de commande relative à l'axe X effectue la correction requise.
Une autre méthode pour produire la correction est représente dans la fig. ?. La sortie de l'amplificateur 59 est appliquée à ne
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circuit d'impulsions de coupure ou du suppression 62 qui produit une suite d'impulsions uniformément sspacées quanta leur instant d'amorçage, mais dont la durée dépend de la valeur instantanée de la tension de sortie de 59.
Ces impulsions sont appliquées à un circuit de vanne ou de suppression 63 qui s'ouvreà l'apparition de telles impulsions, pour admettre le passage d'impulsions de base de temps ou en dents de scie, qui viennent d'un générateur 64
Les impulsions de base de temps ayant traversé le circuit de vanne 63 sont recueillies par un compteur-comparateur d'impul- sions 6b prévu pour compter ces impulsions et pour comparer leur nombre avec le nombre des impulsions en dents de scie, reçues pen- dant,l'intervalle de suppression précédente on supposera que la sortie de l'amplificateur 59 est toujours de même signe, le zero étant représente par une vaieur déterminée d'avance.
Ceci signifie qu'un nombre déterminé d'impulsions de base de temps représente zéro, la disposition étant telle que tout 'excédent par rapport à ce nombre indique des écarts positifs, tandis que toute moins-value par rapport à ce nombre indique des écarts négatifs. on circuit de signe 66 transforme les impulsions venant du compteur-comparateur 65 ci-dessus en un nombre supérieur au nom bre déterminé d'avance, en impulsions caractéristiques des écarts positifs, tandis que, dans le cas d'impulsions de base de temps provenant de ce compteur-comparateur en un nombre inférieur au nombre déterminé d'avance, le complément 'à ce dernier nombre est produit sous la forme d'impulsions caractéristiques d'écarts néga tifs.
Une méthode de variante pour l'indication du signe consiste à utiliser; au lieu de l'amplificateur 59, un amplificateur diffe rentiel capable de fournir une tension de sortie de polarité diffe rente, suivant le signe de l'entrée appliquée à cet amplificateur à partir du circuit intégrateur 58. Dans ce cas, le circuit d'im pulsions de suppression 62 doit, être dédouble, les deux moitiés de'.
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ce circuit étant polarisées de telle façon que l'impulsion de suppression disparaisse lorsque la sortie de l'amplificateur 59 est zéro, un circuit de vanne fonctionnant pour les sorties posi- tives de l'amplificateur 59 et l'autre, pour les sorties négati ves de ce dernier.
Le circuit d'impulsions de base de temps 64 est soumis à une action de suppression de la part de deux cir cuits de vanne tels que 63, dont chacun est commandé par une des deux moitiés du circuit dédoublè à impulsions de suppression 62Le compteur-comparateur 65 recevra une entrée de chaque cir- cuit de vanne et, dans ce cas, doit être à même de compter dans les deux sens opposés, suivant que l'une ou l'autre entrée reçoit les implusions, et d'additionner ou de soustraire en effectuant la comparaison avec le total précédent.
Dans chacune de ces dispositions, le compteur comparateur 65 doit seulement fournir une sortie lorsque les impulsions entrant lors d 'un intervalle de suppression diffèrent en nombre et ou en signe de celles comptées au cours de l'intervalle de suppression précèdent* Pour des raisons qui seront exposées dans la suite, il sera nécessaire de prévoir dans chaque cas un circuit designe 66, en vue de convertir la sortie du compteur comparateur 65 en impulsions-de forme négative ou positive, suivant le signe de la sortie de ce compteur comparateur.
La sortie du circuit de signe 66 est appliquée à un point de distributeur de répartition de temps à trois points 67 Les deux autres points sont connectés respectivement aux circuits produi- sant les impulsions de commande et'aux circuits produisant les impulsions de contrôle.
Les premiers circuits sont représenta .schématiquement sous la forme d'un dispositif reproducteur 68 à bande, qui alimente un circuit émetteur d'impulsions 69, lequel doit être à même de produire des impulsions de deux typescompte tenu de la direction requise du mouvement Le cirsuit de signe 66 doit être conçu de façon à produire les mêmes types d'impulsions façan produi les menes tv pes d'impulsins.
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quelles quo soient les caractéristiques distinctives 'choisies pour les deux types précités d'impulsions, Les derniers circuits, c'est- à-dire ceux qui alimentant le troisième point du distributeur 78 ont été représentés schématiquement sous la forme d'un circuit à cellule photoélectrique 36 (voir fig. et fig.
6), 'et d'un cir- cuit émetteur d'impulsions 70 analogue au circuit 69.
L'élément commun du distributeur 67 connecte les trois points tour à tour et d'une manière continue à un accumulateur différentiel 71, par l'entremise d'un circuit explorateur de signe
72 qui dirige les impulsions vers l'une ou l'autre entrée de l'accumulateur différentiel 'Il, compte tenu de leur signe. L'ac- cumulateur différentiel 71'est un compteur à deux directions qui tient un compte courant. de -pertes et profits" d'impulsions reçues du distributeur 67, la sortie de cet accumulateur sertvant à com- mander le moteur qui produit l'avance du chariot sur ses glissières.
Afin d'éviter la perte d'impulsions du circuit émetteur d'impulsions 69 . ou 70, ce qui peut se produire dans les inter- valles où les points qui correspondent à ces émetteurs sur le distributeur 67 ne sont pas connectés à l'explorsteur de signe 72, d on prévoit des accumulateurs 73 et 74 insérés respectivement entre le circuit. 69 et l'explorateur 67 et entre le circuit 70 et cet explorateur. Ces accumulateurs doivent être d'un type tel qu'ils emmagasinent des impulsions de l'un et de l'autre signe et qu'ils les restituent lorsque le point approprié du distributeur 67 est balayé par l'élément commun, au retour à zero.
Comme les circuits appelés à accomplir les fonctions des montages schématiques représentés, dans les figures 5 et 6 sont bien connus des techniciens, on n'a pas estime nécessaire de les décrire ici d'une .manière détaillée. Dans la plupart des cas, des circuits comprenant des tubes électroniques ou leurs équivalent., seront ne- cessaires pour assurer la vitesse de fonctionnement requise. Les divers systèmes de condensateurs sauf dans le cas des figures 8
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et 9) sont représentés sous la forme de simples systèmes à deux plaques, la plaque de grande longueur étant montée sur un bloc de matière plein. Toutefois, il est préférable à plusieurs égards d'utiliser, pour la grande plaque, une lame à faces parallèles dont les deux côtés sont exposés.
Les surfaces des deux côtés doi- vent être planes et parallèles l'une à l'autre, pour répondre aux normes optiques. La petite plaque doit être dans ce cas prévue en deux exemplaires, de façon qu'une petite plaque se trouve en regard de chaque face de la grande plaque,, le condensateur difféf rentiel ainsi établi étant connecté au circuit électronique y associé, en push-pull, ce qui améliore la linéarité.
Lorsque les plaques du condensateur sont établies en une matière isolante (les lames à faces parallèles, dites "optical flat-. sont généralement établies en verre), les surfaces actives doivent être enduites d'une couche conductrice d'électricité, ,métallique ou autre, qui peut être appliquée par pulvérisation cathodique ou par tout autre procédé qui reproduit exactement, sur la surface conductrice, le caractère optiquement plan du support.
Au lieu d'employer un dispositif explorateur d'écarts à condensateurs, 'on peut employer un transducteur électromécanique générateur de tension. Un tel transducteur comporterait un organe formant style et qui est en ,intact avec une surface parfaitement ' plane, parallèle à la direction du mouvement relatif du chariot sur ses glissières., la disposition étant telle que tout écart du chariot dans le sens transversal pàr rapport aux glissières aura pour effet une déviation du style.
Dans les divers systèmes mon tés dans la figure 1 la surface plane serait @ dans la @ position que la grande plaque de condensateur, @ dis le traa ducteur se trouverait à la place des petites plaque
Le transducteur pourrait être dp type à cristal piezo
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électrique, corme celui utilisé dans les capteurs phonographiques ou bien, il pourrait comporter un élément extensométrique soumis à des contraintes variables en fonction du déplacement du style.
Les signaux de correction doivent être de nature a assurer la commande de la mise en position ou du mouvement d'un chariot dont la direction de mouvement normale a le même axe que les écarts à corriger, cette intervention des signaux devant avoir lieu à l'instant précis où les écarts se produisent. Par conséquent, le transducteur peut être d'un type (électromagnétique par exemple) qui fournit une puissance uniquement pendant le déplacement propre- ment dit du style, mais il est preférable d'employer un transduc- teur qui fournit de l'énergie en fonction de l'écart, étant donné que, dans ce cas, il est assez aisé d'etablir des circuits électro- niques y associés, de façon à obtenir un synchronisme'correct des signaux de correction.
La figure 10 représente une variante de l'invention, dans son application à une machine-outil.
La machine-outil en question est une fraiseuse à un seul mou- vement et, conme .il n'est pas nécessaire pour une compréhension parfaite de cette variante de l'invention, de considérer plus d'une direction da mouvement de la pièce en travail par rapport à l'eu-. til, on a représenté un seul chariot, lequel déplace la pièce hori- zontalement par rapport , une fraise dont l'axe est horizontal.
Des montants 98, qui s'élèvent à partir du bati fixe 99 de la machine-outil, supportent une barre-glissière cylindrique 100, qui forme également la tige de. piston d'un système pistoncylindre hydraulique dont la fonction consiste à avancer la pièce à l'encontre de la fraise 101, Un seul piston 102 se dépace dans un alesage cylindrique 103 formée dans une partie du chariot 104, de manière à constituer deux systè, mes piston-cylindre opposés Chaque extrémité de l'alésage 103 est obturée à joint etanche par une rondelle 105 comprimee entre les faces en bout coniques femmlles
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d'un presse-etoupe 106, d'une part, et un anneau 107, d'autre parte.
Chaque presse-étoupe 106 est'maintenu en place à l'aide de gou- jons qui traversent sa bride extérieure 108 et au moyen d'écrous, ces goujons et ces écrous n'étant pas représentés dans le dessin.
Un manchon 109, monté à contact intime dans l'alésage de chaque presse-étoupe 106 est mécanisé intérieurement, de façon à s'adapter exactement sur la barre-glissière 100, de telle façon que l'ensemble constitue une partie intégrante d'un chariot. Tout mouvement de ro- tation du chariot 104 autour de l'axe de la barre 100peut être empêché de plusieurs manières différentes. Par exemple., un élément du chariot 104, écarté de la barre 100 dans un sens normal à la surface du dessin, peut porter une plaque horizontale parallèle à une autre plaque horizontale, supportée par le bâti fixe 99 de la machine-outil, et chevauchant,cette dernière plaque.
Un support 110, qui se- dirige vers le bas à partir du cha- riot 104 porte une vis-mère 111 fixée par un écrou 112 de telle manière que l'axe de la vis-mère et la barre 100 se situent dans un même plan vertical et dans des plans horizontaux superposés.
Sur la vis-mère 111 est vissé un écrou 113 dont la surface exté- rieure a été façonnée de manière à présenter une forme cylindrique concentrique à l'alésage taraudé de cet écrou, ce dernier tourant dans des paliers prévus dans un support 114 faisant corps avec le bâti fixe 29 ou fixé à ce dernier.
Un pignon de vis sans fin 115 est solidaire de l'écrou 113. La surface extérieure de l'écrou 118 tourne dans un manchon 116 fixé au support 114 par emmanchement à chaud, la poussée axiale étant absorbée, d'une part, par la face du pignon à vis sans fin qui porte contre une bride prévue sur le manchon 116, et, d'autre part, par une rondelle d'appui 117 fixé contre un épaulement de l'écrou 113 par des écrous de blocage 118 portant contre une face d'extrémité du manchon 116 et/ou la face du support 114. Une vis sans fin 119, supportée dans des paliers (non montrés), solidaires du bâti fixe 99, engrène avec le pignon
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à vis sans fin 115..
La vis-mère 111 est fixée au support 110 au moyen de l'écrou 112 lequel attire ,un collier 120 fohré' sur la tige de la vis sans fin, contre l'extrémité d'un évidement pratiqué dans le support 110, evidement qui contient un transducteur électromécani que 121 fixé entre le collier 120 et des écrous de blocage 122 portés par la partie filetée 123 de la vis-mère.
Le transducteur 121 a été représenté schématiquement sous la forme d'un anneau ; il peut cependant présonter n'importe quelle forme, de manière à être influencé par les allongements et les contractions de la vis-mère sous l'action d'efforts radiaux.
Un collet etroit 124 peut être produit sur la tige de la vis- mère à l'endroit où est logé le transducteur, afin que les allonge- ments et les raccourcissements soient concentrés à cet endroit.
La barre 100 est percée intérieurement de deux canaux distincts 125 qui se prolongent dans les extrémités extérieures de la barre jusqu'à des points situés dans les logements prévus dans les mon- tants 98 qui supportent la barre 100 Les extrémités extérieures des alésages sont obturées au-delà de ces points,
tandis que des orifices transversaux pratiqués dans les montants 8 communiquent avec ces alésages et aboutissent à des raccords 126 vissés dans .les montants 98
Les extrémités intérieures des alésages 125 aboutissent à des points situés à faible distance du piston 102 des orifices transversaux 127 assurant la communication entre les alésages 125 et l'espace intérieur des deux cylindres 128 129 en lesquels l'alésage cylindrique 103 est divisé par le piston 102
Des raccords 126 réunissent les deux alésages 125 à des 'tubes individuels 130 131 aboutissant à un distributeur hydrau- lique 132
Le distributeur 132 comporte un, alésage continu 133 qui le traverse sensiblement de part en part.
' Dans l'alésage 133 se
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trouvent quatre éléments de soupape-piston 134, 135 136 137 supportés par une tige de piston commune 138. Ces éléments de
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soupape-piston forment deux soupapes de commande 104. 1 5, et 136, 137 qui règlent la pression du fluide hydraulique dans las
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cylindres 1Z8 et la9, respectivement. Le liquide fourni sous pression par une pompe représentée schematiquement en 129 se
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dirige par la canalisation 140 (dont une partie a été rS9res6Lée par une (simple) ligne) réunie au boîtier de soupape par un raccord 141 et communiquant par un orifice 142 avec le forage 133 entre les éléments de soupape-piston 135 et 136..
Deux orifices 143 et 144 partent du forage 133, en des
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points situés respectivement à droite et à gauche des é1emants d? soupape-piston 134 et 137, et communiquent, par 1' intermëdiai- de raccords 145 et 146 et de canalisations 147 et 148 (reprè ..;6..:" tées partiellement par de (simples) lignes), avec un puisard 149
La pompe 139 aspire du liquide dans le puisard 149 et envoie celui-ci à la canalisation 140, en passant par une soupape de @ compression 150, laquelle est réglée de manière à maintenir une pression constante dans. la canalisation 140 dans toutes les cond tions de fonctionnement. La soupape de décompression 150 évat l'air vers ,le puisard 149.
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Le canal de transfert 149' établit la conmonication entre le forage 133 situé à la droite de l'élément de soupape-pistr- ' 13 : d'une part et le forage 133 situé à la gauche de l'élément de sou pape-piston 135 d'autre part, la disposition étant telle que les
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orifices qui relient le canal 1449' à ces forages sont écartes 1'1.;',-:' de l'autre d'une distance supérieure à la longueur ('r;r>t.:i:e =r ;,;::
éléments de soupape-piston 134 et 135, de sorte que le .f'lu.-3r;' peut s'écouler de l'orifice 14 à l'orifice 143 10rs;Y c- éléments de soupape-piston 134 .et 135 occupent la position @ diane représentée dans le dessin.,
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La. canalisation 130 est en communication {);
IJ'?' 1'1 p5."' centrale du car.9.1 de transfert 149
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Lorsque la soupape de commande 134 135 se déplace vers la droite, l'écoulement du liquide est progressivement étranglé par l'élément 134 et la pression s'établit à la gauche de cette soupape de commande et dans la canalisation 130, jusqu'à ce qu'elle atteigne finalement la valeur constante pour laquelle la soupape de décom- pression 150 a été mise au point.
Inversement, lorsque la soupape de commande 134 135 se déplace vers la gauche, le f l u x de liqui- de est progressivement étranglé par l'élément de soupape-piston
135 'et la pression diminue à droite de cette soupape de commande et dans la canalisation 130, pour être finaleioent ramenée à la pression atmosphérique qui ,existe dans le puisard 149.
La soupape de commande 136 137 coopère avec l'orifice de transfert 151 en vue du réglage de la pression dans la canalisa- tion 131, de la manière décrite ci-dessus à propos des éléments
134 135 149, la disposition étant telle que pour chaque sens du mouvement de la tige 138, les deux soupapes de commande agis- sent en sens opposés, de sorte que, lorsque la pression augmente dans la canalisation 130, elle diminue dans la canalisation 131 et inversement.
Lorsque latige 138 se déplace vers la droite, la pression dans le cylindre 18 s'élève et celle dans le cylindre 129 dimi- nue de sorte que le chariot 104 est sollicité à se déplacer vers la droite sous l'action d'une force egale à la différence entre la surface effective présentée par le piston 102 aux cylindres respectifs 18 et 129 multipliée par les pressions respectives dans ces deux cylindres.
La tige 138 porte des pistons d'extrémité 152 153 qui obturent à joint étanche les extrémités extérieures du forage 133.
Comme ces pistons ne sont jamais soumis à une pression sensible- ' ment plus élevée que la pression existant dans le puisard, 149, les pertes de liquide sont négligeables il est bien entendu que l'on pourrait faire usage de presse-stoupe; toutefois, ceux-CI
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augmentent la pression et ne sont d'ailleurs pas indispensables.
Pour amorcer un déplacement du chariot lU4, la vis sans fin
119 est entraînée en rotation, de manière à provoquer celle du pignon à vis sans fin 115 et de l'écrou 113. Ceci imprime-une poussée axiale à la vis-mère 111. On supposera ici que le sens de rotation est tel, par exemple, que la vis-mère 111 se voit communiquer une poussée vers la droite. Cette poussée vers la droite agissant sur la vis-mère 111 provoque un allongement misin du collet 124 ce qui donnera lieu à un courant de sortie du transducteur 121 ce courant étant appliqué, par l'entremise des. fils de connexion 154, à un amplificateur électronique 155 dont la sortie est appliquée à un qircuit de filtrage et de modification
156.
La fonction du circuit 156 consiste à éliminer de la sor- tie 155 les composantes dues aux vibrations mécaniques transmises au tranducteur et à ajouter une composante qui varie en fonction @ l'integrale du signal, ainsi qu'une autre 'composante qui varie ,;il fonction de la différentielle de ce signal.
Le but de ces modi fications sera exposé ci-après
La sortie du circuit 156 est appliquée, par l'entremise des fils de connexion 157 à un solénoïde 158 qui exerce une poussée axiale sur la tige 138 Comme un solénoïde est normalement capa- ble d'exercer une poussée dans-un seul sens, on fait en sorte que : le solénoïde 158 agisse à l'encontre du ress; t de compression 159 intercalé entre le piston d'extrémité 152 et une bride intérieure
16U prévue à l'extrémité de droite.du forage 133
11 est avantageux que la sortie de l'amplificateur comporte une faible composante de courant alternatif, superposée à la sor- tie qui représente le signal de commande.
Ceci soumet l'armature du solenoïde et, par conséquent, la tige de soupape 138 à des vi- brations axiales, éliminant ainsi toute tendance au collage de la part de la soupape hydraulique.. La fréquence de cette composante
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de courant alternatif n'est pas critique. Elle ne doit pas être élevée au point que la masse des organes mobiles empêche une réaction de la part de ceux-ci. On choisira avantageusement la fréquence normale du secteur d'alimentation électrique ou le deu- xième harmonique de cette fréquence, vu qu'une telle fréquence peut être obtenue en omettant les dispositions visant à l'élimina- tion du ronflement dans un amplificateur normal.
L'amplificateur est réglé de telle manière que la traction du solenoide 158 à l'encontre du ressort 159 maintienne les son pes de commande 134, 135 et 136 137 dans des positions tell,.. par rapport aux orifices de' transfert 49,51 qui leur sont affec tés, que les efforts de poussée appliqués au chariot 104 par les cylindres 128 et 129 soient exactement équilibrés pour une charge déterminée d'avance, appliquée au transducteur, lequel peut être précontraint en compression dans n'importe quelle mesure voulue à l'aide des écrous de blocage 122 Dans l'exemple décrit ici, où le collet 124 a été allonge par la rotation de l'écrou qui sollicite la vis-mère vers la droite, on fait en sorte que la sortie de l'am- plificateur 105 soit de nature à augmenterle courant qui parcourt,
les enroulements du solénofde 158, de façon que la tige 138 se déplace vers la droite. Ceci a pour effet d'augmenter la pre dans le cylindre 18 et à réduire la pression dans le cylindre 1290 Le chari, ot 104 commence alors à se déplacer vers la droite, en entraînant la vis-mère 111 Ceci a pour effet de réduire l'al longement du collet 124, de sorte que la sortie du transducteur tend à revenir à sa valeur normale, ce qui, à son tour, agit dans le sens de la réduction de la sortie de l'amplificateur 155, et donc aussi de la forée de traction du solénoide 158, de sorte que la tige 138 et ses éléments de soupape-piston sont sollicités vers la gauche par le ressort 159 et que la pression dans le cylin- dre 18 tend à baisser,
tandis que la pression.s'exerçant dans le cylindre 129 tend à augmenter. Ceci- agit dans le sens de la réduc- '
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tion de la pression que le système hydraulique exect le chariot 104 et qui tend à déplacer celui-ci vers la ere @
Si cette tendance persistait, alors que la vis @ fin @ continuerait à tourner, l'écrou de la vis-mère 111 mercerait à nouveau une poussée vers la droite sur cette dernier etka sorti.
du transducteur s'élèverait à nouveau dans le sens ce l'élévation de la pression dans le cylindre 128, et il s'établinait au équité bre en vertu duquel la vis sans fin serait soumise à en effort résiduel, proportionnel à l'effort appliqué au chariet par le sys tème hydraulique.
Toutefois, ceci ne représente pas le but. poursui vi, lequel consiste à obtenir un effort constant et déterniné d'avance sur .la vis-mère or, pour éliminer les erreurs retiduelles et appliquer à la vis-mère l'effort requis, determine d'avance il est nécessaire d'ajouter à la sortie de l'amplificateur ne composante qui représente l'intégrale de n'importe quel signal de sortie residuel indésirable de l'amplificateur Cette tâch incombe au circuit 156 L'erreur résiduelle est éliminée entrièrement dace des conditions de régime permanent, c'est-à-dire lorsque la vis sans fin 119 est immobile ou tourne à une vitesse constante,,le chariot étant soumis à un effort constant ou opposaiitwne résistance constante au mouvement.
Dans .les conditions de charge variable, qu'il s'agisse de variations dans l'effort appliqué au chariot ou de la résistance , opposée par celui-ci au mouvement, ou encore d'une modificatin de la vitesse de rotation de la vis sans fin, la réaction de la par du système subira inévitablement un'certain retard. La sensiblité générale du système vis-à-vis de tels états transitoires peut pre notablement améliorée en ajoutant en outre à la sortie de l'ar li ficateur 155 une composante qui varie avec une dérivée de cet±= sortie. Cette fonction est egalement remplie par le circuit 15 et il en résulte un signal qui exagère la rapidité de l'accoirs ment ou de la diminution de la sortie de l'amplificateur, sans
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affecter le gain dans les conditions de régime permanent.
En o essayant d'obtenir le même résultat par la simple augmentation de ce gain, on risque d'introduire une instabilité.
Il est également désirable d'introduire un amortissement en un point du système.Ceci peut prendre la forme d'un amortis- sement hydraulique de ,la soupape 132 (par exemple\au moyen d'un piston hydraulique), d'un amortissement par courants de Foucault du solénoïde ou par des moyens électroniques (tels que la contre- réaction par exemple) prévus dans l'amplificateur 155 ou dans le circuit de modification 156 En l'absence, d'un tel amortissement, les charges qui présentent des fluctuations importantes risquent de provoquer des mouvements irréguliers.
Théoriquement, la poussée axiale déterminée d'avance de la viscère peut être mise au point à zéro; il est cependant préféra- ble de choisir une valeur finie, égale ou supérieure à toute er- reur résiduelle possible du système servorégulateur, de façon que la viscère, ainsi que l'écrou et ses paliers, soient soumis à une poussée permanente, unidirectionnelle et sensiblement cons- tante.
Ceci étant réalisé, on obtient que dans un sens du mouvement du chariot 104, les cylindres hydrauliques 128 et 129 exercent sur le chariot ,un effort égal à la résistance que ce chariot oppose 'au mouvement, augmenté de la poussée axiale, déterminée d'avance, de la viscère et, dans l'autre sens du mouvement de ce chariot, un effort égal à la résistance au mouvement, diminué de la poussée axiale, déterminée d'avance, de la vis-mère., .La fixation d'une valeur finie pour la poussée détenninée sur la vis-mère offre l'avantage considérable d'éliminer le jeu entre les organes mobiles los uns par rapport aux autres,
étant donne que la poussée rattrape les jeux dans un sens seulement
L"element transducteur doit être d'un type capable de reagir aux mouvements extrêmement petits et peut être du type piezo-elctrique.
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Selon une variante, on peut utiliser un système à conden- sateur analogue à celui montre dans la figure 1. Dans le système repréxenté dans la figure 10, cette application prendrait la forain d'une plaque conductrice montée rigidement sur le chariot 104 de la machine-outil et isolée par rapport à ce bâti, cette plaque présentant une surface parallèle et écartée par rapport à une saillie qui s'avance à partir de la vismère, cette saillie pouvant prendre la forme d'un collier qui occupe la position des écrous de blocage 122
Un condensateur ainsi établi est branché en tant qu'élément du circuit accorde d 'un ocsillateur électronique, en vue de modu ler la fréquence d'oscillation en fonction des variations de l'ecartement des plaques.
Un discriminateur de fréquence d'un typa bien connu dérive, une tension variable, 1 qui est appliquée à l'entrée de l'amplificateur 155. La poussée sur la vis-mère peut être mesurée en de nombreux endroits. Par exemple, le transducteur peut être établi en vue de relever les écarts axiaux de la vis fin 119 ou de l'écrou 113, l'étirage ou la compression de la vis-mère ou de son support, la déformation, due à la torsion, de l'arbre qui commande la vis sans fin 119 ou la déformation de la potence 114..
Bien que les caractéristiques de l'invention représentéer dansla figure 10 soient principalement applicables à des machines- moéls équipées de dispositifs de commande automatique du type et il est question à propos de la figure 1, il convient de noter pas ces caractéristiques .ne'sont/nécessairement limitées à de telles pllaicartions et qu'elles peuvent assurer l'avantage d'une charg ---tante sur la vis sans fin 119 ou un autre dispositif analc e ' 3 si ce dernier était actionné à la main, et que ce système aussi être appliqué dans des appareils autres que cas machines \);::
,ils et où il s'agit de produire le déplace est dun ..orient à l'encontre d'une résistance variable. toutefois lorsque le système selon l'invention est appli-
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qué aune machine-outil à commande automatique, le'moteur d'en- trainement commandé doit être accouplé à la vis sans fin 119.
Sans l'application de la présente invention, le moteur de commande d'une machine-outil à commande automatique doit être capable de fournir la totalité de l'effort de coupe et doit être dé dimensions considérables, ce qui entratne de sa part'une réaction lente aux signaux de commande, étant donné l'inertie des organes en mouve- ment. De plus, ce moteur doit être capable de fonctionner dans de larges limites de puissance.
L'existence d'une energie fournie par une source auxiliaire génératrice de puissance soustrait le moteur d'entraînement commandé à de telles charges fortement varia- bles, tout en réduisant la charge à une valeur sensiblement cons- tante et qui ne dépasse pas les possibilités d'un moteur d'une fraction de cheval vapeur à gamme de puissance limitée, moteur- qui peut être commandé beaucoup plus facilement et qui peut réagir plus rapidement aux signaux qui, impliquant un changement brusque de vitesse et de direction . De plus, l'invention permet d'employer des vis-mères plus petites et d'une plus grande précision.