Dispositif de copiage pour tour On connaît l'utilisation dans les machines- outils de dispositifs de copiage constitués par un gabarit (sous forme d'une tôle ou d'une pièce tournée), par un palpeur assujetti à suivre ce gabarit et par un servomoteur (hydraulique, électrique, pneumatique ou autre) qui transmet à l'outil de travail les impulsions du palpeur avec une amplification de force souvent considérable.
Un tel dispositif peut être appliqué par exemple à un tour parallèle universel, mais dans ce cas les manoeuvres autres que le copiage proprement dit sont, en général, effectuées à la main: mise en route (ou embrayage) et arrêt (ou débrayage) du moteur, dégagement de l'outil en fin de passe pour éviter sa détériora tion pendant le retour, retour à sa position initiale.
On notera en particulier que les deux der nières opérations sont justifiées par le fait que les organes porte-pièce et porte-outil de la machine, libérés des contraintes introduites par l'effort de coupe durant le travail ont tendance, lors de leur course de retour, à se rapprocher l'un de l'autre, détériorant le tranchant de l'outil et provoquant sur la surface usinée, des marques souvent préjudiciables.
En ce qui concerne particulièrement les machines travaillant par copiage de gabarit et utilisant un servomoteur de commande du cha riot porte-outil, le recul de ce chariot s'obtient habituellement et sans effort marquant en agis sant manuellement sur le palpeur, de telle manière qu'en éloignant ce dernier du gabarit, l'outil se dégage de la pièce de la même valeur; de nombreux mécanismes permettent de plus d'agir à distance sur ce même palpeur.
Dans les tours plus évolués, on connaît aussi les applications d'appareils à copier utilisant un gabarit, mais cet appareil est en général utilisé uniquement pour l'opération de copiage, les autres manoeuvres, telles que mise en route ou embrayage du moteur, dégagement de l'outil en fin de passe, retour de l'outil à sa position initiale ainsi que les opérations accessoires effec tuées simultanément ou successivement par un ou plusieurs porte-outil placés, soit sur la cou lisse transversale, soit sur des chariots supé rieurs, etc..., sont effectuées par des commandes hydrauliques, électriques, pneumatiques ou autres, mises en oeuvre, soit par l'opérateur lui- même,
soit automatiquement par des organes indépendants de l'appareil à copier proprement dit, mais souvent complexes et coûteux.
La présente invention a pour objet un dispo sitif de copiagé pour tour, comportant un gaba rit portant un groupe de profils de copiage reliés à un groupe de réglettes de retour par un groupe de cames situées dans des plans perpendiculaires à l'axe de ce gabarit, un palpeur se déplaçant le long de ces trois groupes d'éléments, des organes déterminant des rotations successives du gabarit, et un tambour déterminant, pour cha cune des positions angulaires du gabarit, la vitesse de déplacement du palpeur, dispositif caractérisé en ce que le gabarit est entraîné en rotation en synchronisme avec une barre paral lèle à l'axe du gabarit, et portant, d'une part, des butées réglables sur elle en position longi tudinale et en position angulaire et, d'autre part,
le tambour de commande des vitesses de déplace ment du palpeur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du dispositif de copiage objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan développée des principaux organes d'un tour parallèle à copier automatique sur lequel est monté le dispositif de copiage constituant cette forme d'exécution.
La fig. 2 est un rabattement par II-II d'une portion de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective cavalière du chariot porte-outil et du dispositif de copiage.
La fig. 4 est une coupe transversale à l'axe des pointes du tour.
La fig. 5 est une vue en perspective du gaba rit.
La fig. 6 représente une variante de ce gaba rit.
Les fig. 7 à 12 schématisent les positions relatives du palpeur et du gabarit dans chacune des phases du cycle de travail.
Dans la fig. 1 et dans un but de simplifica tion, le dispositif de copiage 3 est schématisé par un palpeur 1 et un outil 2 dont le fonctionnement peut être mécanique, hydraulique, pneuma tique, électrique ou autre, celui-ci étant sans importance sur le fonctionnement du dispositif, étant donné qu'à tout mouvement de plongée ou de retrait du palpeur, correspond un mouve ment identique et de même sens de l'outil.
Le dispositif de copiage 3 (fig. 4) est monté sur le chariot longitudinal 4 coulissant sur le bâti 5 du tour par l'intermédiaire de glissières rapportées 6 et 7.
Le palpeur 1 commande l'action du chariot transversal 8 portant l'outil 2 et un outil de dressage 9 disposés de part et d'autre de la pièce à usiner 10.
Le déplacement du chariot longitudinal 4 est commandé par la vis 11 entraînée en rota tion à partir de la broche 12 de la poupée fixe 13.à l'aide de poulies 14 et 15, de courroies 16 et d'une boîte d'avancement 17.
Un embrayage électromagnétique 18 logé dans la poulie 15 contrôle l'arrêt et la mise en route du mouvement d'avance.
D'autres mécanismes non représentés au dessin et logés dans la boîte d'avancement 17 permettent à volonté l'inversion du sens de l'avance, la réduction momentanée ou l'ajuste ment de la valeur de l'avance sélectionnée; toutes ces fonctions sont commandées et sélectionnées électriquement par des mécanismes dont il sera parlé plus avant dans la description.
Le gabarit 19 est monté entre deux pointes sur un porte-gabarit 20 à l'aide de poupées fixes 21 et 22. Le porte-gabarit 20 est rendu solidaire du bâti 5 du tour par deux montants 23 et 24 fixés sur ce dernier.
La poupée 21 comporte une broche 25 ani mée en rotation par un train d'engrenages 26, 27 et 28 à partir d'une barre 29 sur laquelle sont fixées des butées longitudinales tournant dans les supports 23 et 24 et entraînées en rotation par un moteur 30 et un réducteur à rapport ajustable 31, porté par le montant 23.
La valeur du nombre de dents des roues dentées 26 et 28 est identique, de manière qu'à une rotation complète de la barre 29 portant les butées corresponde une rotation complète de la broche 25 qui, par l'intermédiaire d'un doigt 32 porté par la broche 25 et d'un toc 33 soli daire du gabarit, commande 1a rotation de ce dernier autour de l'axe des pointes.
Des butées réglables telles que 34 et 35 judicieusement disposées et calées en longueur et en position angulaire autour de la barre 29 commandent dans chaque sens de marche et à chaque fin de course l'arrêt du mouvement d'avance longitudinal du chariot 4 par l'inter- médiaire d'une boîte de commande électrique 36 solidaire du chariot 4 et comportant deux con tacts à poussoir 37 et 38 pouvant être actionnés alternativement par les butées 34 et 35.
Dans la description du fonctionnement qui va suivre, on verra d'autre part que la mise en jeu des contacts 37 et 38 a pour second effet de provoquer la mise en rotation de l'ensemble barre-gabarit par la mise sous tension du con tacteur auxiliaire 39 commandant alternative ment les contacts 40 et 41.
Un disque à encoches 42 (fig. 2 et 3) com mandant un contact 43 et calé sur l'extrémité de la barre<B>29</B> a pour effet d'arrêter le mouve ment de rotation de l'ensemble barre-gabarit à des positions angulaires déterminées. Conjoin tement à ce disque et calé de même sur l'extré mité de la barre 29, un tambour 44 portant des cames 45, commande une série de contacts 46, fixés sur le montant 24. Le rôle de ce tambour est double: en première fonction ou fonction de commande, il assure par exemple la mise en route du moteur principal, l'entretien de ce mouvement durant le cycle de travail et l'arrêt en fin de ce cycle, la mise en route de chariots auxiliaires ou la commande d'un dispositif de chargement, l'inversion du sens de l'avance, etc...
Sa deuxième fonction est une fonction de sélection ou d'autorisation des mouvements lon gitudinaux du chariot 4 tels que: avance rapide, retour rapide, ralentissement de l'avance, etc..., la commande de ces mouvements étant faite principalement par le dispositif suivant: Parallèlement à l'axe du tour on dispose en position bien définie et d'une longueur détermi née, des réglettes telles que 47 et 48 (fig. 1 et 4) sur des supports 49 maintenus par les barres 50 et 51 solidaires des montants 23 et 24.
En regard de chaque réglette, un contact à roulette 52 est fixé sur la boîte de commande 36 solidaire du chariot 4, de telle manière que la mise en action du contact se fasse dès que sa roulette passe sur la réglette.
En donnant à chaque contact une fonction déterminée (avance rapide, retour rapide, etc...) et à chaque réglette une position longitudinale et une longueur déterminée, il est aisé de con trôler la durée et la position exacte de la fonc- tion dans la course longitudinale du chariot 4. De plus, en reliant les informations recueillies par les contacts 52 à celles données par les contacts 46, il devient possible de sélectionner, c'est-à-dire d'autoriser ou d'interdire pour cha cune des phases du cycle de travail, telle ou telle des fonctions longitudinales dont il vient d'être question.
Le gabarit représenté à la fig. 5 et donné à titre d'exemple pour la description d'un cycle de travail simple, comporte en sa partie princi pale un corps cylindrique 53 profilé aux dimen sions de la pièce à usiner et destiné à informer le palpeur et par conséquent, l'outil 2 dans la phase de tournage du profil. Une came plate 54 est fixée sur l'une des extrémités du corps cylin drique et au droit du palpeur arrivé en fin de course de tournage du profil. Le profil de cette came est déterminé de manière à donner par simple rotation au palpeur et par conséquent au chariot 8 et plus précisément encore à l'outil de dressage 9 un mouvement de plongée con trôlé, puis un léger retrait permettant à ce moment aux deux outils de se dégager complète ment de la pièce usinée.
En dernier ressort, une réglette 55 prenant appui, d'une part, sur la came 54 et, d'autre part, sur une autre came 56 fixée à l'autre extrémité du corps de gabarit, sert à maintenir le palpeur 1 hors de portée du profil et par conséquent les deux outils hors de la pièce usinée lors du mouvement de retour du chariot 4. La came 56 est établie de manière à maintenir les outils hors de la pièce à usiner lors du chargement de cette dernière puis à amener progressivement le palpeur 1 sur le profil à copier avant de commander le départ de l'avance longitudinale.
La description du fonctionnement schématisé phase par phase aux fig. 7 à 12 fera mieux com prendre le rôle particulier de chacune des parties constitutives du gabarit.
ire phase:<I>Machine arrêtée</I> (fig. <I>7).</I>
La position des contacts est conforme à celle représentée à la fig. 1. Le palpeur 1 est en con tact avec la came 56.
Au point A, les deux outils sont dégagés de la pièce brute. Le moteur principal est arrêté. 2e phase:<I>Mise en route</I> (fig. 8).
L'opérateur appuie sur le contact de mise en route 57 (fig. 1 et 3).
Le contacteur auxiliaire 39 alimenté, ouvre le contact 40 et ferme lé contact 41. Le moteur 30 démarre entraînant l'ensemble barre-gabarit, la rotation du disque 42 a pour effet de fermer le contact 43 et d'entretenir l'alimentation du mo teur 30 quand l'opérateur relâche le contact 57.
Pendant cette rotation et par le jeu d'un contacteur non représenté au dessin et com mandé par une came disposée sur le tambour 44, le moteur principal démarre.
La première encoche du disque 42 qui pas sera devant la roulette du contact 43 ouvrira ce contact arrêtant la rotation du gabarit par l'ouverture du contact 41.
Le palpeur est alors parvenu à la position B sur un prolongement du profil à copier.
3e- phase:<I>Copiage du</I> profil <I>par l'outil 2</I> (fig. 9). Le relâchement du contacteur 39 a provoqué la fermeture du contact 40. L'embrayage électro magnétique 18 alimenté détermine la mise en rotation de la vis 11 et la commande du mouve ment d'avance.
En fin de passe ou de course longitudinale du chariot, le contact 37 rencontre la burée 34 qui le ferme et alimente le contacteur 39, le contact 40 se coupe et arrête le mouvement d'avance.
4e phase:<I>Plongée de l'outil de dressage</I> (fig. 10). Le contact 41 fermé par l'alimentation du contacteur 39 fait démarrer le moteur 30. Le gabarit évolue, le profil de la came 54 com mande le recul du palpeur de l'outil 2. Simul tanément, l'outil de dressage 9 pénètre dans la pièce puis se dégage légèrement. Le mouvement de rotation du gabarit s'arrête par une encoche du disque 42 en position C.
A signaler que dès le départ du mouvement de rotation du gabarit, la butée 34 s'est éclipsée en rotation relâchant le contact 37, mais la rota tion du gabarit a pu continuer grâce à la ferme ture préalable du contact 43. 5e phase:<I>Retour rapide</I> (fig. 11).
Dés la fermeture du contact 40, le mouve ment d'avance devrait repartir. Toutefois, la position du tambour 44 en cet instant du cycle va commander une information complémen taire de retour rapide. Le palpeur sera maintenu en position de retrait des outils durant toute la course longitudinale de retour par son contact permanent sur la réglette 55.
En fin de course, le contact 38 enfoncé par la butée 35 arrêtera le mouvement.
6e phase: Arrêt <I>du cycle</I> (fig. 12).
Comme précédemment, l'arrêt de fin de course longitudinale a provoqué la mise en rotation du gabarit de la position C vers la position A.
Durant cette rotation, la came de mise en route du moteur principal et portée sur, le tam bour 44 stoppera ce moteur. Une autre infor mation de sûreté, donnée par le tambour 44 interdira l'alimentation de l'embrayage électro magnétique 18, s'opposant ainsi au démarrage du chariot longitudinal 4 dès la mise en route et l'autorisant seulement après la première phase de rotation comme décrit à la phase 2.
La fig. 6 représente une variante de cons truction du gabarit complexe.
Le corps du gabarit est composé d'un fût cylindrique 58 dans lequel sont fraisées des fentes longitudinales servant à la fixation de réglettes profilées pour le copiage, telles que 59 et 60, ainsi que des réglettes à section uniforme servant aux mouvements d'avance ou de retour rapide, telles que 61 et 62.
Des cames 63 et 64 permettent au palpeur de passer d'une réglette à l'autre sans interrup tion de contact avec le gabarit, avec possibilité de commander comme il vient d'être décrit, des mouvements de plongée ou d'approche d'outils auxiliaires portés par le chariot 8.
Au moyen d'autres gabarits, on peut obtenir des cycles extrêmement compliqués, permettant par exemple plusieurs passes d'ébauche par le même outil de finition ou au contraire, mettre en jeu alternativement les outils d'ébauche et de finition, réservant à ce dernier tout le travail de précision.