Procédé de commande d'un cycle d'opérations au moyen d'un poste central de commande et poste pour la mise en aeuvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé de com mande d'un cycle d'opérations au moyen d'un poste central de commande et le poste pour la mise en oeu- vre de ce procédé.
II existe à ce jour deux types de postes centraux de commande présentant un tambour rotatif muni de taquets à position réglable, actionnant des poussoirs ou autres organes de commande. Le premier type comporte un tambour rotatif actionné de manière in termittente, c'est-à-dire que ce tambour reste immo bile pendant l'exécution d'une opération, tandis que le second type comporte un tambour actionné de manière continue et permanente.
L'actionnement du tambour d'un poste central de commande du premier type est généralement syn chronisé avec celui de l'un des organes mobiles de la machine. Dans un tour automatique à revolver par exemple, la rotation de la tourelle du revolver pro voque une avance pas à pas du tambour. Celui-ci avance alors d'un pas, lors de chaque nombrage de la tourelle du revolver. Chaque déplacement angu laire du tambour provoque, par l'intermédiaire d'or ganes de commande connus (doigts ou taquets ac tionnant des leviers, des poussoirs, des valves ou des interrupteurs) un certain nombre d'opérations bien déterminées.
Cependant, il est fréquent qu'une opération doive débuter non pas au début, mais au cours de l'opéra tion effectuée par l'organe directeur, c'est-à-dire dans le cas d'un tour automatique, par le coulisseau portant le revolver. Ceci conduit soit à prévoir en plus du tambour rotatif de commande, un dispositif de commande secondaire, soit à provoquer plusieurs déplacements angulaires du tambour rotatif de com- mande au cours d'une même opération de l'organe directeur. Dans ce but, on peut commander des dé placements angulaires du tambour de commande, d'une part, au moyen des déplacements angulaires de la tourelle du revolver et, d'autre part, au moyen des déplacements longitudinaux du coulisseau portant le revolver.
II est clair que ce genre de commande sim ple en elle-même conduit généralement à une très grande complexité de l'ensemble, vu le très grand nombre d'opérations différentes à exécuter au cours d'un cycle d'opérations.
Des postes de commande du second type com portant un tambour actionné de manière continue, sont utilisés entre autres, pour la commande des tours automatiques. Dans ces dispositifs, la vitesse de ro tation du tambour est une fonction du temps d'usi nage d'une pièce, c'est-à-dire de la durée d'un cycle complet d'opérations. Au cours d'une révolution complète du tambour de commande, la machine exé cute un nombre entier de cycles d'opérations, c'est-à- dire usine un nombre entier de pièces, généralement une pièce, mais parfois deux ou trois.
Ce second type de poste de commande présente l'avantage de permettre la mise en action d'une opé ration, la modification d'une vitesse, etc., à tout ins tant, au cours du cycle d'opérations ou d'une opéra tion et indépendamment de la position instantanée de l'un ou de plusieurs organes mobiles de la machine. De plus, l'actionnement d'un tel tambour de com mande ne pose aucun problème, puisque seule sa vitesse de rotation doit être choisie de manière que la durée d'une révolution complète de ce tambour corresponde à la durée d'un nombre entier de cycles d'opérations.
Par contre, ce second type de poste de commande présente- un grave inconvénient qui réside dans le fait que pour permettre de choisir et fixer la position des doigts ou taquets le long de la périphérie du tambour, celle-ci est graduée ou divisée, par exem ple en cent divisions. Or, comme la durée d'une révolution complète de ce tambour doit correspon dre à la durée, par exemple d'un cycle complet d7opé- rations,
la valeur en minutes ou en secondes d'un déplacement angulaire du tambour égal à une divi sion de cette graduation est fonction de la durée d'un cycle complet d'opérations par exemple de la durée d'usinage d'une pièce, lorsqu'il s'agit d'untourautoma- tique. Ainsi par exemple si la durée d'usinage d'une pièce donnée est de trois cents secondes, le tam bour doit effectuer une révolution complète en trois cents secondes, et, si sa périphérie est divisée en cent divisions, chacune de celles-ci représente trois secon des. Par contre, si la durée d'usinage de la pièce est de trois cent cinquante secondes, chacune de ces di visions représente trois et demi secondes.
En consé quence, il est nécessaire de convertir, dans chaque cas particulier, les temps d'usinages partiels calculés ou mesurés, en unités de division du tambour, de sorte que, si au cours du réglage du tour pour l'usinage d'une pièce donnée, il s'avère nécessaire de modi fier l'un des temps d'usinage partiels, le temps total du cycle d'opérations étant de ce fait également mo difié, il est alors nécessaire de recalculer chacun des temps partiels du cycle d'opérations, puis de placer les doigts ou autres organes de commande portés par le tambour, dans leur nouvelle position calculée.
Tout homme de métier est parfaitement conscient de ce grave inconvénient et des grandes pertes de temps qu'il occasionne.
Le but du présent brevet est d'éliminer cet incon vénient tout en conservant les avantages d'un poste de commande central comportant un tambour rota tif, entraîné de manière continue. A cet effet, le pro cédé, objet d'une des inventions est caractérisé par le fait qu'on commande les opérations du cycle en en traînant le poste central en rotation, à une vitesse in dépendante de la durée du cycle d'opérations, mais telle que la durée d'une révolution complète du poste central, soit au moins égale à la durée du plus long cycle d'opérations susceptible d'être effectué, et par le fait, qu'après la commande de la dernière opéra tion du cycle commandée par le poste central,
on en traîne ce poste central à une vitesse accélérée jus qu'à une position angulaire proche de la position de commande de la première opération du cycle d'opéra tions.
Le brevet a également pour objet un poste cen tral de commande pour la mise en oeuvre du procédé, pour machines à outils multiples ou groupes d7uni- tés de travail comportant un organe de commande rotatif muni d'organes de commande à position ré glable qui commandent les diverses opérations du cycle d'opérations.
Ce poste central de commande est caractérisé par le fait que cet organe de com- mande rotatif porte encore deux organes de com mande auxiliaires dont l'un provoque l'entraînement de cet organe de commande rotatif à une vitesse ho raire indépendante de la durée du cycle d'opérations, mais telle que la durée d'une révolution complète de l'organe de commande rotatif soit au moins égale à la durée du plus long cycle d'opérations à comman der, tandis que le second organe de commande auxi liaire, dont la position est réglable, provoque, après la commande de la dernière opération commandée par ce poste central de commande, l'entraînement de l'organe de commande rotatif à une vitesse accé lérée.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du poste cen tral de commande pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué.
La fig. 1 est un schéma des liaisons mécaniques et électriques du poste central de commande qui commande trois unités distinctes.
La fig. 2 est un schéma électrique et mécani que très simplifié de l'une des unités.
Selon la fig. 1 du dessin annexé, le poste central de commande comporte un tambour 1 fixé sur un arbre 2 tournant librement dans des paliers 3 et re lié à un moteur d'entraînement M par un dispositif de transmission DT. Ce dispositif de transmission comprend a) un train d'engrenages 6, 6a, 7 et un pignon conique 8a qui relient le moteur M à une roue dentée conique 8 tournant librement sur l'arbre 2 et qui porte la partie menante 10 d'un premier accouplement dont la partie menée 11, angulairement fixe par rapport à l'arbre 2 peut coulisser le long de celui-ci ;
b) un train d'engrenages 7, 6a et un pignon co nique 9, qui relient le moteur M à une roue dentée conique 12 tournant librement sur l'arbre 2 et qui porte la partie menante 13 d'un second accouplement dont la partie menée 14 est solidaire de la partie menée 11 du premier accouplement.
Les déplacements des parties menées 11 et 14 le long de l'arbre 2 sont commandés par un levier 15 pivoté en 16 sur une partie fixe (non représentée) et actionnée dans un sens ou dans l'autre par deux élec tro-aimants 17, 18 dont les armatures mobiles 19 et 20 sont reliées l'une à l'autre par une tige 21 en un matériau non ferromagnétique, articulée en 22 sur le levier 15.
Un dispositif de verrouillage constitué par un piston 23 coulissant dans un logement 28 et sou mis à l'action d'un ressort 24, maintient le levier 15 dans l'une ou l'autre de ses deux positions de tra vail. Ce piston présente une partie tronconique 25 qui vient en prise avec des faces latérales biseautées 26 et 27 du levier 15 afin de maintenir celui-ci dans l'une ou l'autre de ses deux positions de travail.
Le tambour 1 présente des gorges<B>2%,</B> 29b <I>,</I> 29,, 29d , dans chacune desquelles coulisse un taquet de commande<B>30, ,,</B> 30b, 30, et un taquet de commande auxiliaire 30,1. Un dispositif de serrage (non repré senté, mais de type connu) permet de choisir et fixer la position de chaque taquet le long de la périphérie du tambour. Le tambour porte encore un taquet de commande auxiliaire fixe<B>30,.</B> Le poste de com mande central comporte encore des interrupteurs <B>31,</B> 31b, <B>31, ,</B> 31d, 31e insérés chacun dans un circuit de commande électrique.
L'organe de manoeu- vre de chacun de ces interrupteurs est actionné lors de la rotation du tambour 1 par le taquet correspon dant.
L'interrupteur 31e est inséré dans le circuit d'ali mentation de l'électro-aimant 18 tandis que l'inter rupteur 31,1 est branché dans le circuit d'alimenta tion de l'électro-aimant 17.
Dans l'exemple représenté au dessin, le poste de commande central commande la mise en marche selon un cycle déterminé de trois unités de travail UI , U2, Ul, formant une installation A prévue pour l'usinage d'une pièce et constituées chacune par exemple, par une machine-outil illustrée par la fig. 2. Chaque machine-outil étant de type connu, seuls les organes de celle-ci nécessaires à la bonne compré hension des inventions sont illustrés schématique ment. Chaque machine-outil comprend un coulisseau 33 portant un outil et actionné par une came 34 por tée par un arbre à cames 35.
Ce dernier est entraîné en rotation par un moteur m relié à un réseau de distribution d'énergie électrique O, R, S, T par l'in termédiaire d'un contacteur principal 36. La ferme ture de ce contacteur 36 est commandée par la mise sous tension de son enroulement d'excitation 37 qui est branché entre la phase R et le neutre O. Un in terrupteur de fin d'opération 38, dont l'ouverture est commandée par une came 39, est branché dans le circuit d'alimentation de l'enroulement 37 en sé rie avec un interrupteur de maintien 40. En outre, l'enroulement d'excitation 37 est encore alimenté par un conducteur e et l'un des interrupteurs<B>31,</B> 31v , 31e qui est branché en parallèle sur les interrupteurs 38 et 40 de fin d'opération et de maintien.
Le fonctionnement du poste central de commande est le suivant En fermant un interrupteur 41, l'opérateur pro voque la mise sous tension du moteur M qui entraîne le tambour 1 à une vitesse constante de travail par l'intermédiaire du train d'engrenages 6, 6a, 7 et de l'accouplement 10, 11. Lorsque le taquet 30a passe sous l'organe de man#uvre de l'interrupteur<B>3%,</B> il provoque la fermeture de cet interrupteur et donc l'alimentation de l'enroulement d'excitation 37 du contacteur 36 de la première unité de travail Ul .
Ce contacteur 36 se ferme et provoque la mise sous tension du moteur m et donc la mise en fonction de cette unité de travail Ur qui effectue un ou plusieurs usinages sur une pièce. La rotation de l'arbre à cames 35 provoque tout d'abord la fermeture de l'interrupteur de fin d'opération 38, de sorte que lorsque le taquet 30a échappe à l'organe de manoeu- vre de l'interrupteur 31a et que ce dernier s'ouvre, l'enroulement d'excitation 37 du contacteur 36 reste sous tension, étant alimenté par l'intermédiaire de l'interrupteur de fin d'opération 38 et de l'interrup teur de maintien 40.
Ainsi, cette unité de travail Ul , fonctionne de manière indépendante, les cames por tées par l'arbre à cames 35 commandant successive ment les diverses opérations que doit accomplir cette unité de travail. Il va sans dire que cet arbre à cames 35 porte un jeu de cames de commande dont une seule 34 est représentée afin d'éviter une complica tion inutile du dessin.
Lorsque après une révolution complète, l'arbre à cames 35 de cette unité de travail atteint à nouveau sa position angulaire de repos (représentée à la fig. 2), les divers usinages que doit effectuer cette unité de travail sont terminés et la came 39 provoque l'ouver ture de l'interrupteur 38 et donc l'interruption de l'alimentation de l'enroulement d'excitation 37. En conséquence, le contacteur 36 s'ouvre et l'unité de travail s'arrête automatiquement.
Les unités de travail U2 et Us sont mises succes sivement en action, lors du passage des taquets 301, et 30e sous les organes de man#uvre des interrup teurs 31U et 31, et chacune de ces unités travaille in dépendamment des autres et s'arrête automatique ment comme décrit ci-dessus en référence à la fig. 2, lorsqu'elle a terminé son cycle partiel d'opérations. Chacune de ces unités de travail U2 et U3 effectue sur la pièce usinée partiellement par l'unité de tra vail Ui , d'autres usinages.
Lorsque le taquet 30d vient actionner l'organe de man#uvre de l'interrupteur 31d , toutes les unités de travail sont immobilisées ayant chacune accom pli leur cycle d'opérations particulier. Ce taquet 30,1 provoque alors la fermeture de l'interrupteur 31d et donc l'alimentation de l'enroulement de l'électro aimant 17. Ce dernier attire alors le levier 15 dans une position pour laquelle les deux parties de l'ac couplement 13, 14 sont engagées, ce qui provoque l'entraînement à une vitesse accélérée du tambour 1 par l'intermédiaire de cet accouplement et du train d'engrenages 7, 6a, 9. Cette vitesse accélérée du tambour est de l'ordre d'un cinquième de tour à un tour complet du tambour par seconde.
Enfin, lorsque le taquet 30e actionne l'organe de man#uvre de l'interrupteur<B>31, ,</B> il provoque la fer meture de cet interrupteur et donc l'alimentation de l'enroulement de l'électro-aimant 18 qui ramène le levier 15 dans la position représentée à la fig. 1 pour laquelle le tambour 1 tourne à sa vitesse de travail. Dès lors, commence un second cycle d'opérations commandé par les taquets<B>30, ,,</B> 30b ,<B>30, ,</B> 30,j.
La vitesse de rotation de travail du tambour 1 est choisie de manière que la durée d'une révolution complète de ce tambour soit au moins égale, mais de préférence plus longue, que la durée du plus long cycle d'opérations que doit pouvoir commander ce tambour et afin de réduire dans toute la mesure pos sible les temps morts, la partie de la périphérie du tambour non utilisée pour la commande d'opérations ou de la mise en fonctions d'unités de travail, est parcourue à grande vitesse.
Dans une variante, le taquet 30a peut provoquer la fermeture de l'interrupteur 31a avant que l'unité de travail Us ait terminé son cycle d'opérations par tiel. Dans ce cas toutefois, il est nécessaire que ce cycle d'opérations partiel soit terminé avant que le taquet 30e vienne provoquer l'actionnement du tam bour 1 à sa vitesse de travail. En d'autres termes, il est nécessaire que la durée d'une révolution com plète du tambour soit plus longue que la durée du plus long cycle complet d'opérations, susceptible d'être exécuté par l'installation A.
Lorsque ces conditions sont remplies, le tam bour peut être actionné à deux vitesses indépendantes du cycle d'opérations à commander, dont l'une est une vitesse lente de travail, permettant de comman der les diverses opérations successives ou des cycles d'opérations partiels successifs, tandis que la seconde est une vitesse accélérée de l'ordre d'un tour en une à cinq secondes pour une révolution complète afin de réduire le temps mort.
Le tambour porte de préférence une graduation en regard de chaque gorge<B>29,</B> ,, <B>29b, 29, , 29, ,,</B> afin de permettre une mise en place aisée de chaque ta quet de commande. Toutefois, chaque division de cette graduation ne représente plus un temps arbi traire et variable selon la durée du cycle d'opéra tions à commander comme cela est le cas dans les tambours de commande connus, mais bien une gra duation horaire dont chaque division représente une durée bien déterminée toujours la même et indépen dante de la durée du cycle d'opérations à commander.
Ainsi, si au cours du réglage du poste de commande, l'une ou l'autre des opérations ou la durée de l'un des cycles partiel d'opérations doit être augmentée ou réduite, il n'est plus nécessaire de recalculer tout le cycle d'opérations en fonction de sa nouvelle du rée, mais il suffit de déplacer les taquets entrant en fonction après le taquet provoquant la mise en mar che de l'opération dont la durée a dû être modifiée, d'un nombre de divisions horaire dont la somme est égale à cette modification de durée.
Dans une autre variante, par exemple, pour la commande de tours automatiques, le poste de com mande pourrait commander les opérations successi ves formant un cycle d'opérations. Dans ce cas, la durée d'une révolution complète du tambour 1 doit être au moins égale à la durée du cycle d'opérations la plus longue que cette machine est susceptible d'exécuter. Dans une autre variante, le tambour 1 pourrait porter non seulement les taquets de commande pro voquant la mise en action successive des différentes unités de travail mais également des taquets de com mande auxiliaires commandant chacune des opéra tions de chacune de ces unités de travail.
Dans ce cas, le tambour 1 commande, d'une part, les divers cycles d'opérations partiels et, d'autre part, chaque opération composant ces divers cycles d'opérations partiels.
Dans une autre variante, la position du taquet de commande auxiliaire 30e pourrait aussi être ré glable, ce qui permettrait de choisir et fixer à vo lonté la position angulaire du tambour 1 correspon dant au début du cycle d'opérations à commander.