Dispositif répétiteur ' des positions d'arrêt d'au moins un organe mobile d'une machine notamment d'une machine-outil ou d'une machine à mesurer La présente invention a pour objet un dispositif répétiteur des positions d'arrêt d'au moins un organe mobile d'une machine, notamment d'une ma chine-outil ou d'une machine à mesurer.
11 existe deux types principaux de dispositifs per mettant de provoquer l'arrêt automatique d'un organe mobile dans des positions déterminées à l'avance. L'un, appelé dispositif de commande à program me , qui comporte un organe porteur d'ordres tel qu'une carte perforée, par exemple, qui porte tous les ordres nécessaires pour commander, par l'inter médiaire de relais électroniques ou électromécani ques, un ou plusieurs cycles d'opérations. L'autre, appelé dispositif répétiteur de positions , prévu pour la fabrication de séries de pièces identiques et dans lequel les différentes positions d'arrêt successi ves de l'organe mobile sont réglées manuellement par l'opérateur lors de l'usinage de la première pièce, par exemple.
Ces dispositifs répétiteurs de positions équipant, par exemple, des machines à pointer, des aléseuses, des rectifieuses en coordonnées et autres machines- outils de ce genre, comportent généralement des bu tées ou des repères qui doivent être fixés manuelle ment sur un support d'ordres dans des positions déter minées afin de répéter automatiquement l'arrêt de l'organe mobile de la machine-outil dans les posi tions désirées. La mise en position exacte de ces bu tées ou repères sur leur support d'ordres est toujours une opération délicate, de longue durée, et qui, de plus, est fréquemment rendue difficile à réaliser cor rectement du fait du manque de place et de la mau vaise accessibilité du support.
En conséquence, la mise en place de ces butées ou repères entraîne une durée d'immobilisation trop importante de la machine- outil lorsqu'il s'agit d'usiner une petite série de piè ces identiques.
Les dispositifs répétiteurs de positions connus lorsqu'ils sont utilisés pour équiper une machine- outil de précision munie d'un dispositif de mesure, présentent, en outre, l'inconvénient que la machine est alors munie d'un support d'ordres et d'un organe de mesure séparés, de telle sorte que leurs tempéra tures et leur coefficient d'allongement en fonction de la température, ne sont pas toujours exactement les mêmes.
En effet, dans le cas d'une machine équipée d'un dispositif répétiteur de positions, pour une dis tance d'un mètre, par exemple, entre deux positions d'arrêt de l'organe mobile de la machine et une dif férence de température de 0,250 C seulement en tre le support des butées et l'organe de mesure, l'écart de longueur entre ces deux éléments est de 2,7 #t, ce qui est déjà très gênant pour le réglage exact d'une machine de haute précision. Or, il est rare que les inerties thermiques du support et de l'organe de mesure soient telles que ces deux organes, mal gré les variations de la température ambiante, aient toujours exactement la même température.
Dans le cas de machines équipées d'un dispositif de commande à programme, le temps nécessaire à la préparation de la carte perforée ou autre organe por teur d'ordres, est toujours relativement long, ce qui, dans le cas de petites séries de pièces (par exemple 10 à 20 pièces) est disproportionné par rapport au temps d'usinage de la série de pièces.
La présente invention a pour objet un dispositif répétiteur des positions d'arrêt d'au moins un organe mobile d'une machine, notamment d'une machine- outil ou d'une machine à mesurer, repérées au moyen d'un dispositif de mesure optique comportant un dis positif de projection de l'image de la graduation d'un organe métrologique sur un écran et un index, un dispositif micrométrique permettant d'opérer un dé placement relatif de l'index et de l'image de la gra duation pour mesurer les subdivisions de cette gradua tion.
Ce dispositif se distingue des dispositifs connus de ce genre et tend à obvier aux inconvénients cités, par un dispositif de mémoire et un lecteur photo électrique, le dispositif de mémoire étant capable d'enregistrer, d'une part, des positions approchées des positions d'arrêt de l'organe mobile et, d'autre part, les positions du dispositif micrométrique corres pondant aux cotes des positions d'arrêt de cet or gane mobile et susceptible, d'une part, de provoquer par l'intermédiaire d'un dispositif de commande, le ralentissement de l'avance de l'organe mobile, et, d'autre part,
d'amener par l'intermédiaire d'un dis positif d'actionnement, le micromètre dans l'une des- dites positions, tandis que le lecteur photoélectrique, sensible à la position relative de l'image projetée sur l'écran et du repère provoque, par l'intermédiaire d'un appareillage de commande, l'arrêt automatique de l'organe mobile dans les positions désirées et véri fiables par l'opérateur à l'aide du dispositif de me sure optique.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, une machine à pointer équipée d'une forme d'exécution du dispositif provoquant l'arrêt automatique de l'un de ses organes mobiles, ainsi que des variantes d'exécution de certaines parties de ce dispositif. La fi g. 1 est une vue de profil de la machine à pointer. La fig. 2 en est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 en est une vue partielle en plan.
La fig. 4 est une vue en coupe et à plus grande échelle suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 2. La fig. 6 est un schéma des liaisons mécaniques et électriques entre les divers organes et éléments de la machine à pointer et du dispositif d'arrêt auto matique.
La fi g. 7 est une vue en coupe d'une variante d'exécution du lecteur photoélectrique et du micro mètre.
La fig. 8 est une vue en coupe d'un détail de construction du dispositif de mémoire.
La machine à pointer représentée comporte une table 1 coulissant le long de glissières 2, 3 (fig. 5), que présente un bâti 4. La table 1 porte une pièce P (fig. 1) dans laquelle doivent être usinés des per çages 5, 6, 7 à l'aide d'un foret 8 fixé à l'extrémité d'une broche 9. Cette broche est portée par une tête 10 déplaçable transversalement par rapport à la ta ble 1, le long d'une traverse 11 déplaçable vertica lement le long de glissières latérales 12 portées par le bâti 4.
Cette machine à pointer est munie à l'instar de certaines machines à pointer connues d'un dispositif de mesure optique permettant de déterminer les di verses positions initiales que doit occuper la table l lors de l'usinage de la pièce P. Ce dispositif de me sure comporte, d'une part, une règle de précision 13 (fig. 2) portée par la table 1 et, d'autre part, un dis positif de projection 14 porté par le bâti 4.
Ce dis positif de projection comprend un dispositf d'éclairage présentant une source 15 de rayons lumineux éclairant la règle 13 au moyen d'un con- denseur 16, et un dispositif optique d'agrandissement présentant un objectif 18, un miroir semi-transparent 17, un miroir 19 et un écran d'observation 20 (fig. 4).
La face de la règle de précision 13 éclairée par le dispositif d'éclairage, est polie et divisée en une échelle millimétrique, par exemple, de sorte que le faisceau de rayons réfléchis par cette surface est re pris par l'objectif 18, puis dévié par les miroirs 17 et 19 et projeté sur l'écran 20 sur lequel apparaît l'image agrandie de quelques traits de l'échelle divi sée.
Un index 21 (fig, 3) solidaire d'une crémaillère 22 est déplaçable en regard de l'écran 20. A cet effet, la crémaillère engrène avec un pignon 23 actionné par un tambour t. Le rapport de transmission entre ce tambour t et la crémaillère 22 ainsi que le grossissement de l'objectif 18, sont choisis de manière qu'une révolution complète du tambour t provoque un déplacement de l'index 21 d'une valeur égale à la distance séparant les images, formées sur l'écran 20, de deux traits voisins de la règle 13. La périphé rie du tambour est divisée en cent subdivisions équi distantes 24 qui se déplacent en regard d'un vernier fixe 25 portant dix divisions.
Ainsi, ce dispositif de mesure permet de lire la position de la table 1 avec une précision d'un millième de mm.
Dans une variante d'exécution, le dispositif de mesure peut être constitué non pas par une règle plate portant une échelle millimétrique, mais par un cy lindre portant une ligne hélicoïdale dont le pas est de 2 mm par exemple. L'image du trait hélicoïdal est projetée sur un écran par un système optique ana logue à celui précédemment décrit. Le cylindre, porté par des paliers, est solidaire d'un tambour de micro mètre et peut tourner sur son axe longitudinal. Une révolution complète de ce tambour provoque le pas sage d'une spire à l'autre de la ligne hélicoïdale de vant l'index ou repère. La périphérie du tambour est divisée en 200 subdivisions équidistantes, placées en regard d'un vernier fixe à dix divisions.
Ce disposi tif de mesure permet également de lire la position de la table avec une précision d'un millième de mm. Ce dispositif de mesure de la position exacte de la table étant bien connu et utilisé depuis de nombreuses an nées déjà sur des machines à pointer existant sur le marché, il est inutile de le décrire plus en détail ici.
Une règle auxiliaire 26 (fig. 3) solidaire du bâti 4 et un repère 27 solidaire de la table 1, permettent de repérer grossièrement la position de cette table.
La table 1 est actionnée par un moteur électrique El (fig. 2) commandé par un organe de manoeuvre manuel 28 (fig. 1). La mise en position exacte de la table 1 est effectuée manuellement à l'aide d'un vo lant 29 relié à un arbre de commande 30 par l'inter médiaire d'un accouplement 31, (fig. 5) dont les deux parties sont maintenues normalement dégagées l'une de l'autre par un ressort 33. L'arbre de commande 30, relié à l'arbre du moteur El par l'intermédiaire d'une boîte de vitesse V, porte une vis sans fin 34 reliée à une vis mère 35 par des pignons 36 et 37.
Cette vis mère est portée, d'une part, par des pa liers aménagés dans un carter de protection 38, et, d'autre part, par un palier 39 (fig. 2) formant butée axiale, solidaire du bâti 4. Un écrou 41 solidaire de la table 1 et engagé sur cette vis mère, entraîne cette table le long de ses glissières 2, 3.
La machine à pointer décrite est encore équipée d'un dispositif provoquant l'arrêt automatique de la table 1 dans des positions déterminées contrôlées par le dispositif de mesure optique décrit. Ce dispositif d'arrêt automatique (fig. 6) comprend a) un dispositif de mémoire comprenant, dans la forme d'exécution représentée, une première mé moire rotative M dans laquelle sont enregistrées des positions approchées des positions d'arrêt de la table 1 et une seconde mémoire rotative m dans laquelle sont enregistrées les positions exactes du micromètre correspondant aux cotes des diffé rentes positions d'arrêt exactes de la table 1.
b) un dispositif électrique transmetteur d'angles re liant électriquement le dispositif de mémoire, d'une part, à un organe entraîné dans les dépla cements de la table et, d'autre part, à un organe entraîné dans les déplacements de l'index 21 du micromètre. Dans la forme d'exécution représen tée, ce dispositif transmetteur d'angles comprend un premier dispositif émetteur-récepteur synchro ne MT reliant la mémoire rotative M à une cré maillère 44 portée par la table et un second dis positif émetteur-récepteur synchrone mt reliant la mémoire rotative m à une crémaillère 45 reliée rigidement à la crémaillère 22 du micromètre.
c) un lecteur photoélectrique L sensible à la position de l'image d'un trait de la règle 13 formée sur l'écran d'observation 20 par rapport à la position de l'index 21 du micromètre.
Dans la forme d'exécution représentée ce lecteur photoélectrique est du type décrit dans le brevet suisse N 280542 qui présente une cellule photoélec- trique 47 émettant des impulsions de courant électri que il .
d) un appareillage de commande CE présentant, d'une part, un appareillage électronique AE transformant les impulsions émises par la cellule photoélectrique 47, en impulsions de très brèves durées i, et, d'autre part, deux relais électroniques RV et RE, commandés par lesdites impulsions i:
, et qui provoquent, à leur tour, respectivement une réduction de la vitesse d'avance de la table 1, par modification du rapport de transmission de la boîte de vitesse V reliant le moteur El à la table 1 et l'arrêt de cette table 1 par ouverture d'un contacteur d'alimentation IE2 du moteur E- d'actionnement à vitesse réduite de la table 1. La mémoire M des positions approchées com prend a) des cames CM, , CM, , ..., entraînées en rotation par un arbre 49 et qui présentent chacune une en taille 48.
Le nombre de ces cames est égal au nombre de positions d'arrêt de la table 1 qui doi vent pouvoir être enregistrées ; b) des disques DM, , DM.,<B>,</B> ..., solidaires chacun de la came CM, , CM.-, , ..., correspondante; c) des doigts de commande FM, , FM2, ..., coulis sant dans des guides (ion représentés) et soumis chacun à l'action d'un ressort r, tendant à main tenir chaque doigt dans une position inactive. Chacun de ces doigts est destiné à coopérer avec la surface périphérique de la came CM,, CM2, ... , portant le même numéro d'ordre.
Chaque doigt porte une tige 56 munie d'un noyau plon geur 57, d'un électro-aimant, dont l'enroulement 58 est relié au réseau d'alimentation N par l'inter médiaire d'un sélecteur SM et d'un interrupteur d'alimentation 60. Le sélecteur SM comporte au tant de plots de contact 59 que la mémoire M comporte de cames CM, , CM2 , ..., et donc de doigts de commande FM,, FM,, , ...
Chaque doigt de commande porte encore les parties mobiles de deux interrupteurs IE et IL. Les interrupteurs IE sont branchés en parallèle les uns sur les autres et sont insérés dans le circuit d'ali mentation d'un électro-aimant 61 de commande d'un double contacteur inverseur C, et C2 . Le contacteur C, est branché dans le circuit d'alimentation du mo teur El d'entraînement principal de la table 1, tandis que le contacteur C.; est branché dans le circuit d'ali mentation d'un moteur Ez d'entraînement à.vitesse très lente de ladite table 1.
Les plots de contact d'ar rivée de ces deux contacteurs C, et C2 sont branchés sur le réseau N par l'intermédiaire d'un inverseur IM du sens de marche et d'un interrupteur IP. Les inter rupteurs IL sont également branchés en parallèle les uns sur les, autres et insérés dans la liaison électrique reliant la cellule photoélectrique 47 à l'appareillage électronique de commande CE.
d) des palpeurs PMl , PM, ..., coulissant dans des guides (non représentés) et soumis chacun à l'action d'un ressort r., tendant à maintenir l'extré mité de chacun de ces palpeurs en contact avec la surface périphérique du disque DM,, DM.#, ..., portant le numéro d'ordre correspondant. Cha que palpeur est muni d'une tige 63 qui porte la partie mobile 65 d'un interrupteur-inverseur dont les plots de contact d'arrivée 66 sont reliés au réseau N par l'intermédiaire de l'interrupteur d'alimentation 60.
Par contre, les plots de sortie 67 et 68 de chacun de ces interrupteurs sont reliés respectivement à l'un des plots de contact 69 de l'un de deux sélecteurs SMI et SM,, branchés chacun dans le circuit d'alimentation d'une lampe témoin 70 et 71, indiquant à l'opérateur dans quel sens la table 1 doit être actionnée pour at teindre la position d'arrêt suivante.
e) un dispositif de verrouillage électromagnétique 72, relié au réseau N par un interrupteur 73 et qui permet de verrouiller chaque came<B>CM,,</B> CM,2, ... , solidaire d'un disque DM, , DM, , ..., dans toute position angulaire désirée, par rapport à l'arbre 49.
Le dispositif émetteur-récepteur synchrone MT reliant la mémoire M à la table 1 comprend a) un variateur électrique d'angles de phase ET re lié au réseau N par des conducteurs e. , constitué par une machine électrique du type dit Selsyn servant d'émetteur. Le rotor de cette machine est relié à la crémaillère 44, portée par la table 1 au moyen d'un train d'engrenages multiplicateur 74 dont le rapport de transmission est tel que le rotor de cette machine ET effectue, au plus, une révolution complète lorsque la table 1 est dépla cée de l'une de ses positions extrêmes jusque dans son autre position extrême.
b) un variateur électrique d'angles de phase RM éga lement constitué par une machine électrique du type dit Selsyn servant de récepteur et reliée électriquement par des conducteurs el à l'émet teur ET. Le rotor de ce récepteur est relié à l'ar bre 49 de la mémoire M par un embrayage élec tromagnétique 50, alimenté par le réseau N par l'intermédiaire d'un interrupteur 53.
c) un- moteur d'asservissement AM dont le rotor est relié par un train d'engrenages démultiplicateur 52 au rotor du récepteur RM.
d) un amplificateur électronique EM et un inverseur bipolaire 55 permettant d'alimenter le moteur d'asservissement AM, soit par le réseau N, soit par le récepteur RM, par l'intermédiaire de l'am plificateur électronique EM.
Dans la forme d'exécution représentée à la fia. 8, l'embrayage électromagnétique 50 comporte un pla teau 127, fixé en bout de l'arbre du récepteur RM, et qui coopère avec un plateau 128 monté en bout de l'arbre 49. Le plateau 128 est angulairement fixé par rapport à l'arbre 49, mais peut coulisser axialement le long de celui-ci sous l'action d'un ressort 129 qui tend à le maintenir en contact avec le plateau<B>127.</B> L'écartement des plateaux 127 et 128 et donc la rup ture de la liaison mécanique reliant le récepteur RM à la mémoire M, est provoqué par la mise sous ten sion d'un électro-aimant 130, fixé au carter de la mémoire.
Cet électro-aimant attire alors le plateau 128 contre l'action du ressort <B>129.</B>
Des plateaux identiques IMI, IM.,, ..., sont mon tés chacun librement sur l'arbre 49. Chaque plateau est conformé de manière que sa périphérie présente une came<B>CM,,</B> CM,, , ..., et un disque DM,, DM_ Ces plateaux sont serrés entre un flasque 131 solidaire de l'axe 49 et un plateau 132 angulairement fixé par rapport à l'arbre 49, mais qui peut coulisser axiale- ment le long de celui-ci sous l'action, d'une part, de ressorts 133 agissant par l'intermédiaire d'une butée à billes 134, et, d'autre part, d'un électro-aimant<B>135,</B> fixé au carter de la mémoire,
et agissant contre l'ac tion des ressorts<B>133.</B> Le plateau 132 porte encore une série de ressorts 136 qui exercent une poussée axiale sur les plateaux IMI , IM., ..., dont la valeur est plus faible que celle de la poussée exercée par les ressorts 133.
Le fonctionnement du dispositif de verrouillage électromagnétique 72 est le suivant Lorsque l'électro-aimant 135 n'est pas excité, la poussée des ressorts 133 serre les plateaux IMI , . IM. , ..., les uns contre les autres, entre le flasque 131 et le plateau 132, et les rend solidaires de l'ar bre 49.
Lorsque, par contre, l'électro-aimant est sous tension, il attire le plateau 132 contre l'action des ressorts 133, de sorte que les plateaux IMI , IM,, ..., n'étant plus serrés entre le flasque 131 et le plateau 132 que par les ressorts 136 peuvent être déplacés angulairement les uns par rapport aux autres.
La mémoire m des positions du micromètre de chaque position d'arrêt de la table comporte a) des cames Cm, , Cm. , ..., entraînées en rotation par un arbre 80 et qui présentent chacune une entaille 81. Le nombre de ces cames Cm, ,<U>Cm.,,</U> ..., est égal au nombre des cames que comporte la mémoire M des positions approchées.
b) des doigts de commande Fml , Fm, , ..., coulissant dans des guides (non représentés) et soumis cha cun à l'action d'un ressort r; tendant à maintenir chaque doigt dans une position inactive. Chacun de ces doigts est destiné à coopérer avec la sur face périphérique de la came Cm, , Cm, ... , por tant le même numéro d'ordre. Chaque doigt Fml , F:,, ..., porte une tige 82, munie d'un noyau plongeur 83 d'un électro-aimant dont l'enroule ment 84 est relié au réseau d'alimentation par l'intermédiaire d'un sélecteur Sm et de l'inter rupteur 60.
Ce sélecteur Sm présente un nombre de plots de contact 85 égal au nombre de cames <B>cm,,<U>cm.,,</U></B> ... , de la mémoire m. Chaque-doigt de commande Fml, <U>Fin,</U> ..., porte encore la partie mobile d'un interrupteur im. Ces interrup teurs sont branchés en parallèle les uns sur les autres et reliés, d'une part, au réseau N et, d'au tre part, à un inverseur 107, dont le plot a est relié au réseau par l'intermédiaire de l'enroule ment d'excitation d'un contacteur<B>108,</B> tandis que son plot b alimente les enroulements d'excitation de deux contacteurs 73 et 86.
c) un dispositif de verrouillage électromagnétique 87 relié au réseau N par le contacteur 73 et qui per met de verrouiller chaque came Cm,,<U>Cm,</U> .. dans une position angulaire quelconque désirée par rapport à l'arbre 80. La construction et le fonctionnement du dispositif de verrouillage élec tromagnétique 87 sont semblables à ceux du dis positif de verrouillage électromagnétique 72 dé crits plus haut.
Le dispositif émetteur-récepteur d'angles électri ques reliant la mémoire m au tambour t du micro mètre comporte a) un variateur électrique d'angles de phase Et cons titué par une machine électrique synchrone du type Selsyn et servant soit d'émetteur, soit de récepteur et dont le rotor est relié par une roue dentée 88 à la crémaillère 45. Le rapport de transmission entre le rotor et la crémaillère est tel qu'à une révolution complète du tambour t du micromètre corresponde au plus une révolution complète du rotor de cette machine Et.
b) un moteur d'asservissement At dont le rotor est relié mécaniquement au rotor de l'émetteur Et par un pignon 89 engrenant avec la roue den tée 88.
c) un variateur Rm dont le rotor est relié mécanique ment à l'arbre 80 de la mémoire, servant soit de récepteur soit d'émetteur, et relié électriquement par des conducteurs e, au variateur Et.
d) un moteur d'asservissement Am relié mécanique ment au rotor du récepteur Rm par un train d'engrenages démultiplicateur 90 et relié au ré seau N par un interrupteur bipolaire 91 et le con tacteur 10.8.
e) un amplificateur électronique em et trois interrup- teurs-inverseurs bipolaires 92, 93 et 94, reliés mé caniquement entre eux et aux interrupteurs bipo laires 91 et 55 par une tringlerie 95.
Ces inter- rupteurs-inverseurs bipolaires peuvent occuper les trois positions suivantes 1) une position extrême droite de mise en po sition zéro des mémoires M et m, les deux moteurs AM et Am étant branchés sur le réseau N par les deux interrupteurs 91 et 55, entraînent les mémoires M et m dans le sens des aiguilles d'une montre, par exemple ;
2) une position extrême gauche de transmis sion d'angles dans le sens micromètre mémoire et pour laquelle le variateur Et servant d'émetteur est relié au réseau N par l'interrupteur 92, le moteur d'asser vissement At est hors circuit, le variateur Rm servant de récepteur est relié par l'in terrupteur 93 aux bornes d'entrée e de l'amplificateur em et les bornes de sortie s de cet amplificateur sont reliées par l'interrupteur 94 au moteur d'asservisse ment Am.
Ainsi, pour cette position ex trême gauche, la mémoire m suit les dé placements angulaires imprimés au tam bour t du micromètre, tandis que la mémoire M suit les déplacements angu laires imprimés, par les déplacements de la table 1, au rotor du variateur ET ser vant d'émetteur, le variateur RM servant de récepteur étant relié au moteur AM par l'amplificateur EM et l'interrup teur 55 ;
3) une position médiane de transmission d'angles dans le sens mémoire-micromètre et pour laquelle le variateur Rm fonc tionne en émetteur étant relié au réseau N par l'interrupteur 92, tandis que la mé moire m est entraînée en rotation par le moteur d'asservissement Am branché sur le réseau N par l'interrupteur 91. Le variateur Et fonctionne en récepteur étant relié, par l'interrupteur 93, aux bornes d'entrée e de l'amplificateur em, tandis que les bornes de sortie s de cet amplifi cateur sont reliées par l'interrupteur 94 au moteur d'asservissement At.
Ainsi, pour cette position médiane, le tambour t du micromètre suit les déplacements an gulaires imprimés par le moteur Am à la mémoire m, tandis que, comme précédem ment, la mémoire M suit les déplacements imprimés par les déplacements de la table, au rotor du variateur ET servant d'émet teur. Le lecteur photoélectrique L est porté par un chariot C actionné par les crémaillères 22 et 45. Ce lecteur comporte un prisme 96 projetant une partie du faisceau de rayons O émanant de l'objectif 18, sur un double prisme 97, dont la section longitudinale a la forme d'un trapèze isocèle.
Ces rayons réfléchis deux fois sont repris par un second objectif 98 qui les projette sur un miroir oscillant 99 et forme une image peu agrandie d'un trait de la règle 13 sur un écran 100 muni d'une fente 101 et placé devant la cellule photoélectrique 47.
Le miroir 99 est entrainé dans un mouvement oscillatoire régulier par un moteur électrodynamique 102 alimenté en courant alternatif par le réseau N et par l'intermédiaire d'un transformateur d'alimenta tion 103.
Le fonctionnement de la machine à pointer dé crite est le suivant Une première pièce P est fixée rigidement sur la table 1, puis par manaeuvre de l'organe 28 (fig. 1) dans un sens ou dans l'autre, l'opérateur provoque la mise sous tension du moteur El , qui entraine la table 1 à grande vitesse le long de ses glissières par l'intermédiaire du changement de vitesse V, de la vis sans fin 34 et des engrenages 36 et 37 qui ac tionnent la vis mère 35 sur laquelle est engagé l'écrou 41 solidaire de la table 1, (fig. 2, 5 et 6).
Pendant ce déplacement à grande vitesse, l'opérateur observe la règle auxiliaire 26 (fig. 3) portée par le bâti 4 de vant laquelle se déplace le repère 27 porté par la table 1. II arrête la table dans une position située à moins d'un millimètre de la position exacte du per çage 5.
A ce moment, il met le tambour t du micromètre dans une position angulaire correspondant à la cote exacte de ce perçage 5 à l'aide du vernier fixe 25 de vant lequel se déplace la graduation 24 du tambour t. L'opérateur déplace alors la table à une vitesse très lente en actionnant manuellement le volant 29 (fig. 5), jusqu'à ce que la projection sur l'écran 20 du trait millimétrique de la règle de précision 13, cor respondant au nombre de millimètres entiers que comporte la cote de la position d'arrêt désirée, coïn cide avec l'index mobile 21 du micromètre.
Ces opérations correspondent donc à celles né cessaires à la mise en position de la table d'une ma chine à pointer du type connu. Toutefois, la machine décrite permet d'enregistrer dans le dispositif de mé moire, d'une part, une position approchée de la ta ble, et, d'autre part, la position angulaire du tam bour t du micromètre correspondant à la position exacte du perçage 5. Pour effectuer cet enregistrement l'opérateur procède de la manière suivante avant de régler la machine sur une cote 1) il place les sélecteurs SM, Sm, SMl et SM., (fig. 6) dans une même position angulaire.
Si le perçage 5 correspond au premier perçage à effectuer, il place ces trois sélecteurs sur leur plot de contact extrême gauche. Afin de faciliter cette opération, ces trois sélecteurs sont évidemment montés sur un même axe 104 qui porte une manette de commande commune 105 (fig. 1), cette liaison mécanique est schématisée dans la fig. 6 par une tringlerie p.
Ainsi, par une seule opération, l'opé rateur sélectionne les cames<B>CM,,</B> CM2, ..,, et Cm,<B>,</B><U>Cm-.,</U><B>,</B> ..., portant le numéro d'ordre corres pondant au numéro d'ordre de la position d'arrêt à enregistrer ;
2) il ferme les interrupteurs 60 et<B>106</B> et place l'in verseur 107 sur le plot b et les interrupteurs-in- verseurs 55, 91, 92, 93, 94 dans leur position ex- trême droite par actionnement de la tringle 95, ce qui provoque a) l'alimentation, par l'intermédiaire des sé lecteurs SM et Sm des enroulements d'ex citation 58 et 84, des électro-aimants de commande des doigts FMl, FM2 , ... , et Fml, Fm:., ..., correspondants au numé ro d'ordre de la position d'arrêt à enregis trer.
Ces doigts, qui normalement sont maintenus dans une position inactive par des ressorts r1 et r..3, sont déplacés, par l'action de leur électro-aimant de com mande, en direction des cames<B>CM,,</B> <B>Cm.,</B> , ... , et Cm,<B>,</B> Cm#, , ..., correspon dants et leur extrémité vient s'appuyer sur la périphérie de ces cames.
b) la mise en marche des moteurs d'asservis sement AM et Am, reliés au réseau N par par les interrupteurs 55 et 91, placés dans leur position extrême droite, qui fonc tionnent comme simple moteur d'entraî nement et entraînent les axes 49 et 80 des mémoires rotatives M et m dans le sens des aiguilles d'une montre, par exem ple, jusqu'à ce que le doigt FMl tombe dans l'entaille 48 de la came<B>CM,</B> et que le doigt Fml tombe dans l'entaille 81 de la came Cm,<B>.</B>
c) la chute du doigt Fm, dans l'entaille 81 provoque la fermeture de l'interrupteur im correspondant. Le dispositif d'actionne- ment électromagnétique 86, mis sous ten sion, actionne la tringlerie 95 dans le sens de la flèche f et place les interrupteurs- inverseurs 55, 91, 92, 93, 94 dans leur position extrême gauche qui correspond à la position d'enregistrement. La ferme ture de l'interrupteur im provoque égale ment la mise sous tension du contacteur 73 dont la fermeture provoque la mise sous tension des dispositifs de verrouillage électromagnétiques 87 et 72.
Dès lors, les cames portées par les arbres 49 et 80 des mémoires M et m ne sont plus reliées rigi dement aux arbres de ces mémoires, mais sont entraînées par ces arbres, seulement par frottement, comme décrit plus haut. Les organes et éléments de la machine à pointer étant maintenant en position pour permettre l'enre gistrement d'une position d'arrêt de la table 1 l'opé rateur actionne celle-ci à partir d'une position quel conque jusque dans sa première position d'arrêt com me décrit plus haut.
Au cours du déplacement de la table, la crémaillère 44 entraîne le rotor du variateur électrique d'angle de phase ET, de sorte que le varia teur RM servant de récepteur relié au moteur d'as servissement AM, par l'intermédiaire de l'amplifica teur EM suit fidèlement tous les déplacements angu- laires du rotor de l'émetteur ET. En conséquence, l'arbre 49 est entraîné dans les déplacements du rotor du récepteur RM. Toutes les cames portées par cet arbre 49 sont entraînées par frottement dans le dé placement angulaire de celui-ci, sauf la came<B>CM,,</B> maintenue dans une position fixe par le doigt FM, , engagé dans l'entaille 48 de cette came.
Ainsi, lors que la table 1 atteint la première position d'arrêt cor respondant au perçage 5, la came CM, aura été dé placée angulairement par rapport à l'arbre 49 d'un angle correspondant à la course effectuée par la table à partir de sa position de départ.
Lorsque l'opérateur actionne le tambour t du mi cromètre afin de mettre l'index 21 dans une position déterminant la position de travail exacte de la table 1, la crémaillère 45 entraînée dans le déplacement de cet index 21 provoque un déplacement angulaire du rotor de l'émetteur électrique d'angles Et, qui est une fonction de l'amplitude du déplacement angulaire du tambour t. Le récepteur Rm relié, d'une part, à l'émetteur Et et, d'autre part, au moteur d'asservisse ment Am par l'intermédiaire de l'amplificateur em, suit fidèlement les déplacements angulaires de l'émet teur Et, en entraînant l'arbre 80 de la mémoire m.
En conséquence, le dispositif de verrouillage 87 étant en position déverrouillée, puisque le contacteur 73 est en position de fermeture, toutes les cames portées par cet arbre 80 sont entraînées par frotte ment dans le déplacement de celui-ci, excepté la came Cm, , retenue dans une position fixe par le doigt Fm, , engagé dans son entaille 81.
Lorsque la table est amenée à la position exacte désirée du perçage 5, déterminée par la coïncidence de l'image d'un trait de la règle 13 avec l'index 21, la came CM, de la mémoire M se trouve être décalée angulairement par rapport aux autres cames de cette mémoire M d'un angle qui est une fonction du che min parcouru par la table à partir de sa position de départ jusque dans la position d'arrêt définie par la coïncidence du repère 21 avec l'image de l'un des traits de la règle 13, tandis que la came Cm, , de la mémoire m est décalée angulairement par rapport aux autres cames de cette mémoire m d'un angle qui est une fonction du nombre de sous-divisions 24 dont le tambour t a été déplacé pour définir avec une précision de '/,
.vo de millimètre, la position d'arrêt de la table 1. La mémoire M constitue dès lors une mé moire d'une position approchée de la position d'arrêt et qui détermine le nombre de millimètres entiers par couru par la table 1, tandis que la mémoire m cons titue une mémoire du nombre de sous-divisions sépa rant ce nombre de millimètres entiers de la cote exacte de la position d'arrêt désirée.
Ces opérations d'enregistrement étant terminées, l'opérateur ouvre l'interrupteur 106 afin de provoquer la coupure du courant d'excitation du contacteur 73 et donc la coupure du courant d'excitation des dispo sitifs de verrouillage 72 et 87 et, par conséquent, le verrouillage des cames CM, ,<B><U>CM.,,</U></B> ..., et Cm, , <U>Cm,,</U> ..., sur leurs arbres d'entraînement 49 et 80, ainsi que le dégagement des doigts FM,, et Fmi.
Pour enregistrer la position d'arrêt suivante de la table 1, l'opérateur place les sélecteurs SM, Sm, SM, et SMZ dans leur seconde position à partir de la gauche, puis ferme l'interrupteur 106 et ramène les interrupteurs-inverseurs dans leur position droite ex trême. II procède ensuite aux diverses opérations dé crites ci-dessus pour amener la table de cette pre mière position d'arrêt jusque dans la seconde posi tion d'arrêt désirée en enregistrant cette nouvelle po sition dans les. mémoires M et m.
Il n'est, en effet, pas nécessaire de ramener la table 1 à sa position de départ car, au moment où les interrupteurs-inverseurs 92, 93, 94, 91 et 55 sont déplacés jusque dans leur position extrême droite d'enregistrement, le récepteur EM rattrape la posi tion angulaire du rotor de l'émetteur ET correspon dant à la première position d'arrêt de cette table.
Lorsque toutes les positions d'arrêt de la table 1 ont ainsi été enregistrées dans le dispositif de- mé moire, l'opérateur peut provoquer la répétition auto matique de ces positions d'arrêt en effectuant les opé rations suivantes 1) il actionne la manette 105 de commande des sé lecteurs SM, Sm, SM,, SM., et place cette ma nette dans la position portant le numéro d'ordre de la position d'arrêt désirée de la table 1.
2) il ferme l'interrupteur 60, ce qui provoque la mise sous tension des électro-aimants de com mande des doigts FM et Fm sélectionnés.
3) il place l'inverseur 107 sur la position a.
4) il agit sur la tringlerie 95 afin de placer les inter rupteurs-inverseurs 91, 92, 93, 94 et 55 dans leur position médiane. Les contacts du contacteur 108 étant normalement fermés, le moteur Am est donc mis sous tension et actionne en rotation l'ar bre 80 de la mémoire m et toutes les cames. por tées par cet arbre. Le groupe transmetteur mt étant branché dans le sens mémoire m - micro mètre t , ce micromètre est entraîné dans le dé placement angulaire de l'arbre 80.
Lorsque le doigt sélectionné tombe dans l'entaille 81 de la came Cm, , Cm2, ... , correspondante, il bloque la mémoire m et provoque la fermeture de son in terrupteur im et donc l'alimentation de l'enrou lement d'excitation du contacteur 108 qui coupe l'alimentation du moteur Am. Pendant l'actionne- ment de la mémoire m, le groupe transmetteur d'angles entraîne le tambour t du micromètre, ainsi que son index 21 jusque dans la position en registrée dans la mémoire m et correspondant à la cote exacte de la position d'arrêt désirée de la table 1.
Ces opérations étant terminées et la table 1 étant dans sa position dé départ, l'opérateur actionne l'or gane de manoeuvre 28 qui provoque par l'intermé- diaire d'un interrupteur principal IP et de l'inverseur IM, la mise sous tension du moteur El, et le dépla cement de la table 1 à grande vitesse dans le sens désiré.
Le déplacement de la table 1 provoque le dépla cement angulaire du rotor du variateur d'angles ET, du transmetteur MT, le sens et l'amplitude de ses déplacements angulaires correspondant au sens et aux amplitudes des déplacements de la table 1. En conséquence, l'axe 49 de la mémoire M suit fidè lement les déplacements de cette table et lorsque celle-ci atteint une position située à environ 5 à 10 mm de la position d'arrêt, le doigt FMl, FM2, ..., sélectionné tombe sur le fond 109 d'une encoche pré cédant l'entaille 48 pratiquée dans chaque came<B>CM,</B> , CM2 , ...
Ce déplacement axial du doigt de com mande FMl, FM2 , ..., sélectionné provoque la fer meture de son interrupteur IE et donc la mise sous tension de l'électro-aimant 61. Ce dernier provoque alors, d'une part, l'ouverture du contacteur Cl et donc l'arrêt du moteur El , et, d'autre part, la fermeture du contacteur C_., et donc la mise sous tension du moteur E, .
Le déplacement de la table continue donc à vi tesse réduite, et la mémoire M suit fidèlement son déplacement, puis lorsque la table s'approche de la position d'arrêt désirée, le doigt FMl, FM2 , ..., sé lectionné s'engage progressivement dans l'entaille 48 et provoque environ 0,3 à 0,5 mm avant que la po sition d'arrêt soit atteinte, la fermeture du contact IL qui relie la cellule photoélectrique 47 à l'appareillage électronique de commande CE.
Dès cet instant, le déplacement de la table est contrôlé par le lecteur photoélectrique L. La largeur du champ, éclairé par le faisceau de rayons O cor respondant approximativement à 1 mm, ce faisceau forme sur l'écran 20, l'image du trait millimétrique de la règle 13 correspondant au nombre de millimè tres entiers que comporte la cote de la position d'ar rêt désirée. Comme décrit plus haut, une partie de ce faisceau de rayons O est repris par l'objectif 98, qui forme sur l'écran 100 une image de ce trait.
Or, grâce à l'oscillation du miroir 99, ce trait balaie cet écran de part et d'autre de la fente 101, qui est d'une largeur égale à celle de l'image du trait formée sur l'écran 100 et disposée dans l'axe du faisceau de rayons O lorsque le miroir 99 est situé dans sa position médiane.
De plus, cette fente 101 et le miroir oscillant 99 sont disposés par rapport à l'index 21, de manière que lorsque l'image d'un trait de la règle 13, formée sur l'écran d'observation 20 par l'objectif 18 coïncide avec l'index 21, et que ce miroir 99 est situé dans sa position médiane, l'image de ce trait formée par l'ob jectif 98 coïncide avec la fente 101.
Ainsi, les intervalles de temps entre les passages successifs de l'image du trait devant la fente 101 sont toujours inégaux, sauf lorsque la table 1 est dans la position d'arrêt désirée et pour laquelle l'image du trait formée sur l'écran 20 coïncide avec l'index 21. Ces intervalles de temps étant d'autant plus inégaux que la table est éloignée de sa position d'arrêt exacte, cette inégalité constitue une mesure de la distance restant à parcourir pour atteindre la position d'arrêt désirée. Chaque passage de l'image du trait devant la fente 101 provoque une variation de l'éclairement de la cellule photoélectrique 47, de sorte que celle-ci émet une impulsion de courant i, , chaque fois que l'image du trait passe devant la fente.
Ces impulsions de courant il sont transformées, par l'appareillage électronique AE, en impulsions i2 de très brève durée qui se succèdent à des intervalles de temps correspondant exactement aux intervalles de temps séparant les coïncidences successives de l'image réduite du trait avec la fente 101. Ces im pulsions i. , de très brève durée commandent deux re lais électroniques RV et RE., sensibles à la différence existant entre les intervalles de temps séparant les impulsions i., successives.
Le relais RV fonctionne lorsque l'inégalité des in tervalles de temps qui décroit progressivement, at teint une valeur minima donnée. Le fonctionnement de ce relais provoque, par l'intermédiaire de relais électromagnétiques, incorporés dans le changement de vitesse V, une très grande réduction de la vitesse d'avancement de la table.
Par contre, le relais RE., fonctionne lorsque cette inégalité des intervalles de temps est égale à zéro et provoque la mise sous ten sion de l'enroulement d'excitation du contacteur IE:, qui coupe le courant d'alimentation du moteur E.,. Lorsqu'il s'agit d'une machine à pointer comportant une table 1 d'un poids important, il est possible de prévoir un système de freinage de la table pour tenir compte de son inertie. Ainsi la table s'arrête exacte ment dans la position pour laquelle l'image du trait sur l'écran d'observation 20 coïncide avec l'index 21 du micromètre.
Dans une autre forme d'exécution, le lecteur pho toélectrique décrit pourrait être remplacé par un lec teur comportant deux cellules photoélectriques dont les champs encadrent la position que doit occuper l'image projetée sur l'écran lorsque l'organe mobile atteint sa position d'arrêt, et qui actionnent un relais à tension nulle, par exemple.
Lorsqu'une pièce comportant un certain nombre d'usinages a été usinée sur la machine et que les po sitions de ces usinages ont été enregistrées par les mémoires, deux cas peuvent se présenter 1) une pièce non usinée est bridée sur la machine et celle-ci répète les usinages aux positions enre gistrées par les mémoires.
2) une pièce sur laquelle certains usinages ont déjà été exécutés dans des positions bien déterminées, est bridée sur la machine et les mémoires doivent déplacer la pièce sous l'outil à des distances qui ne sont pas seulement justes entre les positions données par les mémoires, mais aussi par rap port aux positions usinées à l'avance. On procède alors comme suit Connaissant la position d'un usinage de référence sur la pièce, on amène la table dans cette position et déplace la pièce par rapport à la table sur laquelle elle doit être bridée jusqu'à ce qu'un outil de cen trage, remplaçant l'outil de travail, indique que l'usinage de référence est bien dans la position qu'il aurait eue s'il avait été usiné sur la machine. C'est ce que l'on appelle centrer une pièce.
Celle-ci étant en général très lourde et peu maniable, il est difficile de la déplacer par rapport à la table avec la même fi nesse qu'il est possible de déplacer les organes de la machine munis de systèmes de glissement, de réglage et de blocage adéquats.
Il est plus facile par conséquent de se contenter d'un centrage grossier de la pièce par rapport à la table de travail sur laquelle elle est posée et de déca ler les organes mesurants et les mémoires pour re créer les correspondances exactes désirées entre les surfaces déjà usinées et celles qui restent à faire.
Pour effectuer ce centrage, l'opérateur, après avoir bridé une nouvelle pièce sur la table, effectue les opérations suivantes 1) il répète la position de l'usinage de référence qui a également été enregistrée par les mémoires lors de l'usinage de la première pièce.
2) il ferme un interrupteur 53, branché dans le cir cuit d'alimentation d'un embrayage électroma gnétique 50 qui relie mécaniquement l'arbre du récepteur RM à l'arbre 49 de la mémoire M. La fermeture de cet interrupteur provoque le dégage ment des deux parties de cet embrayage, de sorte que l'arbre 49 est découplé de l'arbre du récep teur RM. 3) il centre la pièce mécaniquement en manoeuvrant le volant 29 de réglage fin de la table. Les dé placements de la table ne sont pas enregistrés, le récepteur tournant à vide.
4) il déplace alors la règle étalon 13 par rapport à la table 1 en actionnant une vis micrométrique 32 jusqu'à ce que l'image du trait sur l'écran de pro jection 20 coïncide à nouveau avec l'index 21 du micromètre.
5) il ouvre alors l'interrupteur 53 afin de rétablir la liaison mécanique entre l'arbre du récepteur RM qui a été déplacé angulairement et l'arbre 49 de la mémoire M qui est resté dans sa position an gulaire. La machine est alors prête pour effectuer les autres usinages de la pièce bridée sur la table. Selon la fig. 7 qui illustre une variante de cons truction du micromètre et d'une partie du dispositif de lecture, le tambour t est porté par un axe 110 tournant dans des paliers 111 portés par le bâti 4 de la machine.
Cet axe 110 porte un pignon 112 en grenant avec une crémaillère 113 solidaire du chariot C qui coulisse dans des glissières (non représentées) aménagées dans le bâti 4. Ce chariot porte a) l'index 21 qui se déplace à proximité immédiate de l'écran d'observation 20 fixé sur le bâti 4 et sur lequel est projetée, par l'objectif 18, l'image agrandie d'un trait de la règle de précision 13 portée par la table 1.
b) la cellule photoélectrique 47 disposée derrière l'écran 100 muni de sa fente 101.
c) un dispositif optique comprenant un miroir 113 réfléchissant vers le haut, une partie du faisceau de rayons O, un objectif 114, un déflecteur oscil lant 115 actionné dans un mouvement oscilla toire régulier par le moteur électrodynamique 102, des miroirs 116 et 117 réfléchissant sur l'écran 100 le faisceau de rayons projeté par l'ob jectif 114.
Le bâti 4 porte l'émetteur Et et le moteur d'as servissement At dont les axes 118 et 119 sont reliés mécaniquement entre eux et à l'axe 110 du tambour t. L'axe 118 porte un pignon d'angle 120 qui engrène d'une part avec un pignon d'angle 121 porté par l'axe 110 et, d'autre part, avec un pignon d'angle 122 fixé sur un axe 123, tournant librement dans des pa liers 124 et portant une couronne 125 en prise avec une vis sans fin 126, portée par l'axe 119 du mo teur d'asservissement At.
Cette construction très compacte réduit dans toute la mesure du possible, les causes d'erreurs éventuelles. L'index 21 et la fente 101 étant disposés à proximité l'un de l'autre, il ne peut pas se produire d'erreurs dues à des différences de température, par exemple.
Dans la forme d'exécution de la machine décrite en référence au dessin schématique annexé, le dispo sitif d'arrêt automatique de la table dans des posi tions contrôlées par le dispositif de mesure constitue un dispositif répétiteur de positions qui comporte des moyens d'enregistrement permettant d'enregistrer dans le dispositif de mémoire, les déplacements de la table et du micromètre qui sont transmis au dis positif de mémoire par le dispositif transmetteur élec trique d'angles. Ainsi, la mise en position des orga nes du dispositif de mémoire s'effectue au cours de l'usinage de la première pièce de la série de pièces identiques à usiner.
En effet, la plupart des com mandes manuelles décrites ci-dessus ont été prévues afin de ne pas compliquer inutilement le schéma élec trique et mécanique de la fig. 6, mais pratiquement la machine comporte, en plus de ses organes de com mande usuels, l'organe de commande 105 des sélec teurs, un bouton poussoir enregistrement , un bou ton poussoir répétition et un bouton poussoir centrage qui commandent, par l'intermédiaire de dispositifs électromagnétiques et de relais à temps; les man#uvres des divers interrupteurs et inverseurs.
Dans une variante d'exécution, l'enregistrement des positions d'arrêt successives de l'organe mobile pourrait être commandé par un dispositif de com mande à programme comportant un organe porteur d'ordres, tel qu'une carte perforée, ou un ruban ma- gnétique. Dans ce cas, le dispositif de mémoire peut présenter une capacité d'enregistrement réduite à une seule position, car l'enregistrement de chaque posi tion successive d'arrêt de l'organe mobile peut être commandé par le dispositif à programme pendant que la machine usine la pièce P portée par la table arrêtée dans la position d'arrêt précédente.
La machine décrite pourrait être équipée de dis positifs supplémentaires d'arrêt automatique dans des positions contrôlées par un dispositif de mesure opti que. Ces dispositifs seraient en tous points sembla bles à celui décrit en référence au dessin et pourraient contrôler, par exemple, les déplacements de la tête porte-outil le long de la traverse ou le mouvement d'avance de l'outil.