Tour automatique L'objet de la présente invention est un tour auto matique destiné à usiner des séries de pièces identi ques et comprenant un perceur avec mèche.
Les perceurs utilisés sur les tours destinés à décolleter des pièces de petites dimensions, par exem ple des pièces d'horlogerie telles que des axes de roue de grande moyenne pour montres avec aiguille des secondes au centre, ont des mèches de diamètre si petit par rapport à la longueur du trou à percer que ces mèches se cassent assez souvent. Or, si la rupture d'une telle mèche n'est pas remarquée immé diatement, lorsque les pièces à usiner doivent simple ment être percées, elle a l'inconvénient de causer la production de pièces non terminées, qu'il faut trier ensuite, puis jeter ou reprendre sur une machine spé ciale.
Dans les cas où les pièces à usiner doivent encore subir des opérations telles, par exemple, que des taraudages après le perçage, une rupture de la mèche d'un perceur a des inconvénients plus graves ; elle peut causer non seulement la détérioration des outils qui devraient pouvoir travailler dans les trous que la mèche brisée ne perce plus, mais aussi celle de certains organes du tour, si celui-ci n'est pas arrêté assez tôt.
Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients. Pour cela, le tour, objet de l'invention, comprend un circuit électrique dont ladite mèche et la pièce en cours d'usinage font partie et qui produit un signal de commande, lorsqu'il reste ouvert par suite de la rupture de ladite mèche.
Deux formes d'exécution de ce tour sont repré sentées, à titre d'exemple, au dessin annexé dont la fig. 1 montre un perceur en plan, avec certai nes parties en coupe ; la fig. 2 est une coupe longitudinale d'un organe de la fig. 1, à plus grande échelle ; la fig. 3 est un schéma représentant les con nexions électriques de la première forme d'exécution du tour, les éléments de ce dernier étant dans la posi tion qu'ils occupent normalement pendant le perçage ;
la fig. 4 est un schéma analogue à celui de la fig. 3, représentant les éléments dudit tour dans une position qu'ils occupent exceptionnellement pendant le perçage ; la fig. 5 est un schéma analogue à ceux des fig. 3 et 4, représentant la position desdits éléments dans le cas où la mèche est cassée, et la fig. 6 est un schéma analogue à celui de la fig. 3 de la deuxième forme d'exécution.
Les tours automatiques décrits ci-après compren nent une poupée (non représentée) entraînant une barre à usiner 1 en rotation et présentant l'extrémité antérieure de cette barre à l'action d'outils situés à l'avant de la poupée, afin d'usiner des séries de piè ces identiques à l'extrémité de cette barre, puis de séparer lesdites pièces de la barre au fur et à mesure que leur usinage est terminé.
Un premier groupe d'outils du tour, qui usinent lesdites pièces à l'extré mité de la barre 1, est composé de burins 2 disposés en éventail autour de l'axe de la barre 1, ces burins 2 étant montés sur des coulisseaux (non représentés) capables de se déplacer perpendiculairement à la barre 1. Un autre groupe est constitué par des outils, tels que des mèches, des forets, des tarauds, des filiè res placés en face de la poupée et parallèles à son axe, ces outils étant destinés à exécuter des opéra tions dans l'axe des pièces, telles que des perçages, des taraudages, des filetages.
Les outils de ce- second groupe sont montés de manière usuelle, par exemple sur une bascule ou dans un tambour qui les amène successivement dans l'axe de la poupée, au moment où ils doivent entrer en fonction. Le dessin annexé ne représente qu'un outil de ce second groupe, comprenant une mèche 3 montée dans une broche rotative 4. Comme on le voit à la fig. 2, cette broche 4 comprend un manchon composé de deux pièces<I>4a</I> et<I>4b</I> emboîtées à force l'une dans l'autre avec interposition d'une garniture isolante 5, en matière synthétique.
La fig. 1 montre que la pièce postérieure 4a du manchon de la broche pivote dans des paliers 6 et 7 constitués par des chemises cylin driques engagées dans des lunettes 8 et 9 faisant par tie d'un support 10 monté sur le bâti du tour. Quant à la pièce antérieure 4b du manchon de la broche, elle est située entre le palier 7 et la barre à usiner 1, de façon à ne pas venir en contact avec ce palier 7.
La mèche 3 est tenue dans une pince 11 présen tant une tête tronconique 12 appliquée sur une face correspondante de l'extrémité antérieure de la pièce 4b par une tige 13 engagée sur une portion filetée 14 de la pince 11 et maintenue dans une position axiale déterminée par rapport aux pièces 4a et 4b par une tête 15 appuyant contre la face postérieure de la pièce 4a. La pince 11 est centrée par rapport à la broche 4 par un manchon 16 et la tige 13 est isolée de la pièce 4a par une garniture 17 en matière syn thétique.
Il résulte de la description précédente que la tige 13, la pince 11, la pièce antérieure 4b du manchon de la broche et la mèche 3 sont isolées électrique ment du bâti du tour, avec lequel la pièce 4a du man chon de la broche est eu contact avec les paliers 6 et 7.
Un élément de métal dur 18, en forme de dôme, monté dans la face postérieure de la tête 15 de la tige 13, est destiné à rester en contact avec une pas tille 19, également en métal dur, qui est fixée par une tige 20 à l'extrémité d'une vis de réglage 21. La pas tille 19 et la tige 20 sont toutefois isolées de la vis 21 par une garniture 22 en matière synthétique. Un conducteur isolé 23 est connecté à la tige 20, de façon à mettre la tige 13, la pince 11 et finalement la mèche 3 sous tension, lorsque l'élément 18 est en contact avec la pastille 19.
La vis 21 est engagée dans un bras 24 solidaire d'une glissière 25. Cette dernière est guidée dans deux lunettes 26, 27 du support 10. Elle est placée sous l'action d'un ressort à boudin 28 ancré, d'une part, à un bouchon 29 fixé à l'entrée de la lunette 27 du support 10 et, d'autre part, à l'extrémité d'une vis de réglage 30, engagée dans un bouchon 31 soli daire de la glissière 25.
Le ressort 28 exerce ainsi en permanence une traction sur la glissière 25 et tend à la déplacer vers la droite dans la fig. 1, un tel déplacement ayant pour effet, par l'intermédiaire du bras 24 et de la vis 21, d'avancer la broche 4 et, par conséquent, la mèche 3 en direction de la pièce à usi ner à l'extrémité de la barre 1.
Un ressort 32, nettement plus faible que le ressort 28, est comprimé entre un anneau 33 fixé à la pièce 4a de la broche et l'une des bagues d'un roulement à billes axial 34 appuyé contre la lunette 9. Ce ressort 32 a pour effet de maintenir l'élément 18 toujours en contact avec la pastille 19 sans toutefois déplacer la glissière 25 contre l'action de son ressort 28. Cette glissière 25 est maintenue dans les positions voulues, contre l'action de son ressort .28, par un levier 35, qui en commande ainsi les mouvements.
Dans ce but, le levier 35 porte un doigt 36, qui est en contact avec un anneau 37 fixé à la glissière 25. Ce levier 35 pivote sur le support 10 autour d'un tourillon 38 et il porte encore un bec 39 et un galet 40 soumis res pectivement à l'action des cames 41 et 42.
Le ressort 28 a ainsi pour effet de maintenir l'an neau 37 toujours en contact avec le doigt 36 du levier 35 et par conséquent soit le bec 39, soit le galet 40 en contact avec la came correspondante. Lorsque l'une ou l'autre de ces dernières déplace le bec 39 ou le galet 40 vers la droite dans la fig. 1, le levier 35 pivote dans le sens horaire et fait reculer l'équipage mobile constitué par la glissière 25 et la broche 4 contre l'action du ressort 28 en éloignant la mèche 3 de la pièce usinée à l'extrémité de la barre 1,
puis que le ressort 32 fait suivre à la broche 4 les mouve ments de la glissière 25.
La came 41, en forme de cloche, est calée sur l'arbre 43 du tour qui porte toutes les cames com mandant les opérations tant de la poupée que de tous les autres outils de celui-ci. Cette came 41 présente une rampe d'engagement 41a et une rampe de déga gement 41b destinées, la première, à laisser le ressort 28 faire avancer la mèche 3 contre la pièce à usiner à l'extrémité de la barre 1 et la seconde à retirer l'équipage (25, 4) en position inactive, après que la mèche 3 a terminé son travail.
Sur le même arbre 43 est calée une came 44 destinée à actionner un contact électrique 45. La came 44 a des dimensions telles et est orientée de telle façon sur l'arbre 43 par rapport à la came 41, qu'elle actionne l'élément mobile du contact 45 au moment précis où la mèche 3 entre en travail, et maintient le circuit de ce contact ouvert pendant toute l'opération de perçage, pour ne le re fermer qu'au moment précis où la mèche 3 quitte la pièce en cours d'usinage.
Quant à la came 42, elle est calée sur un arbre entièrement indépendant de l'arbre 43. Cet arbre 46 est entraîné en rotation à partir d'une poulie 47 par l'intermédiaire d'un limaçon 48,à une vitesse très supérieure à celle de l'arbre 43, qui ne fait qu'un tour par cycle d'opérations du tour. Outre la came 42, l'arbre 46 porte encore une came 49, destinée à actionner un contact électrique 50.
La came 49 est agencée et orientée sur l'arbre 46 de telle façon, par rapport à la came 42, qu'elle laisse le contact 50 se refermer au moment où la saillie 42a de la came 42 actionne le levier 35 et l'ouvre à nouveau au moment où la came 42 laisse le bec 39 revenir en contact avec la came 41.
La came 42a n'est utilisée que lorsque la mèche 3 est destinée à effectuer une opération de perçage relativement longue. Dans un tel cas, il n'est en effet pas indiqué de laisser la mèche 3 travailler de façon continue, car les copeaux enlevés de la pièce en cours d'usinage ont rapidement tendance à bloquer la mèche 3 et à en provoquer la rupture. La came 42 écarte ce risque en retirant périodiquement la mèche 3 du trou qu'elle perce, pour lui permettre de libérer ce trou et de se libérer elle-même desdits copeaux.
La broche 4 pourrait être une broche fixe, la pièce à usiner tournant seule pendant le perçage. Dans l'exemple représenté, la broche 4 est toutefois entraînée en rotation à partir d'une poulie folle 51, qui porte des tiges 52, engagées dans des ouvertures d'un disque 53 calé sur la pièce 4a de la broche 4.
Les éléments décrits ci-dessus, hormis les cames 44, 49 et les contacts correspondants 45, 50 sont bien connus dans les tours automatiques destinés à usiner des séries de pièces identiques à l'extrémité d'une barre entraînée en rotation par une poupée mobile axialement. Comme ces tours sont destinés à travailler de façon très autonome, il suffit d'un ouvrier pour en surveiller plusieurs. Le travail d'un tel ouvrier consiste principalement à recharger les tours de son groupe et à contrôler périodiquement les pièces produites.
Quoique cet ouvrier soit géné ralement à proximité des tours qu'il surveille, il ne peut guère se rendre compte du moment où une mèche 3 se casse. Or, si le tour continue à fonction ner après la rupture d'une telle mèche, on a tous les inconvénients mentionnés au début.
Les tours décrits sont équipés de dispositifs de sécurité qui évitent ces inconvénients en provoquant l'arrêt du tour aussitôt après qu'une mèche 3 s'est cassée.
Dans le tour selon la première forme d'exécution, le dispositif de sécurité comprend un circuit électri que (représenté schématiquement à la fig. 3) agissant sur la bobine d'un relais 54, dont l'armature consti tue un interrupteur 55 intercalé dans le circuit tri phasé d'alimentation du moteur principal du tour, qui en actionne la poupée et l'arbre à cames principal 43. Comme on le voit au dessin, l'interrupteur 55 ne reste fermé qu'aussi longtemps que le relais 54 est excité. La source d'alimentation de ce relais 54 est dérivée de deux phases du circuit d'alimentation du moteur principal du tour, aux points 56 et 57. Cette dérivation alimente le primaire d'un transformateur 58, dont le secondaire alimente à son tour le relais 54.
Dans ce circuit d'alimentation du relais 54 sont intercalés en parallèle les deux contacts 45 et 50. Le schéma de la fig. 3 montre que l'une des bornes du secondaire du transformateur 58 ainsi que les points fixes 45a, 50a des contacts 45 et 50 sont connectés à la masse du tour, tandis. qu'un conducteur 59 relie l'autre borne du secondaire du transformateur 58 à l'une des extrémités de la bobine du relais 54, et qu'un conducteur 60 relie l'autre extrémité de la bobine du relais 54 aux points fixes<I>45b</I> et 50b des contacts 45 et 50. Le conducteur 23 amenant le cou rant électrique à la mèche 3 est relié au conducteur 60.
Pour que le relais 54 soit excité, il faut que le circuit de sa bobine soit fermé par au moins l'un des trois chemins passant respectivement par le contact 50, par le contact 45 ou par la mèche 3 et la pièce en cours d'usinage.
Le schéma de la fig. 3 représente la position que les organes du tour occupent normalement pendant que la mèche 3 est en travail. Dans ce cas, le contact 45 est maintenu ouvert par la came 44, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, c'est-à-dire pendant tout le temps que la came 41 permet au levier 35 de laisser l'équi page (25, 4) avancer assez sous l'action du ressort 28 pour que la mèche 3 soit en contact avec la pièce en cours d'usinage au bout de la barre 1. Le contact 50 est également ouvert car, pendant le travail de la mèche 3, la came 42 n'actionne pas le levier 35.
Il s'ensuit que le circuit d'alimentation du relais 54 est fermé uniquement par le circuit suivant: masse du tour, secondaire du transformateur 58, conducteur 59, bobine du relais 54, conducteurs 60 et 23, pas tille 19, élément 18, tige 13, pince 11, mèche 3, et barre à usiner 1, qui constitue le retour à la masse.
Le schéma de la fig. 4 représente la position des éléments du tour au moment où la came 42 actionne le levier 35. Pendant ce temps, la mèche 3 est sépa rée temporairement de la pièce en cours d'usinage, de sorte que le circuit indiqué ci-dessus est ouvert. Au moment où la saillie 42a de la came 42 a agi sur le galet 40 du levier 35, au point de retirer entière ment la mèche 3 du trou qu'elle a commencé à per cer, la came 49 permet toutefois au contact 50 de se refermer et le circuit d'alimentation de la bobine du relais 54 est alors établi comme suit: secondaire du transformateur 58, conducteur 59, bobine du relais 54, conducteur 60 et contact 50.
En d'autres termes, lorsque la mèche 3 quitte momentanément la pièce en cours d'usinage pour se libérer des copeaux déjà enlevés de cette pièce, et coupe ainsi le circuit normal du relais 54, le contact 50 maintient un circuit paral lèle fermé.
Lorsque la mèche 3 a terminé son travail et lors que la came 41 a fait gravir au bec 39 sa rampe 41a au point de retirer entièrement la mèche 3 de la pièce usinée, la came 44 laisse le contact 45 se refermer et le circuit du relais 54 est alors établi par le secondaire du transformateur 58, le conducteur 59, la bobine du relais 54, le conducteur 60 et le contact 45.
Le schéma de la fig. 5 représente le cas où la mèche 3 s'est cassée pendant son opération d'usinage. Le contact 45 est alors ouvert, le contact 50 égale ment. Le circuit d'alimentation du relais 54, qui devrait alors être assuré entre autres par la mèche 3, est interrompu et la bobine du relais. 54 ne reçoit plus aucun courant. L'interrupteur 55 s'ouvre donc et arrête le moteur principal du tour, en évitant ainsi qu'un outil, tel qu'un taraud, qui devrait travailler dans le trou percé par la mèche 3 ne rencontre la matière pleine et ne se détériore.
Si la mèche 3 se casse après avoir terminé son travail, au moment précis. où elle quitte la pièce. usi- née, le tour ne s'arrêtera pas tout de suite, car le contact 45 sera probablement déjà refermé ; il s'arrê tera cependant au moment où cette mèche devrait percer la pièce suivante.
Entre temps, la rupture de la mèche 3 ne peut provoquer aucun dégât, puisque son travail sur la pièce en cours d'usinage a encore été effectué normalement. Pour éviter que le bout d'une mèche cassée ne reste dans un trou qui vient d'être percé et n'abîme, par exemple, l'outil suivant qui devrait travailler dans ce trou, il faut naturelle ment choisir une came 44 de forme telle et la régler de telle façon qu'elle ne laisse le contact 45 se refer mer qu'au moment précis où la mèche 3 quitte la pièce à usiner.
Au lieu de faire agir le relais 54 sur un interrup teur placé dans le circuit d'alimentation du moteur principal du tour, on pourrait naturellement aussi le faire agir sur un organe débrayant, par exemple, l'ar bre à cames 43 du tour. Dans ce cas, la poupée con tinuerait à tourner, mais le cycle des opérations des outils du tour serait suspendu.
Dans le cas où l'un des burins 2 travaillerait en même temps que la mèche 3, cette solution aurait l'avantage de ne pas arrêter la rotation de la barre à usiner quand un burin est engagé ; seul ce burin s'arrêterait. De plus, ladite solution aurait l'avantage de maintenir l'huile de lubrification des paliers de la poupée toujours à la même température.
Le relais 54 pourrait aussi agir sur un dispositif d'alarme, optique ou acoustique, pour avertir l'ou vrier chargé de la surveillance du tour de la rupture de la mèche d'un perceur.
Il serait naturellement aussi possible d'intercaler plusieurs relais en série ou en parallèle dans le même circuit, afin d'opérer simultanément plusieurs com mandes au moment de la rupture de la mèche d'un perceur, par exemple l'arrêt du moteur principal du tour ou le débrayage de son arbre à cames et un dis positif d'alarme optique et/ou acoustique.
Pour éviter qu'une étincelle ne se produise au moment où la mèche 3 arrive en contact avec la pièce en cours d'usinage et ne provoque une détérioration de l'un ou de l'autre de ces éléments, il pourrait enfin être avantageux dans certains cas de ne faire passer qu'un courant électrique extrêmement faible à travers la mèche 3 et la pièce en cours d'usinage. Un tel cou rant ne suffirait alors plus à exciter le relais 54.
Pour obtenir l'effet voulu, il suffit toutefois d'intercaler un organe amplificateur entre, d'une part, les circuits de contrôle comprenant soit la mèche 3 et la pièce en cours d'usinage, soit le contact 45, soit le contact 50, et, d'autre part, le circuit de commande comprenant le relais 54, ainsi que le montre la deuxième forme d'exécution (fig. 6).
Dans cette deuxième forme d'exécution, la bobine du relais 54 est branchée dans un circuit alimenté par un enroulement secondaire 61 d'un transformateur 58a, dont le primaire est branché de la même façon que dans la première forme d'exécution.
Ce circuit de la bobine du relais 54 comprend les deux conduc- teurs 62 et 63, ainsi qu'un contact 64a constitué par l'armature d'un relais 64 ultrasensible dont la bobine est connectée par des conducteurs 65, 66 dans un circuit analogue, par rapport aux contacts 45 et 50 et au conducteur 23,à celui de la bobine du relais 54 de la première forme d'exécution (fig. 3), ce circuit étant alimenté dans cette deuxième forme d'exécution par un deuxième enroulement secondaire 67 du transformateur 58a.
Le relais 64 peut naturellement être choisi de façon que le secondaire 67 n'ait besoin, pour fermer le contact 64a, de distribuer, dans le circuit compre nant le conducteur 66, la bobine du relais 64 et les conducteurs 65 et 23, qu'un courant très faible, ne risquant pas de provoquer des étincelles entre la mèche 3 et l'extrémité de la barre à usiner 1. Ce con tact 64a ferme alors le circuit 59, 62, 63 de la bobine du relais 54, qui peut être alimenté par un courant d'intensité voulue à partir du secondaire 61.
Cette deuxième forme d'exécution a aussi l'avan tage d'éviter toute connexion à la masse du circuit formé par le secondaire 61 le conducteur 59, la bobine du relais 54, le conducteur<I>62, le</I> contact 64a et le conducteur 63.