Machine automatique<B>à</B> percer en série des pièces en matière dure Le présent brevet a pour objet une machine automatique<B>à</B> percer en série des pièces en matière dure, caractérisée par le fait qu'elle comprend un magasin destiné<B>à</B> contenir les pièces<B>à</B> percer, une perceuse<B>à</B> broche verticale, une pince dans laquelle les pièces sont serrées pendant le perçage, un dis positif transporteur, un réceptacle pour les pièces percées, et un mécanisme réglant et coordonnant les mouvements des organes mobiles<B>de</B> la machine de manière que celle-ci procède par cycles successifs au cours de chacun desquels une pièce<B>à</B> percer est transportée du magasin<B>à</B> la pince, saisie par celle-ci, percée,
tandis que dans le même temps une pièce percée est transportée de la pince au réceptacle._ Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention desti née au perçage des pierres d'horlogerie.
La fig. <B>1</B> en est une vue en élévation latérale. La fig. 2, une vue en élévation frontale.
La fig. <B>3,</B> une vue en plan. La fig. 4, une vue de dessous.
La fig. <B>5</B> est une vue partielle en coupe par l'axe de la broche.
La fig. <B>6</B> est le schéma de la partie électrique de la machine.
Les fig. <B>7 à 11</B> sont des vues en plan, schéma tiques, montrant les différentes positions angulaires dans lesquelles les bras du dispositif transporteur s'arrêtent pendant un cycle de la machine.
La fig. 12 est une vue schématique partielle, en élévation, montrant le mouvement du magasin.
Les fig. <B>13</B> et 14 sont des vues schématiques partielles, en élévation, illustrant le fonctionnement de la pince.
La fig. <B>15</B> est un diagramme représentant le fonc tionnement de la machine. La machine représentée comprend (fig. <B>1 à 3)</B> un bâti 20, une perceuse<B>à</B> axe vertical 21, un maga sin 22 contenant les pierres<B>à</B> percer, un rézeptacle <B>23</B> pour les pierres percées, une pince 24 dans laquelle les pierres sont serrées pendant leur per çage, un dispositif transporteur comportant deux bras<B>25</B> et<B>26</B> prenant simultanément,<B>à</B> chaque cycle <B>de</B> la machine, une pierre<B>à</B> percer dans le magasin 22, respectivement une pierre percée dans la pince 24, et amenant la première entre les mâchoires de cette dernière, et la seconde au-dessus du récepta cle<B>23.</B>
La poupée<B>27</B> de la perceuse est montée sur un support<B>28</B> faisant corps avec un piston 28a cou lissant verticalement dans une colonne<B>29.</B> Ce piston prend appui sur<B>le</B> galet 30a d'un levier<B>30</B> (fig. 4) pivoté sur un axe<B>31.</B> Pendant le fonctionnement de la machine, ce levier<B>30</B> communique au piston 28a et par conséquent<B>à</B> la poupée<B>27</B> un mouvement de va-et-vient vertical. La broche<B>32</B> de la perceuse est entramée en rotation par un moteur électrique haute fréquence indépendant logé dans le corps de la poupée.
Le magasin 22 est formé par un cylindre<B>33,</B> ouvert<B>à</B> son extrémité supérieure, dans lequel les pierres<B>à</B> percer sont introduites en vrac et qui fait corps avec le couvercle 34a d'une boite rectangu laire 34 montée de façon pivotante sur un axe<B>35.</B> La distance entre la face inférieure du couvercle 34a et le fond<B>de</B> cette boite est légèrement supérieure <B>à</B> la hauteur des pierres de sorte que celles-ci ne peuvent s'engager qu'à plat dans la boite.<B>A</B> rune des extrémités<B>de</B> cette dernière les parois longitu dinales convergent de manière<B>à</B> formù un couloir <B>36</B> de la largeur d'une pierre aboutissant en un point du couvercle 34a présentant une échancrure<B>37.</B> Ce,
magasin est asservi<B>à</B> un mécanisme compre nant un levier<B>38</B> qui lui imprime un mouvement de balancement autour<B>de</B> l'axe<B>35</B> au cours duquel les pierres se trouvant dans la boîte 34 s'encolonnent dans le couloir<B>36,</B> la première de la colonne ainsi formée apparaissant dans l'échancrure<B>37</B> qui cons titue l'orifice de distribution du magasin.
Les deux bras<B>25</B> et<B>26</B> du dispositif transporteur sont montés respectivement sur deux arbres verti caux<B>39</B> et 40 (fig. <B>3),</B> qui portent chacun un segment 41 et 42 reposant respectivement sur deux galets 43 et 44 d!un levier 45 pivotant en 46.
Aux extrémités inférieures de ces arbres<B>39</B> et 40 sont calés deux pignons 47 et 48 engrenant parallè lement avec un pignon 49 (fig. 4) en prise avec une crémaillère<B>50</B> assujettie<B>à</B> un levier<B>95</B> pivoté sur un axe<B>96.</B> Les leviers 45 et<B>95</B> sont destinés<B>à</B> faire décrire aux bras<B>25</B> et<B>26</B> des trajectoires fermées correspondant aux déplacements des pierres<B>à</B> trans porter.
Les moyens de préhension de ces bras sont cons titués par les orifices de deux conduits 25a et 26a traversant les bras<B>25</B> et<B>26 à</B> rextrémité; <B>de</B> ceux-ci et communiquant avec le cylindre d'une pompe<B>51</B> (fig. 4) dont le piston est relié<B>à</B> un levier<B>52</B> pivoté sur l'axe<B>31.</B> Ce levier provoque périodiquement et de façon synchronisée avec le mouvement du bras, un refoulement ou une aspiration de l'air dans les con duits 25a et 26a.
Les bras<B>25</B> et<B>26</B> portent en outre deux doigts <B>53</B> et 54 destinés<B>à</B> actionner<B>à</B> chaque cycle de la machine des micro-interrupteurs <B>55,</B> respectivement <B>56</B> (fig. <B>3)</B> dont les rôles seront indiqués plus loin. Le premier de ces bras porte en outre un étrier<B>57</B> dont une branche est destinée<B>à</B> plonger régulière ment, également<B>à</B> chaque cycle de la machine, dans une solution abrasive et lubrifiante contenue dans un récipient<B>58</B> et<B>à</B> transporter une gouttelette de cette substance sur la pierre<B>à</B> percer mise en place dans la pince 24.
Cette pince 24 comprend (fig. <B>5)</B> une tige verti cale<B>60</B> coulissant axialement dans un manchon de guidage<B>61</B> monté dans une table<B>59,</B> venue de fabri cation avec la colonne<B>29.</B> 12extrémité supérieure de cette tige est conformée de, manière<B>à</B> présenter trois mâchoires élastiques<B>62</B> qui sont écartées par une tête tronconique<B>63</B> du manchon<B>61</B> lorsque cette tige est tirée vers le bas. Elle présente<B>à</B> sa partie inférieure une collerette 64 destinée<B>à</B> coopérer avec une fourche<B>65</B> fixée amoviblement par une vis<I>65a</I> <B>à</B> rextrémité supérieure d'un tirant<B>66</B> traversant le bâti de la machine.
Ce tirant<B>66</B> est soumis, d'une part,<B>à</B> l'action permanente (fun ressort<B>67</B> tendant<B>à</B> le déplacer vers<B>le</B> bas et, d7autre part,<B>à</B> l'action intermittente dIn levier<B>68</B> pivoté sur l'axe<B>31,</B> la résultante de ces deux actions communique au tirant des déplace ments verticaux sur lesquels nous deviendrons plus Ioin# L'extrémité inférieure de la tige<B>60</B> est en outre en contact permanent avec le bras<B>69</B> d'une bascule <B>70,</B> pivotée en<B>71,
</B> dont le second bras<B>72</B> est soumis <B>à</B> une force réglable qui tend<B>à</B> soulever la tige<B>60.</B> Cette force est engendrée par le poids d'un curseur <B>73</B> porté par une palette 74 articulée sur un pivot<B>75</B> et qui s'appuie sur le bras<B>72.</B>
Le mouvement oscillant de cette palette est limité vers le bas par deux micro-interrupteurs <B>76</B> et<B>77</B> qui sont actionnés lorsque la palette s'appuie contre eux sous l'action de son poids et de celui du curseur.
Les mouvements des différents organes mobiles décrits jusqu'ici sont commandés et réglés par un arbre<B>78 à</B> six cames<B>79, 80, 81, 82, 83</B> et 84 entraînées pas un moteur électrique<B>85 à</B> frein électromagnétique<B>86.</B> Les cames<B>79, 80, 81</B> coopè rent avec les leviers<B>52, 30</B> et<B>68</B> qui commandent rappelons-le les mouvements du piston<B>de</B> la pompe <B>51,</B> les mouvements verticaux de la poupée<B>27,</B> et ceux du tirant<B>66.</B>
La came<B>82</B> règle l'oscillation du levier 45 qui commande le soulèvement des segments 41 et 42 tandis que la came<B>83</B> commande.<B>le</B> levier<B>38</B> du mécanisme de basculement du magasin 22.
Enfin la came 84 coopère avec le levier<B>95</B> qui règle les mouvements de la crémaillère<B>50.</B>
La partie électrique de la machine est constituée (fig. <B>6)</B> par un circuit d'alimentation du moteur<B>85</B> et par un circuit d7alarme. Ces deux circuits sont branchés en parallèle sur le secteur et reliés mutuel lement par un relais<B>88.</B>
Le circuit d'alimentation comprend un interrup teur principal<B>89,</B> la bobine de l'électro-aimant du frein<B>86,</B> les micro-interrupteurs <B>55</B> et<B>77</B> disposés en parallèle et le contact principal<B>90</B> du relais<B>88 ;</B> le circuit d'alarme, les micro-interrupteurs <B>56</B> et<B>76</B> placés en série, une lampe témoin<B>92</B> et la bobine <B>91</B> du relais<B>88</B> montés en parallèle, et un contact de maintien<B>93</B> du relais<B>88.</B>
La fig. <B>6</B> montre les interrupteurs dans leur posi tion de repos. Uinterrapteur principal<B>89</B> et la lampe témoin<B>92</B> sont montés dans la paroi fron tale du bâti de la machine (fig. 2).
Le fonctionnement de la machine est illustré graphiquement sur le diagramme<B>de</B> la fig. <B>15.</B> Dans ce diagramme, qui correspond<B>à</B> un cycle de la machine, c'est-à-dire<B>à</B> une révolution de l'arbre<B>à</B> cames<B>78,</B> les lettres<B>A,</B> B, C, <B>D, E,</B> F,<B>G,</B> P ont les significations suivantes<B>:</B> <B>A =</B> mouvements verticaux de la fourche<B>65.</B>
B<B>=</B> mouvements de pivotement horizontaux des bras transporteurs<B>25</B> et<B>26.</B>
<B>C =</B> mouvements verticaux des bras transpor teurs<B>25</B> et<B>26.</B>
<B>D =</B> mouvements verticaux de la broche<B>32.</B>
<B>E =</B> aspiration et refoulement dans les conduits 25a et 26a. F<B>=</B> mouvements de balancement du magasin 22. <B>G =</B> états de la pince 24 (fermeture ou ouver ture).
P<B>=</B> perçage.
Les chiffres désignent les interrupteurs par les mêmes références qu'au dessin.
<B>A</B> la partie inférieure de ce diagramme, on a indiqué symboliquement les sens ou les états corres pondant aux traits pleins et aux traits interrompus. Pour simplifier l'explication du fonctionnement, le cycle de la machine a été divisé en quatre phases I, <B>11, 111,</B> IV, correspondant successivement<B>à</B> la prise des pierres par les bras, au déchargement des pier res,<B>à</B> la pose de l'abrasif, et au perçage. On a fait co1fncider <B>le</B> début et la fin de chacune de ces phases avec des positions angulaires des bras transporteurs dans lesquelles ces derniers marquent des temps d'arrêt. Ces positions illustrées aux fig. <B>7, 8, 9</B> et<B>10</B> seront désignées par la suite par B,, B, B3, B4.
La fig. 12 représente les bras<B>25</B> et Ù dans une position angulaire intermédiaire B5 où ils s'arrêtent momentanément au cours de la dernière phase. En outre on a désigné les positions dans lesquelles les autres organes mobiles marquent des temps d'arrêt par les lettres accompagnées d7un indice, par les quelles leurs mouvements sont désignés dans le diagramme de la fig. <B>15.</B>
Enfin le cycle que l'on va décrire n'est pas le cycle de départ, mais un cycle normal. On suppose donc qu'une pierre<B>déjà</B> percée se trouve dans la pince 24 au moment où<B>le</B> cycle débute et que l'inter rupteur<B>89</B> est fermé.
Phase I<B><I>:</I></B><I> Prise des pierres</I> Au départ de cette première phase (angle<B>0 de</B> l'arbre<B>à</B> cames<B>78),</B> les bras<B>25</B> et<B>26</B> sont dans la position angulaire B, (fig. <B>7)</B> et dans leur position inférieure (désignée par la suite par<B>Cl) le</B> micro- interrupteur <B>55</B> est ouvert par le doigt<B>53.</B> La broche <B>32</B> est complètement relevée (position<B>D2,</B> fig. <B>5).</B> La fourche<B>65</B> est dans une position supérieure<B>A3</B> (fig. 14).
La tige<B>60,</B> sous l'action du poids<B>73,</B> est située dans sa position la plus haute<B>(G3,</B> fig. 14), la pince 24 et les interrupteurs<B>76</B> et<B>77</B> sont fermés.
Le moteur<B>85</B> est alimenté par le secteur<B>à</B> travers les interrupteurs<B>77, 89</B> et<B>90.</B> En revanche le circuit d'alarme n'est pas sous tension, l'interrupteur<B>56</B> étant ouvert.
Au cours de cette phase, les bras<B>25</B> et<B>26</B> se déplacent angulairement dans le sens de la flèche f2 jusque dans la position angulaire<U>B.,</U> (fig. <B>8)</B> et effec tuent verticalement un aller et retour entre leurs positions inférieure<B>Cl</B> et supérieure (désignée par la suite par C.,). La fourche<B>65</B> se déplace de sa posi tion supérieure A3 <B>à</B> une position inférieure<B>A,</B> (fig. <B>5)</B> en tirant la tige<B>60</B> vers sa position infé rieure (fig. <B>5).</B> Pendant ce déplacement la pince 24 et les micro-interrupteurs <B>76,
77</B> s'ouvrent (GI <B>=</B> posi tion inférieure de la pince). Ualimentation du moteur <B>85</B> n'est toutefois pas interrompue par l'ouverture de l'interrupteur<B>77</B> car entre temps le micro-interrap- teur <B>55</B> abandonné par le doigt<B>53</B> s'est fermé. Les deux pierres<B>à</B> percer, respectivement percées sont saisies par succion, tandis que la branche libre de l'étrier<B>57</B> plonge dans la solution abrasive. Au cours de cette phase le magasin est immobile dans sa posi tion F, (fig. 12).
Phase II<B><I>:</I></B><I> Déchargement des pierres</I> Pendant cette deuxième phase, les bras<B>25</B> et<B>26</B> commencent par remonter dans leur position<B>C.,</B> pivotent dans le sens des flèches fl jusque dans leur position angulaire B3 (fig. <B>9),</B> et redescendent<B>à</B> la position<B>Cl.</B> La pierre<B>à</B> percer est introduite dans la pince 24.
Pendant ce dernier mouvement des bras<B>25</B> et<B>26,</B> la fourche<B>65</B> remonte dans une posi tion intermédiaire<B><U>A,</U></B> (fig. <B>13),</B> suivie par la tige<B>60</B> qui est soulevée par la bascule<B>70.</B> Ce mouvement de la tige<B>60</B> permet aux mâchoires<B>62</B> de se refermer sur la pierre<B>à</B> percer.<B>A</B> ce moment l'air est refoulé dans les conduits 25a et 26a et la pierre percé<B>.</B> e tombe dans le réceptacle<B>23.</B>
Cette deuxième phase n'apporte pas de modifi cation<B>à</B> l'état des interrupteurs, mais<B>le</B> magasin a basculé en avant dans le sens f. jusque dans une position F. (fig. 12).
Phase Ill: <I>Dépôt de la solution abrasive</I> Au cours de cette troisième phaGe, les bras<B>25</B> et <B>26</B> continuent<B>à</B> se déplacer angulairenient dans<B>le</B> sens de la flèche<B>fi</B> jusque dans la position angulaire B4 (fig. <B>10)</B> et effectuent verticalement un aller et retour entre les positions<B>Cl</B> et<B>C.. A</B> l'issue de cette course, la branche libre de l'étrier<B>57</B> dépose sur la surface supérieure de la pierre<B>à</B> percer une gouttelette de solution abrasive.
Pendant ce temps la fourche<B>65</B> est restée dans sa position intermédiaire<B><U>A.,</U></B> et l'état des interrup teurs n'a pas varié. En revanche,<B>à</B> -la fin de cette phase, la broche<B>32</B> a commencé<B>à</B> descendre vers sa position<B>D,</B> (fig. <B>13)</B> et le foret<B>à</B> s'approcher de la pierre<B>à</B> percer. Enfin le magasin 22 est revenu dans sa position initiale F, par pivotement dans le sens de la flèche f4 (fig. 12).
Phase IV:<I>Perçage</I> Au cours de cette dernière phase, plus com plexe que les précédentes, les bras<B>25</B> et<B>26</B> se dépla cent angulairement de la position B,, (fig. <B>10) à</B> la position B, (fig. <B>7)</B> en tournant dans le sens de la flèche f2, avec un temps d'arrêt dans la position B,-, (fig. <B>11).</B> Verticalement ils remontent d'abord dans la position Cf!, puis effectuent un aller et retour entre les positions C2 et<B>Cl</B> avec un court arrêt-en <B>Cl,</B> c6incidant avec l'interruption<B>de</B> leurs mouvements angulaires en B5,
au cours duquel<B>le</B> doigt 54 ferme l'interrupteur<B>56</B> pour finalement redescendre dans leurs positions<B>Cl</B> où le doigt<B>53</B> ferme rinterrup- teur <B>55.</B> Au début de cette quatrième phase, la broche<B>32</B> termine son mouvement de descente.
Le perçage est déclenché au moment où le foret se trouve<B>à</B> proximité immédiate de la pierre<B>à</B> percer (fig. <B>13)</B> par le brusque relèvement de la fourche<B>65,</B> dans sa position supérieure<B>A3</B> (fig. 14). Ceci a en effet pour conséquence de libérer la tige<B>60</B> qui, soumise<B>à</B> la seule action du poids<B>73,</B> monte et vient appliquer la pierre<B>à</B> percer contre le foret qui effec tue le perçage.
<B>Ce</B> mouvement de la tige<B>60,</B> dont la vitesse dépend de la pression que la pierre exerce sur le foret, de la dureté<B>de</B> la matière<B>à</B> percer, des carac téristiques du foret et de la vitesse angulaire de la broche<B>32,</B> se poursuit, relativement lentement,<B>jus-</B> qu'à ce que le foret traverse la pierre de part en part.<B>A</B> ce moment, la tige<B>60,</B> la fourche<B>65,</B> la bascule<B>70</B> et la palette 74 se trouvent dans les positions représentées<B>à</B> la fig. 14. Les interrupteurs <B>76</B> et<B>77</B> se sont fermés.
En fonctionnement normal, cette fermeture n'a aucune conséquence sur le circuit d'alarme puisque dans le même temps l'interrupteur<B>56,</B> après avoir été fermé un court instant par<B>le</B> doigt 54, s'est rouvert.
<B>A</B> la fin<B>de</B> cette phase, au cours de laquelle le magasin 22 a basculé encore une fois entre ces positions FI et F., la broche<B>32</B> remonte dans sa position supérieure<B><U>D..</U></B>
<I>Contrôle du foret</I> <I>et de la présence d'une pierre dans la pince</I> Si le foret est cassé ou si aucune pierre ne se trouve dans la pince 24 au moment où cette dernière remonte,<B>à</B> partir de sa position<B>G2,</B> vers sa position <B>G3</B> sous l'action du poids<B>73</B> (phase IV), la machine est automatiquement arrêtée.
En effet, la tige<B>60</B> ne rencontrant pas d'obsta cle, remonte plus rapidement que dans le cas nor mal, ce qui a pour conséquence de provoquer la fer meture anticipée des interrupteurs<B>76</B> et<B>77,</B> entre parenthèses dans le diagramme de la fig. <B>15,</B> avant la fermeture de l'interrupteur<B>56. Il</B> s'ensuit que ce dernier interrupteur en se fermant provoque l'alimen tation du circuit d!alarme. La lampe<B>92</B> s'allume et le relais<B>88,</B> excité, ouvre le contact<B>90</B> qui coupe l'alimentation du moteur<B>85.</B> 12électro-aimant <B>86</B> étant désexcité, le frein entre en action et arrête le moteur.
Dans la règle cet arrêt West pas instantané, ce qui permet aux bras de remonter quelque peu et <B>à</B> l'interrupteur<B>56</B> de s'ouvrir. Le contact<B>93</B> main tient alors d'une part le circuit d'alarme sous tension et d'autre part la coupure du circuit d'alimentation. Lorsqu'un tel accident se produit, l'ouvrier ouvre l'interrupteur<B>89,</B> ce qui interrompt l'alimentation du circuit d'alarme, s'il<B>y</B> a lieu, il remplace<B>le</B> foret, et réenclenche. l'interrupteur principal<B>89</B> qui remet sans autre la machine en marche.