Machine automatique à percer en série des pièces en matière dure Le brevet principal 366232 a pour objet une machine automatique à percer en série des pièces en matière dure, caractérisée par le fait qu'elle com prend un magasin destiné à contenir des pièces à per cer, une perceuse à broche verticale, une pince dans laquelle les pièces sont serrées pendant le perçage, un dispositif transporteur, un réceptacle pour les pièces percées et un mécanisme réglant et coordon nant les mouvements des organes mobiles de la ma chine, de manière que celle-ci procède par cycles successifs au cours de chacun desquels une pièce à percer est transportée du magasin à la pince, saisie par celle-ci, percée,
tandis que dans le même temps une pièce percée est transportée de la pince au ré ceptacle.
Selon la sous-revendication 1 du brevet principal de cette machine, le dispositif transporteur est cons titué par deux bras horizontaux dotés de moyens de préhension et montés sur deux axes verticaux, ledit mécanisme communiquant auxdits bras des déplace ments angulaires et verticaux synchronisés, les ame nant successivement dans les positions requises pour permettre aux moyens de préhension de saisir les piè ces à transporter, et selon la sous-revendication 11, les mouvements de tous les organes mobiles à l'ex ception du mouvement tournant de la broche de la perceuse sont engendrés à partir d'un moteur unique par l'intermédiaire d'un seul arbre à cames.
La présente invention a précisément pour objet une machine répondant à la définition donnée ci-des sus et caractérisée par le fait que le mécanisme ré glant et coordonnant les mouvements des organes mobiles de la machine comprend une chaîne attachée par une de ses extrémités à un levier qui oscille sous l'action d'une came de l'arbre à cames et par son autre extrémité à un ressort fixé au bâti, et deux roues dentées calées sur les axes portant les bras et en prise avec cette chaîne.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention des tinée au perçage des pierres d'horlogerie.
La fig. 1 en est une vue en plan ; la fig. 2 est une vue de dessous ; la fig. 3 est une vue en coupe par la ligne III-III de la fig. 2 ; la fig. 4 est une vue en coupe à grande échelle par la ligne IV-IV de la fig. 1 montrant en détail le mécanisme de commande de la pince; les fig. 5 et 6 sont des vues en coupe par les lignes V-V et VI-VI de la fig. 4, respectivement de la fig. 5 ;
les fig. 7 et 8 sont des vues en coupe axiale à très grande échelle illustrant le fonctionnement de la pince ; la fig. 9 est une coupe selon IX-IX de la fig. 10 ; la fig. 10 est une vue de dessus du magasin, et la fig. 11 une coupe selon XI-XI de la fig. 9 ; la fig. 12 est une vue en perspective de A (fig. 10) d'un détail ; la fig. 13 est le schéma électrique de la machine ; la fig. 14 est un schéma illustrant son fonctionne ment.
Cette machine se distingue principalement de la machine représentée et décrite dans le brevet princi pal, par le mécanisme réglant et coordonnant les mouvements des organes mobiles. Elle s'en distingue accessoirement d'une part par des différences de la pince et de son mécanisme de commande, du maga sin et de son mécanisme de commande, du récipient abrasif, et d'autre part, par l'introduction de dispo sitifs additionnels, notamment d'un compteur de cy cles, d'un dispositif permettant de commander ma nuellement la rotation de l'arbre à cames et d'un dispositif provoquant automatiquement l'arrêt de la machine lorsque le foret présente un certain degré d'usure.
Pour le reste on retrouve, dans cette machine, à part des différences de détails et une nouvelle disposi tion générale, les mêmes éléments que ceux consti tuant la machine décrite dans le brevet principal. On a gardé, pour désigner les éléments de la machine (aussi bien pour ceux qui ont changé que pour les autres) les références du brevet principal.
En particulier, on voit aux fig. 1 à 3, le bâti 20, la perceuse 21, le magasin 22, le réceptacle 23, la pince 24, les bras transporteurs 25 et 26, la poupée 27 avec sa broche 32, le support 28, le piston 28a coulissant dans la colonne 29, le levier 30 coopérant avec le piston 28a, l'axe 31, les axes des bras 39 et 40, le pivot 96 sur lequel est calé le levier 95 com mandant le mouvement rotatif des axes 39 et 40.
On voit également les orifices de préhension 25a et 26a, la pompe 51 à double corps 51a, le levier de commande 52 de cette pompe, pivoté sur un axe 31a parallèle à l'axe 31, le levier de commande 68 de la pince également pivoté sur cet axe 31a, les micro- interrupteurs 55 et 56, l'étrier 57, le récipient à abra sif 58, le moteur 85 entraînant l'arbre à cames 78 par l'intermédiaire d'une chaîne de transmission 180, les cames 79, $0, 81, 84 qui coopèrent respective ment avec le levier de commande 52 de la pompe 51, avec le levier de commande 30 de la poupée 21, avec le levier de commande 68 de la pince 24, et avec le levier 95.
La came de commande 82 réglant les mouve ments verticaux des bras 25 et 26 est double, c'est-à- dire que les mouvements verticaux de ces bras sont commandés par deux cames distinctes 82a et 82b co opérant respectivement avec deux leviers 45a et<I>45b</I> articulés sur l'axe 31a. Le nouveau magasin 22 n'est pas soumis à un mouvement de balancement.
Le mouvement rotatif des bras 25 et 26 est réa lisé à partir de la came 84 par l'intermédiaire d'une chaîne 100 attachée d'une part au bras 95a du levier 95 et d'autre part à un ressort à boudin 101 fixé au bâti 20. Cette chaîne engrène avec deux roues den tées 102 et 103 rotativement solidaires des axes 39 et 40. Elle transmet aux bras 25 et 26 des mouve ments parallèles dont le programme est fixé par la came 95.
Les leviers<I>45a</I> et 45b agissent sur les axes 39 et 40 par l'intermédiaire de deux poussoirs 104 et 105 guidés par des colonnes 106 et soumis à l'ac tion de ressorts de rappel 107.
Le levier 30 présente un bras 30a permettant de soulever manuellement la poupée 27.
La machine comprend un dispositif qui permet en communiquant à ce levier un mouvement oscillant, de faire avancer manuellement l'arbre à cames 78. Ce dispositif, dont l'organe de commande est consti tué par un levier 108, disposé à côté du bras 30a, à l'arrière de la machine, comprend un manchon 109 monté rotativement sur l'arbre 78 et un accouple- ment à roue libre non représenté interposé entre l'arbre 78 et ce manchon. Cet accouplement est auto matiquement débrayé lorsque l'arbre 78 est entraîné par le moteur 85. Inversement un accouplement à roue libre 190 débraye le moteur 85 lorsque l'entraî nement de l'arbre est opéré manuellement.
La pince comprend (fig. 7 et 8) un manchon en caoutchouc 110 présentant un rebord 111, chassé entre les parois d'une calotte métallique 112 et l'ex trémité<B>113,</B> de diamètre réduit, d'une tige de sup port 60. La pierre à percer est pincée dans un loge ment 114 limité par la face chanfreinée de l'extré mité 113 de la tige 60 et la paroi intérieure du man chon 110.
L'ouverture de la pince est commandée par une lunette 115 montée (fig. 4) sur une tige 116 à la quelle le levier 68 communique un mouvement de va-et-vient vertical. Au cours de ce mouvement, le bord de la lunette 115 vient s'appliquer sur le re bord 11 et le fait fléchir vers le bas ce qui provoque une extension radiale des parois de la cavité 114 et permet la mise en place et le retrait de la pierre (fig. 8).
Lorsque la pince est fermée (fig. 7), la paroi de la cavité 114 exerce sur la pierre une action radiale doublée d'une action axiale qui l'appliquent contre le fond de cette cavité et qui lui assurent une position correcte pour le perçage. La tige 60 est montée cou lante dans un palier 61 et repose par son extrémité inférieure sur une bascule 70 qui lui communique un mouvement de va-et-vient axial.
Pour conserver le centrage lors du perçage de pièces longues, la pince 21 est entraînée en rotation par un moteur électrique 117 placé (fig. 1 et 3) sur la table de la machine, derrière la colonne 29. L'ar bre 117a de ce moteur est relié au manchon 112 par une courroie 118 passant sur deux renvois 119, par une poulie 120 tournant sur l'extrémité du palier 60, et par une membrane 121 permettant à la pince de se déplacer axialement tout en assurant l'entraîne ment du manchon 110.
La bascule 70 est soumise (fig. 6) à l'action d'un ressort spiral 122 qui tend à soulever la tige 60 et la pince. Son mouvement est limité par un interrup teur réglable 123.
La machine représentée est encore dotée, comme cela a déjà été mentionné, d'un dispositif de contrôle de l'usure du foret. Ce dispositif comporte (fig. 4 à 6) un levier 124 portant un contact 125a d'un interrup teur 125 (fig. 14) dont l'autre contact 125b est soli daire de la bascule 70. Sous l'action d'un ressort 124c le levier 124 s'appuie par son bras<I>124a</I> contre une butée mobile 126 prenant elle-même appui sur une bague 127, calée sur l'arbre 40. Cette bague présente une encoche<I>127a</I> dans laquelle la butée 126 tombe périodiquement et pendant un bref instant avant le perçage.
Au cours de cet instant, le levier 124 se déplace vers le bas et s'immobilise dans une position exactement déterminée par une vis 128 et une butée fixe<B>129</B> pour laquelle les deux contacts (125a et 125b) de l'interrupteur 125 entrent en contact avant le début du perçage lorsque la tige 60 remonte sous l'action de la bascule 70, si l'usure du foret dépasse un certain degré.
Le magasin 22 de la machine, qui est représenté en détail aux fig. 9 à 12, comprend un bâti 130 dont la partie supérieure forme une cuvette 131, une pièce en matière plastique 132 coiffant cette cuvette et présentant une partie cylindrique 132a dans la quelle les pierres à percer sont introduites en vrac, un plateau rotatif 133 calé sur un arbre 134 traversant le bâti<B>130</B> et portant à son extrémité inférieure un encliquetage 170 et une roue dentée 135, et un dis positif à excentrique 136 permettant de régler la hauteur de l'espace compris entre la face inférieure de la partie circulaire 132b de la pièce 132 et la face supérieure du plateau 133.
L'indice 132c dési gne une plaque de verre destinée à empêcher que les pierres ne se chargent d'électricité électrostatique par frottement sur le pastique.
La partie 132b de la pièce 132 présente une ouverture 137 dans laquelle est logé un onglet 138 dont un des côtés comporte une encoche 139 en forme de V. L'indice 138a désigne une rampe de guidage en métal, solidaire de la plaque de verre.
L'arbre 134 est entraîné par la chaîne 100 par l'intermédiaire de la roue dentée 135 d'un mobile denté 140, et d'un encliquetage 170 qui transforme le mouvement rotatif alternatif de la chaîne en un mouvement rotatif intermittent à sens unique.
Sous l'action de ce mouvement que l'arbre 134 communique au plateau 133, les pierres remplissant le cylindre 132b s'engagent à plat sur ce plateau, montent le long de la came 138a et viennent se pla cer individuellement dans l'encoche 138 où elles sont enlevées par le bras 25 pour être transportées dans la pince.
Quant ,au récipient 58 contenant la solution abrasive dans laquelle plonge périodiquement l'ex trémité libre de l'étrier 57, il est entraîné en rota tion continue par le moteur 117 par l'entremise d'un renvoi 141 et de deux courroies 142 et 143.
La machine comprend enfin un compteur de cycles 144 placé sur la table de la machine au-des sus des cames. Ce compteur est actionné par une tige oscillante 145 qui, à chaque tour de l'arbre 79, bascule sous l'action d'un ergot 146 que présente la came 82a.
L'installation électrique de la machine, qui est représentée à la fig. 13, comprend quatre circuits - Un circuit alternatif triphasé de 220 volts pour l'alimentation du moteur 85.
- Un circuit basse tension asservissement (48 volts) comportant les interrupteurs 55, 56, 123, 125, deux relais 146 et 147 (les contacts 146a et<I>147a</I> de ces relais sont placés en série dans, le circuit du moteur 85), une lampe témoin verte 148, et une lampe témoin rouge 149. - Un circuit alternatif (10 V) pour imprimer un mouvement vibratoire axial à la broche 32, dans lequel est inséré un rhéostat de réglage 151.
- Un circuit alternatif haute fréquence pour l'ali mentation du moteur d'entraînement de la broche. Ces différents circuits sont commandés par un interrupteur principal 150 qui enclenche ou déclen che simultanément le circuit du moteur 85 et le cir cuit basse tension, et par un interrupteur 152 pour le circuit haute fréquence.
Le fonctionnement de la machine est illustré par le diagramme de la fig. 14 construit de façon analo gue au schéma de la fig. 15 du brevet principal. La représentation diffère cependant légèrement en ce sens que dans ce diagramme on peut lire les ampli tudes des mouvements.
La ligne A désigne l'état de la pince. Lorsque cette ligne coïncide avec le trait de référence horizon tal, la pince est fermée, tandis que la pince est ou verte lorsque la ligne est située au-dessous de ce trait.
La ligne B indique les déplacements angulaires des bras porteurs 25 et 26 de chaque côté des posi tions angulaires dans lesquelles ces bras se trouvent dans la fig. 1.
Les lignes C25 et C2g représentent les déplace ments verticaux que les bras 25 et 26 exécutent entre leurs deux positions extrêmes repérées par deux traits fins.
La ligne D représente les mouvements verticaux de la poupée 27.
La ligne,E indique les mouvements du piston de la pompe 51.
La ligne A indique les mouvements du levier 124. P indique le perçage.
Les lignes tracées en regard des chiffres 55, 56, 123 et 125 montrent les états des interrupteurs dési gnés par des références lorsque le fonctionnement de la machine est normal.
Les lignes tracées en regard des chiffres 123' et 125' montrent les états des interrupteurs 123 et 125 dans le cas où le foret est usé ou cassé ou lorsque aucune pièce ne se trouve dans la pince.
Les lignes indiquant les états des interrupteurs sont interrompues lorsque les interrupteurs 123 et 125 sont ouverts et les interrupteurs 55 et 56 placés dans les positions indiquées en pointillé sur la fig. 13. Quand les interrupteurs 123 et 125 sont fermés et les interrupteurs 55 et 56 placés dans les positions indi quées en trait plein dans cette fig. 13, les lignes sont pleines.
L'échelle graduée de 00 à 360o donne la position angulaire de l'arbre à cames qui fait un tour par cycle.
Le fonctionnement de la machine, qui correspond dans les grandes lignes à celui de la machine décrite dans le brevet principal, ne sera pas repris en détail, l'exception de la phase, précédant le perçage, au cours de laquelle s'opère le contrôle des conditions de perçage (usure, cassure du foret, absence de pièce dans la pince). Cependant pour faciliter la lecture des fig. 13 et 14 on donnera les explications suivantes Dans la fig. 13, les micro-interrupteurs 55 et 56 et les relais 146 et 147 sont représentés dans leurs positions normales.
Au départ du cycle les bras 25 et 26 se trouvent dans les positions angulaires dans lesquelles ils sont dessinés dans la vue en plan de la fig. 1. Le bras 25 est dans sa position supérieure, le bras 26 dans sa position inférieure. L'interrupteur 56 est fermé par ce dernier.
Les prises des pierres à percer et percées s'opè rent simultanément par les deux bras entre les posi tions angulaires 70 et 1050 de l'arbre à cames. Les poses des pierres, légèrement décalées, entre les posi tions 130 et 1800. Dans ces intervalles, la pompe aspire, respectivement refoule, de l'air dans les ori fices de préhension. L'abrasif est déposé entre les positions 1900 et 220o.
La mise en marche de la machine est déclenchée par la fermeture de l'interrupteur 150 qui met sous tension le circuit basse fréquence. Le courant tra verse l'enroulement du relais 146, le micro-interrup- teur 56 (qui est dans sa position inférieure) et le micro-contact 123 (qui est fermé). La lampe 148 est alimentée à travers le contact central du relais 147 et s'allume. Le contact 146a ferme le circuit d'alimentation du moteur 85 qui se met en route. La lampe 149 reste éteinte.
Au cours d'un cycle normal, l'alimentation du moteur 85 est maintenue sans interruption par le relais 146 dont l'excitation est assurée par le pas sage du courant soit à travers les micro-interrupteurs 56 et 123, soit à travers le micro-interrupteur 55 qui se ferme au moment où le bras 26 quitte sa posi tion inférieure.
La phase de contrôle commence au moment où l'arbre à cames atteint la position angulaire 280o. A ce moment, le bras 26 se trouve angulairement au-dessus du micro-interrupteur 56. Il descend et amène temporairement l'organe mobile de ce der nier dans sa position inférieure. Cette action n'a pas d'effet sur le déroulement du cycle si, pendant ce temps, les micro-contacts 123 et 125 sont ouverts comme cela est normalement le cas.
En revanche, le relais 147 s'excite et coupe l'ali mentation du moteur 85 si - pendant la première moitié (280o - 29011) de l'in tervalle au cours duquel le micro-interrupteur 56 est dans sa position inférieure c'est la pièce mo bile du micro-contact 125, placé dans sa position inférieure, qui arrête la bascule 70, parce que le foret est usé (ligne 125' sur le diagramme de la fig. 14) ; - si, pendant la seconde moitié (2900 - 3000) de cet intervalle le micro-contact 123 se ferme pré maturément parce que le foret étant cassé la bas cule 70 est remontée plus rapidement que norma lement (ligne 123' sur le diagramme de la fig. 14).
En même temps que le moteur 85 s'arrête, le contact central du relais 147 ouvre le circuit de la lampe 148 qui s'éteint et le contact inférieur de ce relais ferme le circuit de la lampe 149 qui s'allume. Ce dernier contact maintient encore l'excitation du relais 147 si l'un des micro-interrupteurs 56, 123 ou 125 s'ouvre.