Dispositif de reproduction pour tour On connaît depuis fort longtemps le procédé de reproduction sur tour, consistant à désolidariser le chariot transversal de sa commande à vis et de remplacer celle-ci par un dispositif, généralement hydraulique, déplaçant ce chariot transversalement, de manière qu'un de ses points suive le tracé d'un gabarit, cependant que le chariot avance longitudi nalement d'un mouvement uniforme.
Ce dispositif cesse d'être applicable lorsque le profil à réaliser présente des remontées en pente trop rapide, notamment des épaulements droits. Pour y remédier il est connu de disposer la glissière assu rant le coulissement du chariot transversal sur le chariot longitudinal, suivant un angle d'inclinaison tel que lorsque le chariot s'éloigne de l'axe de la pièce à usiner, il en résulte une composante de dé placement longitudinal opposée au mouvement d'avance et pouvant, dans certaines conditions, annu ler cette avance et réaliser ainsi des épaulements droits.
Cependant, avec de tels dispositifs, la vitesse d'avance longitudinale du chariot reste constante ou, si elle varie, c'est suivant un programme comportant des valeurs discontinues. Dans ces conditions, la vi tesse d'avance réelle, mesurée tangentiellement au profil, varie constamment suivant la pente de ce pro fil. Par conséquent, l'usinage de la matière ne peut pas être réalisée dans les conditions optimums de rentabilité.
Pour pouvoir rendre constante la vitesse d'avance réelle mesurée tangentiellement au profil, il faudrait nécessairement agir à la fois sur les déplacements longitudinal et transversal de l'outil. On pourrait pour cela imaginer un palpeur portant sur le gabarit et pouvant subir de légers déplacements transversaux et longitudinaux commandant indépendamment et respectivement les déplacements transversaux et lon- gitudinaux du chariot porte-outil, un dispositif inter médiaire réglant la vitesse de ces deux commandes d'une manière complémentaire. Toutefois, un tel dis positif serait extrêmement compliqué.
La présente invention a pour objet un dispositif de reproduction pour tour, caractérisé par le fait qu'il comprend un chariot transversal coulissant per pendiculairement à l'axe du tour sur un chariot longitudinal, les deux chariots étant mus chacun par une commande hydraulique, cependant qu'un pal peur, entraîné par le chariot transversal, suit un gabarit fixe en pouvant se déplacer légèrement sui vant une seule direction, inclinée à la fois par rap port aux directions du mouvement transversal et du mouvement longitudinal et située dans un plan sen siblement parallèle à ces deux directions,
le tout agencé de manière qu'un mouvement infinitésimal du palpeur agisse sur un dispositif hydraulique, en fonction du profil du gabarit, pour réduire progressi vement la vitesse transversale, l'annuler et changer son sens, et, toujours par l'intermédiaire de ce dis positif hydraulique, réduire graduellement la vitesse longitudinale, l'annuler et en changer le sens, rendant possible par ces moyens une avance linéaire cons tante sur le profil reproduit.
Dans une forme d'exécution préférée du dispo sitif, le palpeur est disposé à l'une des, extrémités d'une pièce en forme de culbuteur agissant par son autre extrémité sur un dispositif hydraulique, l'axe de pivotement de cette pièce étant disposé dans un plan parallèle aux directions des déplacements lon gitudinal et transversal et faisant un angle avec ces deux directions.
En outre, le dispositif hydraulique présente les particularités suivantes a. il comporte un mécanisme à commande hydrau lique permettant à volonté d'introduire ou de ne pas introduire une correction entre le palpeur et le dispositif hydraulique sur lequel il agit, per mettant ainsi un premier copiage (ébauche) mé nageant une certaine surépaisseur de matière, enlevée ensuite lors d'un deuxième copiage (fini tion) ;
b. il comporte une ou plusieurs positions d'ébauche successives dans lesquelles des butées disposées sur un barillet déterminent les profondeurs de passe, cependant que le même palpeur, rencon trant le même gabarit que précédemment, déter mine les courses longitudinales en provoquant le retour des chariots, le même dispositif selon a. ménageant les surépaisseurs sur la pièce ébau chée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'inven tion.
La fig. 1 représente en perspective un tour à reproduire équipé de ladite forme d'exécution du dispositif.
La fig. 2 est une vue en élévation de la partie essentielle de ce dispositif.
La fig. 3 est une vue de gauche de la fig. 2.
La fig. 4 est le schéma hydraulique général du dispositif.
La fig. 5, le schéma électrique de l'ensemble. Les fig. 6 et 7 des schémas explicatifs.
Le tour représenté sur la fig. 1 comprend de la manière habituelle, une poupée fixe équipée par exemple d'un mandrin trois-mors, 1 à serrage con centrique pour l'entraînement de la pièce, et une contre-pointe 2. A la partie inférieure est disposé un ensemble 3 de deux chariots pour le travail nor mal sans reproduction. Le dispositif de reproduction 4 est disposé à la partie supérieure. Ce dispositif de reproduction comprend un chariot longitudinal 5 coulissant sur des glissières 6 et déplacé par un vérin 7 dont le cylindre est fixe et dont la tige est soli daire du chariot 5.
Sur ce chariot 5 peut coulisser, sur des glissières verticales 8, le chariot transversal 9, portant le dis positif hydraulique 10 et le porte-outils 11, portant lui-même l'outil 12. La pièce à usiner et le gabarit sont représentés en traits mixtes sur la fig. 1 et dési gnés respectivement par 13 et 14.
Le dispositif de reproduction 4 proprement dit est représenté en détail sur les fig. 2 et 3. On retrouve sur ces figures le chariot longitudinal 5 et les glis sières 6 sur lesquelles il coulisse, mû par le vérin 7. Le corps de ce vérin est fixé sur le bâti du tour et sa tige 15 est fixée au chariot 5. Le chariot transver sal 9 coulisse sur les glissières verticales 8, mû par un vérin 16 dont le corps est fixé sur le chariot lon gitudinal 5 et dont la tige 17 est fixée sur le chariot transversal. Les deux vérins 7 et 16 sont à double effet et sont alimentés par l'intérieur de la tige, qui est creuse et comporte deux canaux concentriques débouchant chacun sur une des faces du piston.
A la partie supérieure du dispositif hydraulique 10, solidaire du chariot transversal 9, se trouve le palpeur constitué par une pièce en forme de culbu teur 18 oscillant autour d'un axe 19, incliné par rap port à l'horizontale et situé dans un plan vertical parallèle à l'axe du tour. Cette pièce 18 comporte à son extrémité un doigt de palpeur 20 destiné à venir en contact avec le gabarit 14, et à l'autre extré mité une tige 21 à réglage micrométrique traversant la paroi supérieure du dispositif 10 par l'intermédiaire d'un soufflet en caoutchouc 22 pour l'étanchéité.
Sur le côté gauche du dispositif 10 sort également l'ex trémité d'un levier 23 traversant également la paroi à travers un soufflet en caoutchouc 24 pour l'étan chéité. L'extrémité de ce levier 23 comporte un galet 25 se déplaçant le long d'une génératrice d'un baril let 26 vertical, solidaire du chariot longitudinal 5. Ce barillet comporte à sa partie supérieure une colle rette 27, et au voisinage de la partie inférieure un certain nombre de butées réglables 28 pouvant cou lisser dans, six rainures longitudinales 29 disposées tout autour du barillet.
Ce barillet peut subir un mouvement de rotation autour de son axe vertical à l'aide d'un mécanisme qui sera étudié ultérieure ment.
Le chariot longitudinal 5 comporte également un doigt 30 articulé en 31 et dont le basculement est provoqué par deux butées de fin de course 32 et 33 dont la position peut être réglée le long d'une glissière 34. Lors du mouvement du chariot longitu dinal 5, lorsque ce doigt 30 bascule dans un sens ou dans un autre sous l'effet de ces butées de fin de course 32 et 33, il agit, d'une part sur deux micro- contacts 35 et 36, et d'autre part, également sur le dispositif 10 par l'intermédiaire de deux transmis sions flexibles 37 et 38.
Enfin, le chariot longitudinal 5 comporte également un doigt 39 articulé autour d'un axe parallèle à l'axe du tour et muni à sa partie supérieure d'un galet 40. Il est actionné lors des déplacements longitudinaux du chariot 5, par des cames longitudinales 41 pouvant être placées sur la partie fixe du tour au-dessus des butées de fin de course. Ces cames agissent sur le galet 40 et le levier 39 actionne une commande hydraulique pour provoquer l'avance longitudinale rapide, comme on le verra plus loin.
Le dispositif hydraulique 10 comprend un cer tain nombre d'éléments hydrauliques et mécaniques représentés schématiquement sur la fig. 4 où l'on a supposé que tous ces éléments étaient ramenés dans un même plan. La tige 21 pénétrant à la partie supé rieure du dispositif et transmettant le mouvement du palpeur, agit par l'intermédiaire d'une bille 42 sur un distributeur transversal 43 actionnant lui-même un distributeur auxiliaire 44 en contact avec son extrémité. Ce distributeur auxiliaire 44 peut com mander un piston amplificateur 45, lequel agit sur un levier articulé en 47. Ce levier lui-même agit sur la douille 48 du distributeur 44, cette douille pou vant coulisser dans le bloc.
D'autre part, le dispositif 10 comporte un distributeur longitudinal 49 disposé au-dessus du piston amplificateur 45. Le dispositif comprend également deux étran gleurs thermostatiques, 50 et 51 comprenant chacun des éléments dilatables 52 provoquant le coulisse ment d'une douille 53, rappelée par le ressort 54, et à l'intérieur de laquelle coulisse un tiroir 55 obs truant progressivement l'orifice 56 de la douille, à l'aide d'une fente triangulaire inclinée 57 dont il est muni. La position du tiroir 55 de l'étrangleur 50 peut être réglée à l'aide d'une came 58 tournant autour d'un axe fixe et commandé par un bouton de réglage 59.
Au contraire, la position du tiroir 55 de l'étrangleur 51 est commandée par une came 60 analogue à la précédente, mais dont l'axe, au lieu d'être fixe, est déplacé par l'extrémité du levier 46 mentionné ci-dessus. En outre, pour permettre la rotation de cette commande sous l'action d'un bou ton 61, tout en permettant le déplacement transver sal, la came 60 et le bouton 61 sont réunis par un arbre 62 comportant deux joints type cardan.
Deux électro-aimants sont placés dans le dispo sitif 10, l'un désigné par 63 a son noyau attiré vers le bas (flèche 64) lorsqu'il est mis sous tension. Dans son mouvement, il ferme une vanne 65, à sa partie inférieure, rappelée par un ressort 66. En même temps, par sa partie supérieure il provoque le bascu- lement d'un levier 67 par l'intermédiaire d'un ressort 68. Ce levier 67 agit sur le distributeur transversal 43 déjà cité. L'autre électro-aimant désigné par 69 a son noyau attiré vers le haut (flèche 70) lorsqu'il est mis sous tension.
Dans son mouvement il ferme également une vanne 71, à sa partie inférieure, rap pelée par un ressort 72, en même temps qu'à sa partie supérieure il agit par l'intermédiaire d'un levier 73 sur le distributeur longitudinal 49. Aux deux ex trémités de ce même levier 73 agissent également les transmissions flexibles 37 et 38 déjà mentionnées.
Le dispositif 10 comprend également un petit vérin 74 se trouvant normalement en butée vers le haut, poussé par un ressort 75 dans une position bien déterminée. Lorsqu'on admet de l'huile sous pres sion sur la face supérieure du piston de ce vérin, par une canalisation 74b, ce vérin prend une position basse réglable à l'aide d'un bouton 76 actionnant une came 76a. Dans son mouvement le vérin agit sur le levier 77 provoquant un léger déplacement horizontal de la bille 42. Lorsque la pression agit sur le vérin, la bille se déplace vers la droite.
Enfin, le dispositif 10 comprend le levier 23 déjà mentionné, dont l'extrémité dépassant à l'extérieur du mécanisme comporte le galet 25 qui vient porter sur le barillet 26. Son autre extrémité 78 agit direc tement sur le distributeur transversal 43. En outre, ce même levier 23 agit sur un poussoir 79 comman dant deux micro-contacts 80 et 81. Un autre micro- contact 82 se trouve également à la partie inférieure du dispositif et se trouve commandé par le piston amplificateur 45 par l'intermédiaire d'un levier 83.
L'ensemble du dispositif hydraulique 10 décrit est, rappelons-le, solidaire du chariot transversal 9 qui comporte également le porte-outil 11, cependant que le barillet 26 a son axe solidaire du chariot lon gitudinal 5. Le dispositif destiné à faire tourner ce barillet sur lui-même comprend un petit vérin 84 dont la tige, taillée en forme de crémaillère, produit la rotation d'un engrenage 85.
Cet engrenage entraîne en rotation l'axe 86 du barillet 26, par l'intermé diaire d'une roue libre, disposée de telle manière que lorsqu'on envoie la pression au vérin 84, celui- ci se déplace dans le sens de la flèche 87 et l'engre nage 85 tourne sans entraîner l'axe 86. Au contraire, lorsqu'on supprime la pression, le vérin se déplace dans le sens opposé sous l'effet du ressort non dési gné, et l'engrenage 85 entraîne cette fois l'axe du barillet et le fait tourner d'un angle déterminé.
Pour la suite des explications, on supposera que le baril let est à six positions et que chaque mouvement de retour de l'engrenage 85 le fait tourner d'un sixième de tour. La tige du vérin 84 comporte un ergot 88 agissant sur un micro-contact 89 lorsque le vérin arrive en fin de course dans le sens de la flèche 87. Enfin, l'axe 86 du barillet entraîne une série de cinq cames 90 agissant respectivement sur cinq micro- contacts désignés par les chiffres 91, 92, 93, 94 et 95.
Enfin, le chariot longitudinal comporte également le doigt 39 déjà mentionné, comportant un galet 40 actionné, lors des mouvements longitudinaux du cha riot, par une came rectiligne fixe 41. Ce doigt 39 est articulé autour d'un axe 96 parallèle à l'axe du tour et comporte une autre extrémité 97 qui agit sur une valve 98 dans le sens de l'ouverture lorsque la came appuie sur le galet.
Comme indiqué sur le schéma hydraulique de la fig. 4, tous les organes hydrauliques mentionnés sont reliés entre eux à l'aide de canalisations disposées suivant le schéma. Le dispositif 10 est alimenté à l'aide de trois canalisations 99a, 99b et 99c le reliant à trois sources de débits d'huile alimentées par une pompe 100 reliée à un réservoir 101 et disposées sur le bâti de la machine, tandis qu'une canalisation 102 assure le retour de l'huile sans pression à ce réservoir 101. Naturellement, les quatre canalisations 99a, 99b, 99c et 102 sont du type flexible pour per mettre les déplacements du dispositif. Elles sont visi bles également sur la fig. 1.
De même, les canalisa tions 103, 104, 105, 106 réunissant le dispositif hydraulique 10 au chariot longitudinal 5 sont éga lement souples et visibles sur les fig. 2 et 3. De plus, les petits vérins 74 et 84 sont également réunis res pectivement par des canalisations 74b et 84b à des électrovannes 74a et 84a.
Le schéma électrique de la fig. 5 montre com ment sont connectés entre eux les, dispositifs élec triques mentionnés. On voit les deux arrivées de courant<B>107</B> et 108 alimentant par l'intermédiaire des micro-contacts 35, 36, 80, 81, 82, 89, 91, 93, 94, 95, les électro-aimants 63 et 69 ainsi que les électrovannes 74a et 84a mentionnées ci-dessus. En outre, le schéma comporte six relais 109, 110, 111, 112, 113, 114 ainsi qu'un contact 115 de dé part du cycle.
On va maintenant étudier le fonctionnement du dispositif de reproduction en examinant quelles se ront les réactions de ce dispositif selon l'action reçue par le palpeur.
On supposera pour commencer que l'électro-ai- mant 63 est excité, c'est-à-dire que son noyau est rappelé vers le bas, fermant la vanne 65 et com primant le ressort 68. Si le doigt 20 du palpeur n'est pas en contact avec le gabarit 14, sous l'effet de ce ressort 68 agissant sur le levier 67, la tige du distri buteur transversal 43 va se déplacer vers le haut, faisant basculer le palpeur 18 par l'intermédiaire de la bille 42 agissant sur la tige 21. L'huile sous pres sion arrivant par 99c est alors distribuée dans la canalisation 116 qui communique avec la face supé rieure du piston du vérin 16.
Ce piston va donc des cendre, entraînant avec lui le chariot transversal, tandis que l'huile, refoulée par la face inférieure du piston, s'en va par la canalisation 117 que le distri buteur 43 fait communiquer avec la canalisation 118. La valve 65 étant fermée, cet échappement est obligé de se faire à travers l'étrangleur thermosta tique 50, l'échappement sans pression se faisant fina lement par la canalisation 119 qui rejoint la canali sation de retour 102 en passant par l'élément ther mostatique 52. La descente du chariot transversal se fait donc avec une vitesse réduite, réglable par le bouton 59, et constante quelle que soit l'impor tance de la levée du distributeur 43.
Cette vitesse est également indépendante de la température de l'huile, grâce à la compensation thermostatique pro duite par l'élément dilatable 52. En effet, lorsque l'huile s'échauffe, sa viscosité diminue et la fuite par les divers passages tendrait à augmenter de débit, ce qui est évité grâce à l'action de l'élément 52 qui déplace la douille 53, donc l'orifice 56 vers le bas de manière à réduire le passage et à maintenir cons tante la vitesse du piston du vérin 16.
Si maintenant on suppose que dans le mouvement de descente du chariot transversal 9 et du dispositif hydraulique 10 le doigt du palpeur 20 vient rencon trer le gabarit 14, la tige 20 poussera le distributeur 43 vers le bas par l'intermédiaire de la bille 42. Le mouvement de descente s'arrêtera donc lorsque le distributeur 43 aura pris une position telle que repré sentée sur la fig. 4, position dans laquelle les cana lisations 116 et 117 sont obturées.
Cette position d'arrêt correspond à une position d'équilibre extrê mement précise, car si le doigt du palpeur 20 re monte, ne serait-ce que d'une faible quantité, de l'or dre de quelques fractions de centièmes de millimètre, cela suffit pour faire descendre le distributeur 43 d'une quantité correspondante, ce qui réunit la cana lisation 117 à l'admission 99c et la canalisation<B>116</B> à l'échappement 118, et a pour effet de faire remon ter la tige 17 du vérin 16 et le chariot transversal 9. Cette remontée s'effectue à une vitesse suffisante pour rattraper instantanément la faible remontée sus mentionnée.
De même, si le palpeur descendait d'une très faible quantité, également de l'ordre de quelques fractions de centièmes de millimètre, cela suffirait pour réunir de la même façon, 116 à l'admission 99c et 117 à l'échappement 118, de manière à corri ger instantanément la position du chariot.
Ces mouvements du palpeur 18 agissent égale ment sur le distributeur auxiliaire 44 situé dans le prolongement du distributeur 43. Comme on le voit sur la fig. 4, l'arrivée d'huile sous pression 99b ali mente directement et en permanence la face infé rieure du piston amplificateur 45, et en même temps l'orifice supérieur 120 de la douille 48 du distribu teur auxiliaire. Cette même douille comprend égale ment un orifice 121 communiquant avec la face supérieure du piston amplificateur 45 et un orifice 122 communiquant avec la canalisation d'échappe ment 119 qui communique elle-même avec l'échap pement 102. Le levier 46 déjà mentionné et articulé en 47 agit par un galet 47a sur la douille 48, et il est actionné par le piston amplificateur 45 par l'in termédiaire d'un galet 47b.
En réalité, le rapport entre les bras de levier<I>47-47a</I> et<I>47-47b</I> est beau coup plus petit que l'indique la fig. 4 ; il peut faci lement être de l'ordre d'un centième. Si l'on suppose le distributeur 44 immobile, le piston amplificateur 45 agira sur ce levier, comme il vient d'être dit, de manière que la douille 48 se place dans une posi tion telle que l'orifice 121, relié à la face supérieure du piston 45, ne communique ni avec l'arrivée de pression 120, ni avec l'échappement 122. En réalité, la section supérieure du piston 45 étant supérieure à sa section utile inférieure, l'équilibre de celui-ci ne sera atteint que lorsque la pression dans 121 aura la valeur de la pression dans 120, réduite dans le rapport des sections susmentionnées.
Ceci n'est pos sible que parce que les orifices 120 et 122 débou chent extrêmement près des arêtes du distributeur 44. Si l'on suppose en effet que la pression dans 121 soit plus forte que celle requise, c'est-à-dire se rap proche de la valeur de la pression dans 120, immé diatement le piston 45 va descendre en faisant re monter la douille 48 par l'intermédiaire du levier 46, et cette descente va continuer jusqu'à ce que l'orifice 120 soit suffisamment obturé par le distri buteur 44 et, au besoin, que l'échappement 122 com mence son office.
Au contraire, si la pression dans 121 est plus faible que celle requise pour l'équilibre, le piston 45 va remonter, faisant ainsi descendre la douille 48 jusqu'à ce que l'échappement 122 soit suffisamment fermé et, au besoin, l'admission 120 suffisamment ouverte pour régler la bonne pression.
Si maintenant on ne suppose plus le distributeur 44 fixe, mais susceptible de faibles déplacements, on voit facilement que pour chaque position du distribu teur 44 correspond une position du piston amplifica teur 45 extrêmement précise et que cette position est exactement celle que l'on obtiendrait si la douille 48 était solidaire du distributeur 44, et que la mul- tiplication du mouvement soit uniquement produite par le levier 46,à cette différence près que l'effort pour déplacer 44-48 serait celui nécessaire pour dé placer 45 multiplié dans le rapport des bras de levier, rapport très important, comme on l'a vu.
Ce piston amplificateur 45 multiplie donc l'amplitude du mouvement du distributeur 44 sans introduire d'effort parasite sur celui-ci.
On va examiner maintenant ce qui se passe si l'on agit artificiellement sur le déplacement du pal peur 20 Dans un premier temps, le palpeur 20 est supposé en dessous de sa position normale. Comme on l'a montré, le distributeur 43 produit le mouvement de descente du chariot 9 à une vitesse décroissant au fur et à mesure que le palpeur 20 se rapproche de sa position normale, cette vitesse finissant par s'an nuler exactement lorsque ce palpeur est dans sa posi tion normale (que l'on définit de cette façon). A ce moment, le piston amplificateur 45 est à fin de course vers le bas.
Dans un deuxième temps, on suppose que le palpeur est soulevé artificiellement d'une quantité infinitésimale (quelques centièmes de millimètre par exemple) à partir de sa position normale. Comme on l'a vu, cela produit la remontée du chariot 9 ; en même temps, ce mouvement de quelques centiè mes de millimètre appliqué au distributeur 43, se transmet au distributeur 44, ce qui produit une re montée du piston 45 de plusieurs millimètres, rattra pant le jeu laissé entre la partie supérieure du piston 45 et la partie inférieure du distributeur longitudinal 49.
Ce mouvement se transmet également par le le vier 46 à l'axe de la came 60, ce quia pour effet de fermer progressivement l'étrangleur 51, donc de réduire progressivement la vitesse longitudinale, si, comme on le supposera, l'électro-aimant 69 est éga lement excité et pousse le distributeur longitudinal 49 vers le bas, faisant communiquer la face droite du piston du vérin 7, par la canalisation 105 avec l'arrivée de pression 99a, et la face gauche, par la canalisation 104, avec la canalisation 123 sur la quelle agit l'étrangleur 51 (les valves 71 et 98 étant fermées.).
Dans un troisième temps, on suppose que le pal peur 20 continue à se déplacer vers le haut de quel ques centièmes de millimètre supplémentaires. Ce mou vement, transmis parle distributeur 43 au distributeur 44, fait que le piston 45 continue à monter danse son mouvement amplifié, agissant sur le distributeur lon gitudinal 49, de manière à annuler d'abord la vitesse, puis éventuellement en changer son sens (en réunis sant 104 à l'arrivée 99a et 105 à l'échappement 123).
Les réactions du dispositif réalisé comme on l'a indiqué, sont donc bien celles qui avaient été expo sées ci-dessus. Ce dispositif permet de réaliser une vitesse d'avance réelle, mesurée tangentiellement au profil, qui soit constante et en outre il permet de reproduire une grande variété de profils pouvant no- tamment comporter des épaulements droits et même des parties rentrantes. Supposons par exemple, com me représenté schématiquement sur la fig. 4, que le profil du gabarit 14 comporte successivement une partie conique montante 14a, un profil conique des cendant 14b, un épaulement droit montant 14c et un épaulement droit 14d avec piqûre d'angle à la base, chacune de ces formes étant raccordées entre elles par des parties cylindriques.
Au cours du fonctionnement, le palpeur 20 occupe la position indiquée sur la fig. 4, le chariot transversal 9 étant à l'équilibre, le chariot longitudi nal se déplaçant d'un mouvement d'avance constante réglé par l'étrangleur 51, le piston 45 étant en posi tion basse.
Comme on l'a vu ci-dessus, l'outil 12 taille donc dans la pièce 13 un cylindre correspondant au cylin dre du gabarit 14.
Lorsque le doigt du palpeur 20 aborde la base de la partie conique 14a, il subit un léger mouvement vers le haut et agit immédiatement sur le distributeur 43 qui s'équilibre dans une position telle que la vitesse d'ascension du chariot 9 soit exactement celle qui correspond à l'exécution du cône. Cette position du distributeur 43 se trouve située très légèrement au-dessous, de la position normale définie précédem ment (le palpeur 20 se trouvant lui, légèrement au- dessus de sa position normale).
Par suite, le piston amplificateur 45 ne se trouve plus en position basse, mais relevé d'une quantité correspondant à celle dont est descendu l'ensemble 43-44, multipliée par le rapport d'amplification. Cette montée du piston 45, agissant par l'intermédiaire du levier 46 sur l'axe de la came 60, produit une réduction de la vitesse d'avance longitudinale.
On voit donc qu'à chaque vitesse d'ascension transversale du chariot 9 corres pond, d'une manière continue, une vitesse longitu dinale du chariot 5, et cette correspondance peut être réglée de manière que la vitesse d'avance réelle, mesurée suivant le profil, soit constante, quelle que soit la pente de celui-ci, qui peut en particulier avoir une forme curviligne quelconque.
Si, après avoir repris l'exécution du cylindre qui suit la partie 14a, le palpeur arrive au sommet de la partie conique descendante 14b, le doigt palpeur va, au contraire, s'abaisser et le distributeur 43 pren dra une position d'équilibre légèrement au-dessus de sa position normale et correspondant à l'exécution de ce cône. Cette fois, le piston amplificateur 45 reste en butée en position basse. Dans ce cas, la correction de la vitesse longitudinale n'agit pas, cette vitesse restant constante et égale à la vitesse réglée par l'étrangleur 51, ce qui supprime le défaut de la plupart des dispositifs connus, notamment le procédé du chariot incliné rappelé ci-dessus, dans lequel cette vitesse au contraire s'accélère pour les pentes des cendantes.
De toute façon, la pente descendante que l'on cherche à réaliser dans la pratique reste en géné ral d'une-valeur limitée et cette correction n'est pas nécessaire. En outre, si on désirait produire cette correction, on pourrait l'obtenir en augmentant la course du piston 45 vers le bas et en modifiant le mécanisme agissant sur le tiroir 55.
Le doigt de palpeur 20 suivant à nouveau le cylindre aborde maintenant le bas de l'épaulement droit 14c. Grâce à l'inclinaison de l'axe 19, le doigt 20 se trouve déplacé vers le haut et le mécanisme agit comme précédemment, mais on voit facilement que, quelle que soit la vitesse d'ascension prise par le chariot 9, le doigt 20 butant sur la face plane continuera toujours à se déplacer vers le haut jus qu'à ce mouvement transmis par 43-44 et amplifié par le piston 45 agisse sur le distributeur 49 et finisse par annuler la vitesse longitudinale. Seule subsiste la vitesse transversale dont la valeur est réglée par l'étrangleur 50. En haut de l'épaulement droit 14c, le dispositif exécute à nouveau la partie cylindrique, la descente du palpeur produisant la remise en mar che avant de la vitesse longitudinale.
Si maintenant le doigt palpeur 20 aborde la pi qûre d'angle de l'épaulement 14d, il va commencer par exécuter la partie descendante de la même ma nière que 14b, puis après une ressource rectiligne ou curviligne il commencera la partie ascendante droite de la même manière que 14c jusqu'à rencontrer la partie en contre-dépouille. A ce moment, le doigt de palpeur se trouve soulevé d'une nouvelle quantité, ce déplacement transmis par 43-44, comme précé demment, et amplifié par le piston 45, déplace le distributeur 49 vers le haut pour produire le chan gement de sens du mouvement longitudinal, ce qui produit l'effet désiré.
Pour bien montrer tous les avantages que pré sente le dispositif, on va maintenant examiner le fonctionnement d'un cycle complet du tour pris comme exemple, depuis l'introduction de la pièce brute jusqu'à sa finition.
La pièce brute 13 étant placée sur le tour, ma nuellement ou par un distributeur automatique, l'opé rateur ou le mécanisme produit l'embrayage du mou vement de rotation du tour et en même temps la fermeture du contact<B>115</B> de la fig. 5. Le tour ainsi mis en route va exécuter automatiquement, avec le dispositif pris comme exemple, quatre passes d'ébau ches, une passe de copiage ébauche et une passe de copiage finition. Ces six passes correspondant aux six positions du barillet 26.
Pour suivre le fonctionnement du dispositif com plet, il faut préciser le sens de fonctionnement des divers contacteurs représentés sur les fig. 4 et 5 le contact 35, normalement ouvert, est fermé lorsque le doigt 30 vient rencontrer la butée 32 vers la gau che ; le contact 36, normalement ouvert, est fermé de la même façon lorsque le doigt _30 vient rencon trer la butée 33 à droite ; le contact 80, normalement ouvert, se trouve fermé lorsque le galet 25 rencontre la collerette 27 vers le haut (ce qui provoque le mou vement vers le haut du poussoir 79) ;
le contact 81, normalement ouvert, est au contraire fermé lorsque le galet 25 vient rencontrer une des butées 28 (ce qui provoque le mouvement vers le bas du poussoir 79) ; le contact 82, normalement ouvert lorsque le piston 45 est en position basse, se trouve fermé lors que le piston 45 s'élève d'une certaine course ; le contact 89, normalement fermé, se trouve ouvert par l'ergot 88 lorsque la tige du vérin 84 arrive en fin de course dans le sens de la flèche 87.
Les contacteurs de 91 à 95 sont commandés, comme on l'a dit, par des cames 90 tournant avec le barillet ; leur état d'ouverture ou de fermeture est fonction de la position du barillet. On a représenté schématiquement sur la fig. 6, en fonction des six positions du barillet, désignées par Pl, P2, P3, P4, P5, P6, l'état de fermeture de ces contacts par un trait plein, et l'état d'ouverture par l'absence de trait.
On suppose au départ le barillet 26 en position Pl, par conséquent les contacts 91, 92, 93, 94 fer més. La fermeture brève du contact 115, simultanée au démarrage du tour, alimente donc le relais 109 qui agit et reste en position active grâce au circuit de maintien provenant du relais 111. Ainsi, l'électro 63 se trouve excité et produit, comme on l'a vu, la des cente du chariot 9. Cette descente se poursuit jus qu'à ce que le galet 25, rencontrant une butée 28, fasse basculer le levier 23, ce qui produit d'une part la mise en équilibre du chariot 9 par l'action du galet 78 sur le distributeur 43, et d'autre part, la fermeture du contact 81 par le poussoir 79.
La fermeture de ce contact 81 alimente le relais 114 qui agit et reste en position active grâce au circuit de maintien pro venant du relais 111. Ainsi, l'électro 69 se trouve excité et produit le déplacement longitudinal du cha riot, qui exécute ainsi le chariotage sur le diamètre donné par la butée 28 et correspondant à la première passe d'ébauche. En même temps, un autre contact du relais 111 alimente le relais 110 qui restera ultérieurement en position active grâce au circuit de maintien passant par 92 qui reste fermé. Le chario- tage se produit jusqu'à ce que le palpeur 20 bute, par exemple, sur 14d.
A ce moment, comme on l'a vu, le piston amplificateur 45 remonte d'une certaine quantité, ce qui a pour effet de fermer le contact 82. Ce contact alimente le relais 111, lequel reste en position active grâce à un circuit de maintien passant par 89. Si le doigt de palpeur 20 ne rencontre pas le profil, le chariotage se poursuit jusqu'à ce que la butée 32, rencontrant le doigt 30, ferme le contact 35 qui alimente 111 et produit le même effet. Ainsi, l'électro-vanne 84a se trouve alimentée et commande le mouvement du vérin 84 dans le sens de la flèche 87.
En même temps, les circuits de maintien des relais 109 et 114 se trouvent coupés et par suite les électros 63 et 69, n'étant plus excités, reviennent en position de repos, rappelés respectivement par les ressorts 66 et 72, ce qui produit le retour rapide des chariots en ouvrant les, vannes 65 et 71 et en agis sant sur les distributeurs 43 et 49.
En fin de course du vérin 84, l'ergot 88 -ouvre le contact 89 coupant le circuit de maintien du relais 111 (le contact 82 est ouvert par suite de l'amor- çage du retour). Ainsi, l'électro-vanne 84a n'étant plus alimentée se ferme et permet le retour du vérin 84, dans le sens opposé à la flèche 87, ce qui en traîne la rotation du barillet et l'amène en position P2. La remontée du chariot 9 s'équilibre lorsque le galet 25 rencontre la collerette 27, ce qui a en outre pour effet de fermer le contact 80. De même, le retour vers la droite du chariot 5 s'arrête en équilibre lorsque le doigt 30 rencontre la butée de fin de course 33 et agit sur le distributeur 49 par les flexi bles 37 et 38. En outre, ce même doigt 30 ferme le contact 36.
Dans ces conditions, le barillet étant en position P2, les contacts 92, 93 et 94 restent fermés mais le contact 91 s'ouvre et le relais 110 reste en position active comme on l'a vu. Ainsi, dès, que les contacts 80 et 36 sont fermés tous les deux, le relais 109 se trouve alimenté et reste en position active comme précédemment grâce à son circuit de maintien. Le même processus recommence mais avec une nou velle butée 28 donc une passe plus profonde, le re tour étant produit soit par la butée 32, soit par la rencontre du doigt 20 avec l'épaulement 14d ou un autre épaulement.
Enfin, de cette deuxième passe- ébauche, le barillet tourne à nouveau, comme pré cédemment, et produit en position P3 une troisième ébauche, et en position P4 une quatrième ébauche, chacune correspondant à une butée 28, après quoi il passe en position P5.
Dans cette position P5, comme indiqué sur la fig. 6, les contacts 92 et 94 restent fermés mais le contact 93 est cette fois ouvert et, de plus, il n'y a pas de butée 28. Le retour des chariots, agissant comme précédemment sur les contacts 80 et 36, produit l'alimentation du relais 109 qui reste en posi tion active. L'électro-aimant 63 étant excité, produit la descente du chariot 9, mais cette fois c'est le contact du doigt 20 sur le gabarit 14 qui produit l'équilibrage du chariot et la fermeture du contact 81. Par suite le relais 114 agit et reste en position active, produisant le déplacement longitudinal, mais cette fois les mouvements du palpeur ne produisent pas le retour des chariots, car le contact 93, étant ouvert, condamne l'action du contact 82.
On obtient ainsi le copiage suivant le processus indiqué ci-des sus.
Cependant, dans toutes les passes-ébauche pré cédentes,, ainsi que dans le copiage en position P5, le contact 94 reste fermé. Par suite, l'électro-vanne 74a maintient la pression au vérin 74 agissant sur la bille 42, et l'outil 12 reste à une certaine distance du profil désiré, mesurée en biais dans le sens du déplacement du palpeur 20, et réglée par la com mande 76, ménageant ainsi une légère surépaisseur qui sera enlevée au cours de la passe de copiage- finition.
La butée 32 ayant agi sur le doigt 30 et provoqué le retour des chariots et la rotation du barillet comme précédemment, celui-ci prend la position P6. Le contact 94 s'ouvre, produisant le déplacement du vérin 74 et de la bille 42 en position de repos ; seul le contact 92 reste fermé et le relais 110 est tou jours en position active. Le copiage-finition est tou jours commandé par la fermeture des contacts 36 et 80 (retours) et se produit en suivant cette fois exactement le profil, jusqu'à ce que la butée 32, agissant sur le doigt 30, ferme le contact 35 et pro duise le retour des chariots et la rotation du barillet.
A ce moment, le contact 92 s'ouvre en position in- termédiaire avant de se refermer en position P1 ; mais le relais 110 est revenu au repos et le cycle s'arrête. Par contre, le contact 91 se ferme permet tant l'action du contact 115 pour un nouveau cycle.
Pour réduire la durée du cycle, on peut disposer des cames 41 pour produire une avance rapide du chariot longitudinal lors des déplacements pendant lesquels l'outil ne travaille pas, en particulier lors de l'approche. Il est facile de voir que ces cames 41 agissent, par l'intermédiaire du galet 40, sur le levier 39 qui ouvre un clapet. 98 permettant à l'échappement du vérin 7 de se faire librement sans passer par l'étrangleur 51.
En outre, on peut, si on le désire, ne pas, utiliser les six positions du barillet. Si on suppose par exem ple que l'on veuille faire deux passes d'ébauches seu lement, suivies d'une ébauche-copiage et d'une fini tion, les cames agissant sur les contacts 92, 93, 94 et 95 seront alors modifiées suivant le schéma de la fig. 7. Les deux ébauches P1, P2, se produisent comme précédemment, et le copiage-ébauche et le copiage-finition se produisent en P3, P4 (comme précédemment en P5, P6). A ce moment-là, il faut ramener le barillet en position P1 pour le cycle sui vant. C'est là qu'intervient le contact 95, qui se ferme lorsque le barillet est complètement arrivé en position P5 (et P6).
La dernière rotation du barillet, commandé par la fin du copiage-finition, l'amène en position P5 et ferme en fin de course le contact 95. Celui-ci alimente le relais 112 qui reste en position active grâce à son circuit de maintien passant par le contact 89 (qui est fermé, puisque la rotation du barillet correspond au retour du vérin 84). Mais le relais 112 alimente par son autre contact le relais 111 qui produit ainsi l'alimentation de 84a et l'avan ce du vérin dans le sens de la flèche 87. En fin de course du vérin 84, le contact 89 coupe le circuit des relais 111 et 112 et le barillet tourne de P5 à P6 pendant le retour du vérin 84.
En fin de course du barillet en position P6, le contact 95 se ferme à nouveau et produit de la même façon une nouvelle rotation de ce barillet qui s'arrête en position P1 prêt pour le cycle suivant. Pendant toutes ces évo lutions à vide du barillet, le dispositif hydraulique reste immobile par suite de la coupure du contact 92 ayant ramené le relais 110 au repos. Grâce à ce perfectionnement on peut de la même façon n7uti- liser dans le cycle que les opérations que l'on désire, quelles qu'elles soient.
Bien entendu, les cames 90 sont constituées d'éléments rapportés pour pouvoir réaliser toutes les combinaisons d'une manière uni verselle.
Ainsi, en plus des avantages que présente le dis positif de reproduction en ce qui concerne le copiage, c'est-à-dire une vitesse d'avance réelle toujours op timum avec un dispositif relativement simple et d'un réglage facile, on voit qu'un tour équipé de ce dis positif présente également l'avantage de pouvoir réa liser un cycle automatique avec plusieurs passes d'ébauche avant le copiage-ébauche et le copiage- finition, et sans nécessiter, comme les tours à repro duire habituels, des, butées d'ébauche disposées sur un grand barillet longitudinal et délimitant la course des passes successives.
En effet, avec le dispositif décrit, on a vu que l'on obtient le dégrossissage de la pièce automatiquement et sans aucun réglage autre que celui des butées de profondeur de passe.
Reproduction device for a lathe The reproduction process for a lathe has long been known, consisting in separating the transverse carriage from its screw drive and replacing the latter with a device, generally hydraulic, moving this carriage transversely, so that one of its points follows the path of a template, while the carriage advances longitudinally in a uniform movement.
This device ceases to be applicable when the profile to be produced exhibits excessively rapid ascents, in particular straight shoulders. To remedy this it is known to have the slide ensuring the sliding of the transverse carriage on the longitudinal carriage, at an angle of inclination such that when the carriage moves away from the axis of the workpiece, the result is a longitudinal displacement component opposed to the advance movement and capable, under certain conditions, of canceling this advance and thus producing straight shoulders.
However, with such devices, the longitudinal advance speed of the carriage remains constant or, if it varies, it is according to a program comprising discontinuous values. Under these conditions, the real speed of advance, measured tangentially to the profile, varies constantly according to the slope of this profile. Consequently, the machining of the material cannot be carried out under optimum conditions of profitability.
In order to be able to make the real feedrate measured tangentially to the profile constant, it would necessarily be necessary to act on both the longitudinal and transverse displacements of the tool. For this, one could imagine a probe bearing on the jig and capable of undergoing slight transverse and longitudinal movements controlling independently and respectively the transverse and longitudinal movements of the tool-holder carriage, an intermediate device regulating the speed of these two controls of the tool-holder. a complementary way. However, such a positive statement would be extremely complicated.
The present invention relates to a reproduction device for a lathe, characterized in that it comprises a transverse carriage sliding perpendicularly to the axis of the lathe on a longitudinal carriage, the two carriages each being driven by a hydraulic control, however that a fear, driven by the transverse carriage, follows a fixed template, being able to move slightly in one direction, inclined both with respect to the directions of the transverse movement and of the longitudinal movement and situated in a substantially plane parallel to these two directions,
the whole arranged so that an infinitesimal movement of the probe acts on a hydraulic device, according to the profile of the jig, to progressively reduce the transverse speed, to cancel it and change its direction, and, always by means of this hydraulic, gradually reduce the longitudinal speed, cancel it and change its direction, making possible by these means a constant linear advance on the reproduced profile.
In a preferred embodiment of the device, the feeler is arranged at one of the ends of a part in the form of a rocker arm acting through its other end on a hydraulic device, the pivot axis of this part being arranged in a plane parallel to the directions of longitudinal and transverse displacements and forming an angle with these two directions.
In addition, the hydraulic device has the following features a. it comprises a hydraulic control mechanism allowing at will to introduce or not to introduce a correction between the probe and the hydraulic device on which it acts, thus allowing a first copying (roughing) saving a certain extra thickness of material, then removed during a second copy (finite tion);
b. it has one or more successive roughing positions in which stops arranged on a barrel determine the depths of cut, while the same probe, meeting the same template as previously, determines the longitudinal strokes by causing the return of the carriages, the same device according to a. saving extra thickness on the blank part.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 shows in perspective a lathe to be reproduced equipped with said embodiment of the device.
Fig. 2 is an elevational view of the essential part of this device.
Fig. 3 is a view from the left of FIG. 2.
Fig. 4 is the general hydraulic diagram of the device.
Fig. 5, the electrical diagram of the assembly. Figs. 6 and 7 of the explanatory diagrams.
The tour shown in fig. 1 comprises in the usual way, a fixed headstock equipped for example with a three-jaw chuck, 1 with con centric clamping for driving the part, and a tailstock 2. At the lower part is arranged an assembly 3 of two trolleys for normal work without reproduction. The reproduction device 4 is arranged at the top. This reproduction device comprises a longitudinal carriage 5 sliding on guides 6 and moved by a jack 7, the cylinder of which is fixed and the rod of which is integral with the carriage 5.
On this carriage 5 can slide, on vertical slides 8, the transverse carriage 9, carrying the hydraulic device 10 and the tool holder 11, itself carrying the tool 12. The workpiece and the template are shown in mixed lines in fig. 1 and designated respectively by 13 and 14.
The reproduction device 4 itself is shown in detail in FIGS. 2 and 3. We find in these figures the longitudinal carriage 5 and the slides 6 on which it slides, moved by the jack 7. The body of this jack is fixed on the frame of the lathe and its rod 15 is fixed to the carriage 5 The transverse carriage 9 slides on the vertical slides 8, moved by a jack 16, the body of which is fixed on the longitudinal carriage 5 and of which the rod 17 is fixed on the transverse carriage. The two jacks 7 and 16 are double-acting and are fed from the inside of the rod, which is hollow and has two concentric channels each opening onto one of the faces of the piston.
At the upper part of the hydraulic device 10, integral with the transverse carriage 9, is the feeler consisting of a part in the form of a rocker 18 oscillating about an axis 19, inclined relative to the horizontal and located in a plane vertical parallel to the axis of the lathe. This part 18 comprises at its end a feeler finger 20 intended to come into contact with the jig 14, and at the other end a rod 21 with micrometric adjustment passing through the upper wall of the device 10 by means of a bellows. rubber 22 for sealing.
On the left side of the device 10 also protrudes the end of a lever 23 also passing through the wall through a rubber bellows 24 for sealing. The end of this lever 23 comprises a roller 25 moving along a generatrix of a vertical let barrel 26, integral with the longitudinal carriage 5. This barrel comprises at its upper part a rette adhesive 27, and in the vicinity of the lower part a number of adjustable stops 28 which can slide smoothly in, six longitudinal grooves 29 arranged all around the barrel.
This barrel can undergo a rotational movement around its vertical axis using a mechanism which will be studied later.
The longitudinal carriage 5 also comprises a finger 30 articulated at 31 and whose tilting is caused by two end-of-travel stops 32 and 33, the position of which can be adjusted along a slide 34. During the movement of the longitudinal carriage 5 , when this finger 30 swings in one direction or another under the effect of these end-of-travel stops 32 and 33, it acts, on the one hand on two micro-contacts 35 and 36, and on the other hand, also on the device 10 by means of two flexible transmissions 37 and 38.
Finally, the longitudinal carriage 5 also comprises a finger 39 articulated around an axis parallel to the axis of the lathe and provided at its upper part with a roller 40. It is actuated during the longitudinal movements of the carriage 5, by cams. longitudinal 41 which can be placed on the fixed part of the lathe above the end stops. These cams act on the roller 40 and the lever 39 actuates a hydraulic control to cause the rapid longitudinal advance, as will be seen later.
The hydraulic device 10 comprises a certain number of hydraulic and mechanical elements shown schematically in FIG. 4 where it was assumed that all these elements were brought together in the same plane. The rod 21 penetrating the upper part of the device and transmitting the movement of the feeler, acts by means of a ball 42 on a transverse distributor 43 which itself actuates an auxiliary distributor 44 in contact with its end. This auxiliary distributor 44 can control an amplifying piston 45, which acts on a lever articulated at 47. This lever itself acts on the bush 48 of the distributor 44, this bush being able to slide in the block.
On the other hand, the device 10 comprises a longitudinal distributor 49 arranged above the amplifying piston 45. The device also comprises two thermostatic sliders, 50 and 51 each comprising expandable elements 52 causing the sliding of a sleeve 53, recalled by the spring 54, and inside which slides a drawer 55 obs progressively tracing the orifice 56 of the sleeve, with the aid of an inclined triangular slot 57 with which it is provided. The position of the spool 55 of the choke 50 can be adjusted by means of a cam 58 rotating about a fixed axis and controlled by an adjustment knob 59.
On the contrary, the position of the spool 55 of the throttle 51 is controlled by a cam 60 similar to the previous one, but whose axis, instead of being fixed, is moved by the end of the lever 46 mentioned above. . In addition, to allow the rotation of this control under the action of a button 61, while allowing transverse movement, the cam 60 and the button 61 are joined by a shaft 62 comprising two cardan-type joints.
Two electromagnets are placed in the device 10, one designated by 63 has its core drawn downwards (arrow 64) when it is energized. In its movement, it closes a valve 65, at its lower part, returned by a spring 66. At the same time, by its upper part, it causes the tilting of a lever 67 by means of a spring 68. This lever 67 acts on the transverse distributor 43 already mentioned. The other electromagnet designated 69 has its core attracted upward (arrow 70) when energized.
In its movement it also closes a valve 71, at its lower part, lifted by a spring 72, at the same time as at its upper part it acts by means of a lever 73 on the longitudinal distributor 49. Both ex tremités of this same lever 73 also act flexible transmissions 37 and 38 already mentioned.
The device 10 also comprises a small jack 74 which is normally in abutment upwards, pushed by a spring 75 into a well-determined position. When oil under pressure is admitted to the upper face of the piston of this cylinder, via a pipe 74b, this cylinder takes a low position adjustable by means of a button 76 actuating a cam 76a. In its movement, the jack acts on the lever 77 causing a slight horizontal displacement of the ball 42. When the pressure acts on the jack, the ball moves to the right.
Finally, the device 10 comprises the lever 23 already mentioned, the end of which protruding outside the mechanism comprises the roller 25 which bears on the barrel 26. Its other end 78 acts directly on the transverse distributor 43. In addition , this same lever 23 acts on a push-button 79 controlling two micro-contacts 80 and 81. Another micro-contact 82 is also located at the lower part of the device and is controlled by the amplifier piston 45 through the intermediary of a lever 83.
The whole of the hydraulic device 10 described is, let us recall, integral with the transverse carriage 9 which also comprises the tool holder 11, while the barrel 26 has its axis secured to the longitudinal carriage 5. The device intended to rotate this barrel on itself comprises a small cylinder 84 whose rod, cut in the form of a rack, produces the rotation of a gear 85.
This gear drives the axis 86 of the barrel 26 in rotation, by the intermediary of a free wheel, arranged in such a way that when the pressure is sent to the jack 84, the latter moves in the direction of the arrow. 87 and the gear 85 rotates without driving the axis 86. On the contrary, when the pressure is removed, the cylinder moves in the opposite direction under the effect of the undefined spring, and the gear 85 drives this. times the axis of the barrel and rotates it by a determined angle.
For the following explanations, it will be assumed that the barrel let is in six positions and that each return movement of the gear 85 causes it to rotate one sixth of a turn. The rod of the cylinder 84 comprises a lug 88 acting on a micro-contact 89 when the cylinder reaches the end of its travel in the direction of the arrow 87. Finally, the axis 86 of the barrel drives a series of five cams 90 acting respectively on five micro-contacts designated by the numbers 91, 92, 93, 94 and 95.
Finally, the longitudinal carriage also comprises the finger 39 already mentioned, comprising a roller 40 actuated, during the longitudinal movements of the carriage, by a fixed rectilinear cam 41. This finger 39 is articulated around an axis 96 parallel to the axis of the lathe and has another end 97 which acts on a valve 98 in the opening direction when the cam presses on the roller.
As indicated on the hydraulic diagram in fig. 4, all the hydraulic components mentioned are interconnected by means of pipes arranged according to the diagram. The device 10 is supplied with the aid of three pipes 99a, 99b and 99c connecting it to three oil flow sources supplied by a pump 100 connected to a tank 101 and arranged on the frame of the machine, while a pipe 102 ensures the return of the oil without pressure to this reservoir 101. Naturally, the four pipes 99a, 99b, 99c and 102 are of the flexible type to allow the device to move. They are also visible in fig. 1.
Likewise, the pipes 103, 104, 105, 106 connecting the hydraulic device 10 to the longitudinal carriage 5 are also flexible and visible in FIGS. 2 and 3. In addition, the small jacks 74 and 84 are also connected respectively by pipes 74b and 84b to solenoid valves 74a and 84a.
The electrical diagram in fig. 5 shows how the electrical devices mentioned are interconnected. We see the two current arrivals <B> 107 </B> and 108 supplying through the micro-contacts 35, 36, 80, 81, 82, 89, 91, 93, 94, 95, the electromagnets 63 and 69 as well as the solenoid valves 74a and 84a mentioned above. In addition, the diagram includes six relays 109, 110, 111, 112, 113, 114 as well as a contact 115 to start the cycle.
We will now study the operation of the reproduction device by examining what the reactions of this device will be according to the action received by the probe.
It will be assumed to begin with that the electromagnet 63 is excited, that is to say that its core is drawn downwards, closing the valve 65 and compressing the spring 68. If the finger 20 of the probe n 'is not in contact with the template 14, under the effect of this spring 68 acting on the lever 67, the rod of the transverse distributor 43 will move upwards, causing the feeler 18 to tilt via the ball 42 acting on the rod 21. The pressurized oil arriving through 99c is then distributed in the pipe 116 which communicates with the upper face of the piston of the cylinder 16.
This piston therefore goes ash, bringing with it the transverse carriage, while the oil, discharged by the underside of the piston, goes through the pipe 117 that the distributor 43 communicates with the pipe 118. The valve 65 being closed, this exhaust is forced to be done through the thermostatic throttle 50, the pressure-less exhaust finally being through the pipe 119 which joins the return pipe 102 passing through the thermostatic element 52 The descent of the transverse carriage is therefore done with a reduced speed, adjustable by the button 59, and constant regardless of the importance of the lifting of the distributor 43.
This speed is also independent of the temperature of the oil, thanks to the thermostatic compensation produced by the expandable element 52. In fact, when the oil heats up, its viscosity decreases and the leakage through the various passages would tend to increase. increase in flow, which is avoided thanks to the action of the element 52 which moves the sleeve 53, therefore the orifice 56 downwards so as to reduce the passage and to maintain constant the speed of the piston of the cylinder 16 .
If now it is assumed that in the downward movement of the transverse carriage 9 and of the hydraulic device 10 the finger of the feeler 20 comes to meet the jig 14, the rod 20 will push the distributor 43 downwards through the ball 42. The downward movement will therefore stop when the distributor 43 has taken a position as shown in FIG. 4, position in which the ducts 116 and 117 are closed.
This stop position corresponds to an extremely precise equilibrium position, because if the finger of the probe 20 rises, if only by a small amount, gold by a few fractions of hundredths of a millimeter, this is sufficient to lower the distributor 43 by a corresponding amount, which brings together the pipe 117 to the inlet 99c and the pipe <B> 116 </B> to the exhaust 118, and has the effect of remon ter the rod 17 of the cylinder 16 and the transverse carriage 9. This ascent is effected at a speed sufficient to instantly catch up with the weak ascent mentioned above.
Likewise, if the feeler descended by a very small amount, also of the order of a few fractions of a hundredths of a millimeter, this would be sufficient to bring together in the same way, 116 at the inlet 99c and 117 at the outlet 118, so as to instantly correct the position of the carriage.
These movements of the feeler 18 also act on the auxiliary distributor 44 situated in the extension of the distributor 43. As seen in FIG. 4, the arrival of pressurized oil 99b directly and permanently supplies the lower face of the amplifying piston 45, and at the same time the upper orifice 120 of the bush 48 of the auxiliary distributor. This same sleeve also comprises an orifice 121 communicating with the upper face of the amplifier piston 45 and an orifice 122 communicating with the exhaust pipe 119 which itself communicates with the exhaust 102. The lever 46 already mentioned and articulated in 47 acts by a roller 47a on the sleeve 48, and it is actuated by the amplifying piston 45 by means of a roller 47b.
In reality, the ratio between the lever arms <I> 47-47a </I> and <I> 47-47b </I> is much smaller than shown in fig. 4; it can easily be of the order of a hundredth. Assuming the distributor 44 is stationary, the amplifying piston 45 will act on this lever, as has just been said, so that the sleeve 48 is placed in a position such as the orifice 121, connected to the face. upper piston 45, communicates neither with the pressure inlet 120, nor with the exhaust 122. In reality, the upper section of the piston 45 being greater than its lower useful section, the equilibrium of the latter will not be reached that when the pressure in 121 will have the value of the pressure in 120, reduced in the ratio of the above-mentioned sections.
This is only possible because the orifices 120 and 122 open extremely close to the ridges of the distributor 44. If it is in fact assumed that the pressure in 121 is greater than that required, that is to say gets closer to the value of the pressure in 120, immediately the piston 45 will descend by making the sleeve 48 rise again through the lever 46, and this descent will continue until the orifice 120 is sufficiently closed by the distributor 44 and, if necessary, that the exhaust 122 begins its function.
On the contrary, if the pressure in 121 is lower than that required for equilibrium, the piston 45 will rise again, thus lowering the sleeve 48 until the exhaust 122 is sufficiently closed and, if necessary, the inlet 120 sufficiently open to adjust the correct pressure.
If now we no longer assume that the distributor 44 is fixed, but capable of small displacements, it can easily be seen that for each position of the distributor 44 corresponds an extremely precise position of the amplifying piston 45 and that this position is exactly the one that would be obtained. if the bush 48 were integral with the distributor 44, and the multiplication of the movement is produced only by the lever 46, except that the force to move 44-48 would be that necessary to move 45 multiplied in the ratio lever arms, a very important ratio, as we have seen.
This amplifier piston 45 therefore multiplies the amplitude of the movement of the distributor 44 without introducing a parasitic force thereon.
We will now examine what happens if we act artificially on the displacement of the probe 20 Initially, the probe 20 is assumed to be below its normal position. As has been shown, the distributor 43 produces the descent movement of the carriage 9 at a speed which decreases as the probe 20 approaches its normal position, this speed ending up being canceled out exactly when this probe is in its normal position (which we define in this way). At this moment, the amplifier piston 45 is at the end of its downward stroke.
Secondly, it is assumed that the probe is artificially raised by an infinitesimal amount (a few hundredths of a millimeter for example) from its normal position. As we have seen, this produces the ascent of the carriage 9; at the same time, this movement of a few hundredths of a millimeter applied to the distributor 43, is transmitted to the distributor 44, which produces a re-rise of the piston 45 of several millimeters, taking up the clearance left between the upper part of the piston 45 and the lower part of the longitudinal distributor 49.
This movement is also transmitted through the lever 46 to the axis of the cam 60, which has the effect of gradually closing the choke 51, therefore gradually reducing the longitudinal speed, if, as will be assumed, the electro- magnet 69 is also excited and pushes the longitudinal distributor 49 downwards, causing the right face of the piston of the cylinder 7 to communicate, via the pipe 105 with the pressure inlet 99a, and the left face, via the pipe 104, with the line 123 on which the choke 51 acts (the valves 71 and 98 being closed).
Thirdly, it is assumed that the fear blade 20 continues to move upwards by a few additional hundredths of a millimeter. This movement, transmitted by the distributor 43 to the distributor 44, causes the piston 45 to continue to rise in its amplified movement, acting on the longitudinal distributor 49, so as to first cancel the speed, then possibly change its direction ( by combining sant 104 on arrival 99a and 105 on exhaust 123).
The reactions of the device produced as has been indicated are therefore indeed those which had been explained above. This device makes it possible to achieve a real speed of advance, measured tangentially to the profile, which is constant and, moreover, it makes it possible to reproduce a wide variety of profiles which may in particular include straight shoulders and even re-entrant parts. Suppose for example, as shown schematically in FIG. 4, that the profile of the jig 14 successively comprises a rising conical part 14a, a conical profile of the cendant 14b, a right shoulder 14c and a right shoulder 14d with corner stitching at the base, each of these shapes being connected together by cylindrical parts.
During operation, the probe 20 occupies the position indicated in FIG. 4, the transverse carriage 9 being in equilibrium, the longitudinal carriage moving with a movement of constant advance regulated by the throttle 51, the piston 45 being in the low position.
As seen above, the tool 12 therefore cuts in the part 13 a cylinder corresponding to the cylinder dre of the jig 14.
When the finger of the probe 20 approaches the base of the conical part 14a, it undergoes a slight upward movement and immediately acts on the distributor 43 which balances in a position such that the speed of ascent of the carriage 9 is exactly that which corresponds to the execution of the cone. This position of the distributor 43 is located very slightly below the normal position defined previously (the probe 20 being itself, slightly above its normal position).
As a result, the amplifier piston 45 is no longer in the lower position, but raised by an amount corresponding to that from which the assembly 43-44 has descended, multiplied by the amplification ratio. This rise of the piston 45, acting by means of the lever 46 on the axis of the cam 60, produces a reduction in the speed of longitudinal advance.
It can therefore be seen that at each speed of transverse ascent of the carriage 9 corresponds, in a continuous manner, a longitudinal speed of the carriage 5, and this correspondence can be adjusted so that the actual speed of advance, measured according to the profile, is constant, whatever the slope of the latter, which can in particular have any curvilinear shape.
If, after having resumed the execution of the cylinder which follows part 14a, the feeler arrives at the top of the descending conical part 14b, the feeler finger will, on the contrary, be lowered and the distributor 43 will take a position of equilibrium. slightly above its normal position and corresponding to the execution of this cone. This time, the amplifier piston 45 remains in abutment in the lower position. In this case, the correction of the longitudinal speed does not act, this speed remaining constant and equal to the speed set by the throttle 51, which eliminates the defect of most of the known devices, in particular the method of the recalled inclined carriage. above, in which this speed, on the contrary, is accelerated for the slopes of the ashes.
In any event, the downward slope which one seeks to achieve in practice remains generally of a limited value and this correction is not necessary. Furthermore, if it was desired to produce this correction, it could be obtained by increasing the stroke of the piston 45 downwards and by modifying the mechanism acting on the spool 55.
The feeler finger 20 following the cylinder again now approaches the bottom of the right shoulder 14c. Thanks to the inclination of the axis 19, the finger 20 is moved upwards and the mechanism acts as before, but it is easily seen that, whatever the speed of ascent taken by the carriage 9, the finger 20 butting against the flat face will always continue to move upwards until this movement transmitted by 43-44 and amplified by piston 45 acts on distributor 49 and ends up canceling the longitudinal speed. Only the transverse speed remains, the value of which is set by the throttle 50. At the top of the right shoulder 14c, the device again executes the cylindrical part, the descent of the probe producing the resumption of longitudinal speed.
If now the feeler finger 20 approaches the corner stitch of the shoulder 14d, it will start by executing the descending part in the same way as 14b, then after a straight or curvilinear resource it will start the right ascending part of the same way as 14c until you meet the undercut part. At this moment, the feeler finger is lifted by a new amount, this displacement transmitted by 43-44, as previously, and amplified by the piston 45, moves the distributor 49 upwards to produce the change of direction longitudinal movement, which produces the desired effect.
To clearly show all the advantages of the device, we will now examine the operation of a complete cycle of the lathe taken as an example, from the introduction of the blank to its completion.
The blank 13 being placed on the lathe, either manually or by an automatic distributor, the operator or the mechanism engages the rotational movement of the lathe and at the same time closes the contact <B> 115 </ B> of fig. 5. The lathe thus started will automatically execute, with the device taken as an example, four roughing passes, one rough copy pass and one finish copy pass. These six passes corresponding to the six positions of barrel 26.
To monitor the operation of the complete device, it is necessary to specify the direction of operation of the various contactors shown in fig. 4 and 5 the contact 35, normally open, is closed when the finger 30 meets the stop 32 to the left; the contact 36, normally open, is closed in the same way when the finger _30 comes to meet the stop 33 on the right; the contact 80, normally open, is closed when the roller 25 meets the collar 27 upwards (which causes the upward movement of the pusher 79);
the contact 81, normally open, is on the contrary closed when the roller 25 meets one of the stops 28 (which causes the downward movement of the pusher 79); the contact 82, normally open when the piston 45 is in the lower position, is closed when the piston 45 rises by a certain stroke; the contact 89, normally closed, is opened by the lug 88 when the rod of the cylinder 84 reaches the end of its travel in the direction of the arrow 87.
The contactors from 91 to 95 are controlled, as has been said, by cams 90 rotating with the barrel; their open or closed state depends on the position of the barrel. Schematically shown in FIG. 6, according to the six positions of the barrel, designated by Pl, P2, P3, P4, P5, P6, the closed state of these contacts by a solid line, and the open state by the absence of a line .
We assume at the start the barrel 26 in position P1, consequently the contacts 91, 92, 93, 94 closed. The brief closing of contact 115, simultaneous at the start of the tour, therefore supplies relay 109 which acts and remains in the active position thanks to the holding circuit coming from relay 111. Thus, the electro 63 is energized and produced, as is the case. 'saw, the center of the carriage 9. This descent continues until the roller 25, meeting a stop 28, causes the lever 23 to tilt, which produces on the one hand the balancing of the carriage 9 by the action of the roller 78 on the distributor 43, and on the other hand, the closing of the contact 81 by the pusher 79.
The closing of this contact 81 supplies the relay 114 which acts and remains in the active position thanks to the holding circuit coming from the relay 111. Thus, the electro 69 is energized and produces the longitudinal displacement of the carriage, which thus performs the turning on the diameter given by the stop 28 and corresponding to the first roughing pass. At the same time, another contact of the relay 111 supplies the relay 110 which will subsequently remain in the active position thanks to the holding circuit passing through 92 which remains closed. The charioteing occurs until the probe 20 abuts, for example, on 14d.
At this moment, as we have seen, the amplifier piston 45 rises by a certain amount, which has the effect of closing the contact 82. This contact supplies the relay 111, which remains in the active position thanks to a control circuit. maintenance passing through 89. If the feeler finger 20 does not meet the profile, the stock removal continues until the stop 32, meeting the finger 30, closes the contact 35 which supplies 111 and produces the same effect. Thus, the solenoid valve 84a is supplied and controls the movement of the jack 84 in the direction of the arrow 87.
At the same time, the holding circuits of the relays 109 and 114 are cut off and consequently the appliances 63 and 69, no longer being energized, return to the rest position, returned respectively by the springs 66 and 72, which produces the rapid return of the trolleys by opening valves 65 and 71 and acting on distributors 43 and 49.
At the end of the stroke of the jack 84, the lug 88 -opens the contact 89 cutting off the holding circuit of the relay 111 (the contact 82 is open following the priming of the return). Thus, the solenoid valve 84a, no longer supplied with power, closes and allows the return of the cylinder 84, in the direction opposite to the arrow 87, which results in the rotation of the barrel and brings it to position P2. The rise of the carriage 9 is balanced when the roller 25 meets the collar 27, which furthermore has the effect of closing the contact 80. Likewise, the return to the right of the carriage 5 stops in equilibrium when the finger 30 meets the end-of-travel stop 33 and acts on the distributor 49 via the flexi bles 37 and 38. In addition, this same finger 30 closes the contact 36.
Under these conditions, the barrel being in position P2, the contacts 92, 93 and 94 remain closed but the contact 91 opens and the relay 110 remains in the active position as we have seen. Thus, as soon as the contacts 80 and 36 are both closed, the relay 109 is supplied with power and remains in the active position as previously thanks to its holding circuit. The same process begins again but with a new stop 28 therefore a deeper pass, the turn being produced either by the stop 32, or by the meeting of the finger 20 with the shoulder 14d or another shoulder.
Finally, from this second blank pass, the barrel turns again, as before, and produces in position P3 a third blank, and in position P4 a fourth blank, each corresponding to a stop 28, after which it passes to position P5 .
In this position P5, as shown in fig. 6, the contacts 92 and 94 remain closed but the contact 93 is this time open and, moreover, there is no stop 28. The return of the carriages, acting as previously on the contacts 80 and 36, produces the power supply to relay 109 which remains in the active position. The electromagnet 63 being energized, produces the descent of the carriage 9, but this time it is the contact of the finger 20 on the template 14 which produces the balancing of the carriage and the closing of the contact 81. Consequently, the relay 114 acts and remains in the active position, producing the longitudinal displacement, but this time the movements of the probe do not produce the return of the carriages, because the contact 93, being open, condemns the action of the contact 82.
The copying is thus obtained according to the process indicated above.
However, in all the previous roughing passes, as well as in the copying in position P5, the contact 94 remains closed. As a result, the solenoid valve 74a maintains the pressure on the actuator 74 acting on the ball 42, and the tool 12 remains at a certain distance from the desired profile, measured at an angle in the direction of movement of the probe 20, and adjusted by control 76, thus leaving a slight allowance which will be removed during the copy-finish pass.
The stop 32 having acted on the finger 30 and caused the return of the carriages and the rotation of the barrel as before, the latter assumes the position P6. Contact 94 opens, causing cylinder 74 and ball 42 to move into the rest position; only contact 92 remains closed and relay 110 is always in the active position. The copying-finishing is always controlled by the closing of the contacts 36 and 80 (returns) and takes place this time following exactly the profile, until the stop 32, acting on the finger 30, closes the contact 35 and produces the return of the carriages and the rotation of the barrel.
At this moment, the contact 92 opens in the intermediate position before closing again in position P1; but the relay 110 has returned to rest and the cycle stops. On the other hand, the contact 91 closes allowing both the action of the contact 115 for a new cycle.
To reduce the cycle time, it is possible to have cams 41 to produce a rapid advance of the longitudinal carriage during movements during which the tool is not working, in particular during the approach. It is easy to see that these cams 41 act, via the roller 40, on the lever 39 which opens a valve. 98 allowing the exhaust of the cylinder 7 to be done freely without passing through the throttle 51.
In addition, it is possible, if desired, not to use the six positions of the barrel. If, for example, we suppose that we want to make two roughing passes only, followed by a roughing-copying and a finishing, the cams acting on the contacts 92, 93, 94 and 95 will then be modified. according to the diagram of FIG. 7. The two blanks P1, P2, occur as before, and the copy-rough and copy-finish occur at P3, P4 (as before at P5, P6). At this time, the barrel must be returned to position P1 for the next cycle. This is where the contact 95 comes in, which closes when the barrel is completely in position P5 (and P6).
The last rotation of the barrel, controlled by the end of copying-finishing, brings it to position P5 and closes contact 95 at the end of its travel. This feeds relay 112 which remains in active position thanks to its holding circuit on. by the contact 89 (which is closed, since the rotation of the barrel corresponds to the return of the jack 84). But the relay 112 supplies via its other contact the relay 111 which thus produces the power supply to 84a and the advancement of the cylinder in the direction of the arrow 87. At the end of the stroke of the cylinder 84, the contact 89 cuts off the circuit of the cylinders. relay 111 and 112 and the barrel rotates from P5 to P6 during the return of the cylinder 84.
At the end of stroke of the barrel in position P6, the contact 95 closes again and in the same way produces a new rotation of this barrel which stops in position P1 ready for the next cycle. During all these empty evolutions of the barrel, the hydraulic device remains stationary following the breaking of the contact 92 having brought the relay 110 to rest. Thanks to this improvement, it is possible in the same way to use in the cycle only the operations that one wishes, whatever they may be.
Of course, the cams 90 consist of added elements so as to be able to carry out all the combinations in a universal manner.
Thus, in addition to the advantages that the reproduction device presents with regard to copying, that is to say a real advance speed always optimum with a relatively simple device and easy to adjust, we see that a lathe equipped with this device also has the advantage of being able to carry out an automatic cycle with several roughing passes before copying-roughing and copying-finishing, and without requiring, like the usual reproduction lathes, of, blank stops arranged on a large longitudinal barrel and delimiting the stroke of the successive passes.
In fact, with the device described, we have seen that the roughing of the part is obtained automatically and without any adjustment other than that of the depth of pass stops.