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SYSTEME DE CONTROLE PHOTOELECTRIQUE DE LA MANIPULATIONET DU TRAVAIL DE DIVERSES PIECES DE TRAVAIL, ET
MACHINE POUR LA REALISATION DU DIT SYSTEME.
Lettre rectificative jointe pour valoir comme de droit à la date du 11/10/55: page 6, ligne 20 : "15" doit être "26". page 7, ligne 2 : "20" doit être "29". page 7, ligne 18 : "accouplement 32" doit être "accouplement 34" et "arbre 32" doit être "arbre 30" . page 10, ligne 28 :"180 " doit être "90 ". page 11, lignes 10 et 11 : "72 ou 76" doit être "72 à 76". page 12, ligne 16 : supprimer le repère "97". page 14,ligne 4 : "21 et 22" doit être "11 et 12".
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Système de contrôle photoélectrique de la manipulation et du travail de diverses pièces de travail, et machine pour la réalisation du dit: système.
La présente invention concerne une solution du problème qui se pose fréquemment dans le domaine industriel, notamment de traduire rapidement et.exactement d'une manière automatique en travail effectif lès inscriptions des opérations faites sur un graphique de la pièce finie, après avoir mis en positions réciproques d'une manière automatique la pièce de travail et les outils de travail.
La solution de ce problème a pour origine et est basée sur la considération que n'importe'quelle position peut être définie par un système d'axes coordonnés du plan sur lequel la pièce de travail est posée, et qu'il est toujours possible de disposer d'un nombre adéquat d'outils pour les diverses
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opérations, devant être sélectivement actionnés par rapport à la {'édition relative réalisée entre la pièce de travail et les outils.
La présente invention concerne une méthode de contrôle photoélectrique de la manipulation et du travail de diverses pièces de travail, qui donne la'solution complète du problème mentionné ci-dessus et est caractérisée en ce que, en considérant dans la pièce de travail n'importe quel point devant être travaillé comme étant défini par l'abscisse et par l'ordonnée d'un système d'ordonnées tracées de manière imaginaire sur la pièce ,de travail, l'origine se trouvant en un point convenablement choisi, on utilise pour arrêter à des moments successifs la pièce de travail portée par un'chariot dans la position pour laquelle elle doit être travaillée par;
des outils de travail disposés transversalement sur le trajet du chariot, un ruban en matière appropriée flexible mais non-extensible et opaque dénommée ci-après "ruban principal", présentant le long de lignes longitu-. dinales parallèles, dé très petites.perforations correspondant aux points en abscisse de la pièce'qui doit être travaillée, en faisant passer le dit ruban appliqué étendu, parallèlement à la pièce de travail, sur des moyens de support du chariot de la pièce de travail comme ruban principal à travers une tête de contrôle ayant au moins une source de lumière et au moins une photocellule disposée sur les côtés opposés du ruban,
afin d'obtenir que la cellule excitée chaque fois qu'elle.est éclai- rée par la lumière de la source de lumière passant par l'un des trous du ruban, produise à cause de la dite excitation l'ar- rêt du chariot et par conséquent'de la pièce de travail et la mise en marche d'au moins l'un des outils.
En ce qui concerne la sélection automatique des outils devant être mis en opération, après le réglage ainsi obtenu de la pièce de travail, le système de contrôle selon la présente invention comprend un écran cylindrique enfermant une source de lumière et présentant aux points d'intersection de certaines génératrices avec des circonférences périphériques
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se trouvant dans le même plan, avec les lignes des abscisses du ruban principal, de très petits trous, placés en quinconce de manière appropriée, par lesquels pendant la rotation de l'écran effectuée par un relai de progression, au moins une cellule photoélectrique reçoit du courant pour provoquer la mise en travail des outils-correspondant au dit trou, lorsque,
pendant la rotation la lumière venant de la source de lumière frappe la cellule photoélectrique à travers un trou de l'écran.
L'un des objets de l'invention est également constitué par une machine pour la réalisation du système de contrôle mentionné ci-dessus, cette machine comprenant un châssis, un chariot pour la pièce de travail disposé avec ses roues sur des guides du dit châssis ; des bras horizontaux dans le chariot pour le support d'un ruban principal étendu longitudinalement sur la pièce de travail, pour déterminer les abscisses des points de la pièce de travail sur laquelle on doit travailler au moins un moteur électrique à frein'pour le contrôle du mouvement du chariot ; et une tête de contrôle photoélectrique pour les mouvements du chariot et dés opérations de travail avec au moins une source de lumière ;
au moins une cellule photoélectrique connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur avec le moteur du chariot et avec le frein correspondant de manière à arrêter le moteur et appliquer le frein lorsque la cellule reçoit du courant, un diaphragme plan à encoches situé entre la source de lumière et la cellule, au-dessus duquel passe le ruban perforé pendant son mouvement, en provoquant l'excitation de la cellule chaque fois.qu'un trou vient coincider avec les encoches du diaphragme, un écran cylindrique d'une autre source de lumière, accouplé à un sélecteur rotatif de progression qui au moyen d'une deuxième cellule photoélectrique et amplificateur correspondant,
peut contrôler les divers outils lorsque des trous dans le dit écran intersectent le plan
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contenant la. source de lumière et la cellule photoélectrique, et un tableau de distribution pour les divers contrôles.
D'autres-traits caractéristiques et avantages de la présente invention seront évidents de la description qui suit d'une machine de perforation basée sur l'invention, ainsi que des dessins ci-joints qui montrent de manière schématique un mode de réalisation de l'invention. Dans les dessins, Fig..l est une vue frontale de la machine.
Fig..2 en est une vue en plan.
Fig. 3 est une vue partielle, en coupe, de la même machine, le long de la ligne III-III de la fig. 2.
Fig.4 est une vue d'extrémité de la machine en regardant de ltextrémité de gauche de la fig. 1.
Fig. 4a montre un détail à échelle plus grande de la fig.4.
Fig. 5 est une vue frontale dtune tête spéciale de contrôle utilisée dans la machine de-la fige 1.
Fig. 6 en est une vue en plan.
Fig. 7 est une vue,; à échelle plus grande, analogue à celle de la fig. 5, avec le couvercle frontal et autres parties de la tête enlevées.
Fig. 8 est une coupe -de la tête de la fig. 5 faite le long de la ligne VIII-VIII de la fig. 7.
Fig. 9 est une coupe à échelle un peu plus grande, faite le long de la ligne IX-IX de la fig. 8.
Fig. 10 est une vue en plan de certaines parties montrées dans la fig. 9.
Fig. 11 est une coupe, à la même échelle que celle de la fig. 5, faite le long de la lignè'XI-XI de la fig. 7.
Fig. 12 est une vue partielle à échelle plus grande d'un ruban principal perforé utilisé en association avec la machine de la fig. 1.
Le mode de réalisation de la machine selon l'invention
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0t il1u;:. ",:,' d2Wns 1.':5 dessins ci-joints comprend un châssis rigide 1 fixé par exemple au plancher de la salle où la machine doit être employée. Des rails rigides 2 sont fixés au châssis et supportent un chariot 3 ayant des roues 4 avançant sur les rails 2 et supportant à son tour la pièce à travailler P.
Les roues 4 sont placées aux extrémités du chariot 3 ; d'autres paires de roues 4 disposées entre les extrémités du chariot 3 peuvent cependant être utilisées sur le chariot 3 chaque fois qu'il est nécessaire de garantir un mouvement sans sauts du chariot pendant que les outils travaillent la pièce P.
D,e plus, comme montré dans la fig. 4a, on peut prévoir des galets de retenue 5, connectés par des bras rigides 6 à des coussinets 7 des roues 4 et avançant en engagement par frotte- ment en-dessous d'une flasque 2' des rails 2 ; ces galets peuvent être utilisés pour. contrecarrer toute tendance du chariot à sauter hors de son plan pendant une opération de fabrication quelconque.
Des bras 8 fixés de manière rigide au chariot 3 et s. prolongeant vers l'extérieur et vers le bas du devant de la machine, comme montré dans les figs. 1 et 2, forment un support rigide pour un ruban principal 9 constitué par une matière opaque, flexible et non-extensible,prévue avec des 'trous, dont la fonction et l'emplacement seront expliqués plus loin.
Le dit ruban est étendu entre une'bride de serrage 11 qui vient buter contre l'extrémité inférieure externe du bras et de gauche 8, / une bride de serrage 12dont l'une des mâchoires est munie d'un bouton fileté 13 qui passe à travers un trou du bras de .droite $ et reçoit à son extrémité un écrou 14. Les mâchoires de la bride 11 peuventiêtre serrées par une vis 15 à l'extrémité.de gauche du ruban 9 de manière à retenir en position
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J.'. 1."1 i:x.t',.Wec. d. tl))1 manière bt1-a8 ;
s i,'4''i' la ;'1.ci liùê de its...la3, à la sortie de la bride 11, le i'iù<5:in 9 passe librement dans une encoche 16 à extrémité ouverte, formée dans le bras de gauche 8,' L'extrémité de droite du ruban est également fixée entre les mâchoires de la bride 12 au moyen d'une vis 17, et un ressort 18 enroulé sur le bouton 13 et coopérant avec deux rondelles 19 maintient le ruban 9 sous une tension prédéterminée d'après l'importance du serrage de l'écrou 14 sur le bouton 13. Le ruban 9 se meut par conséquent en correspondance exacte avec les mouvements du chariot 3, en passant à travers une tête de contrôle 20 décrite en détail plus tard, grâce à un passage à encoches 21 avec lequel la dite tête est prévue.
Le chariot 3 est muni d'une console 22 faisant saillie vers le bas et disposée à la partie centrale du chariot. Un moteur principal 23 est fixé en-dessous du chariot 3 et actionne un réducteur de vitesse conduit 24 au moyen d'un arbre 25, dont l'extrémité libre est suppqrtée d'une manière appropriée dans un coussinet de-la console 22. Un frein magnétique de verrouillage 15 est situé de telle manière qu'en faisant venir du courant au moteur 23 par les fils 27, le frein simultanément relâchera l'arbre 25 et permettra au moteur 23 de faire tourner le réducteur de vitesse 24.
Inversement, lorsque le courant électrique cesse de passer dans les fils 27, le frein 26 se fermera par exemple sous l'action d'un ressort avec,une force suffisante pour arrêter l'arbre 25, en empêchant cet arbre de continuer son mouvement, et caler également par conséquent le'réducteur de vitesse 24 et le réducteur conduit 28. Les fils'27 peuvent être enfermés dans une seule gaine flexible et être ainsi enroulés sur'une bobine ou poulie-(non montrée) pour être*allongés ou comprimés suivant les nécessités pendant le mouvement du chariot 3 de l'une des extrémités du châssis 1 à l'autre.
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A 1. 'ex bré i-*--;,,' 1:.±3.<ii;;roJ de la c<tç3le 22 se trouve ,,,=.,,jô a rc..'.'ion -iais sans slisseuent, un écrou 20 qui preiid ps¯xi 1, la -ion de l'engrenage conduit 28..La rapport de entre lés engrenages 24 et 28 est choisi d'après les caractéristiques du moteur.23 et d'après l'emploi auquel l'appareil est destiné. ' Par conséquent, lorsque le moteur 23 tourna, la rotation de l'engrenage 28 fait tourner l'écrou 29 en faisant tourner avec lui en même temps la console 22 et le chariot 3 le.long d'un arbre fileté 30 dans une direction qui dépend de la direction de rotation de l'écrou 29.
L'arbre fileté 30 est supporté par des piliers de support 31 fixés au châssis 1 et présentant des coussinets pour supporter les extrémités de l'arbre. Des colliers 30' sont prévus sur l'arbre 30, qui en permettent la rotation sans permettre le mouvement axial de l'arbre par rapport au châssis 1. Un accouple- ment flexible 32 relie l'extrémité de'gauche de l'arbre 30 avec ,un second moteur,33 qui sert pour les mouvements de précision.
L'accouplement',32 est connecté à l'arbre 32 du moteur par un réducteur de vitesse 35 qui permet''d'obtenir un rapport approprié de réduction de ,vitesse. Egalement pour le moteur 33, on prévoit un frein magnétique de'verrouillage 36 monté de manière rigide sur le châssis 1 avec le second moteur 33 qui reçoit du courant par les fils 37 et avec le réducteur de vitesse 35. Le frein de verrouillage 36 fonctionne par rapport au moteur 33 exactement de la même maniéré;que le fonctionnement du frein du verrouillage 26 par rapport au moteur 23.
L'arrangement est tel qu'en arrêtant le moteur 23 sans arrêter en même temps le moteur 33, ce moteur 33 fera tourner l'arbre 30 à une vitesse telle que le chariot 3 avancera le long des rails 2 à une vitesse moindre que la,-vitesse que le moteur 3 seul peut imprimer lorsqu'il',Agit par l'inter- médiaire du réducteur de vitesse 28 et de l'écrou 29.
Il est évidemment possible de disposer les choses de telle manière que lorsque le moteur principal reçoit du courant,
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le moteur secondaire 33 recevra également du courant pour déplacer le chariot 3-dans la même direction. Dans ce cas, la vitesse du chariot 3 sera au maximum, soit la somme de la vitesse fournie respectivement aussi bien par la rotation de l'écrou 29. au moyen'du moteur 23, que par la rotation de l'arbre 30 en direction supplémentaire au moyen du moteur 33.
Lorsque le moteur 23 ne reçoit plus de courant le moteur 33 continuera seul le mouvement du chariot 3 dans la même direction mais à une vitesse moindre. Ainsi, lorsque le moteur 33 est arrêté, on obtient ce résultat que le ruban 9, le chariot 3 et la pièce de travail P, sont arrêtés. Un arrêt du moteur 33 en même temps que l'arrêt du moteur principal 23 se produit cependant lorsque le chariot 3 atteint chaque extrémité, de sa limite de course sur les rails 2. En fait, à chaque extrémité le chariot 3 vient buter contre un levier 38 d'un commutateur limiteur 39. Quand chaque levier 38 a buté, les deux moteurs 23 et 33 ne reçoivent plus le courant et les deux freins 26 et 36 sont fermés pour arrêter le dispositif en entier qui reste au repos jusqu'à ce que le départ suivant soit amorcé par l'opérateur.
Du châssis 1 s'étendent vers le haut des piliers rigides 40 solidaires du châssis, auquel une poutre faisant pont 41 est fixée de manière rigide au-dessus du trajet du chariot 3 et de la pièce de travail P, la dite poutre recevant des outils. transversalement par rapport au dit trajet. Pour la simplicité on n'a illustré qu'un seul de ces-outils dans-les dessins, et notamment une presse à perforer.42', parmi de nombreux outils qui pourraient être montés sur le pont 41, par exemple pour des opérations de forage, alésage, perforation, contre-:*'' perforation, équarrissage et taraudage,* pour ne mentionner que quelques unes-des possibilités.
Il est bien entendu cependant que ces outils peuvent également être du type à tête rotative ayant par exemple un axe parallèle à l'axe du pont 41 pour effectuer une série d'opérations d'usinage dans chacune des positions de montage de l'outil transversal entre l'avant et
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l'arrière de la pièce P.
En se reportant à la presse 42, qui n'est montrée qu'à titre d'exemple comme l'un des outils possibles, elle peut recevoir une perforatrice 43 capable de tourner et de se déplacer vers le bas et vers le haut de manière automatique au moyen..d'une crémaillère 44 lorsque la pièce P est réglée etarrêtée en un point du ruban 9 pour lequel on détermine la sélection d'une opération d'usinage à faire effectuer par la presse 42, cette opération se faisant à chacun des points du,ruban principal 9 dans les mêmes conditions de sélection.
Un viseur optique 45 est prévu dans le pilier frontal 40 pour contrôler au moyen de fils croisés la précision de la position de travail du ou des outils par rapport à la pièce P.
Dans ce but, il est suffisant de placer sur la pièce P un point de repère auquel correspond un trou formé dans le ruban 9, et d'effectuer alors un réglage de la pièce P sur le chariot 3 et du ruban 9 entre ses brides de serrage aux extrémités jusqu'à ce que les fils croisés du viseur 45 viennent en coincidence avec le point de.repère.de la pièce P et avec la ligne verticale de l'outil destiné à agir sur la pièce P en ce point lorsque le chariot 3 est arrêté d'après le trou du ruban. La pièce P peut alors être définitivement fixée au chariot 3 et un cycle de travail peut commencer sur la première pièce,de travail et sur les suivantes.
La tête de contrôle 20 présente une enveloppe inférieure 46 et une enveloppe supérieure 47, respectivement fixées au châssis 1 au moyen de pattes 48 et 49. Un certain amortissage, relativement faible, peut être prévu entre le châssis 1 et les enveloppes 46, 47 pour faire centrer le passage 21 pour le ruban 9 à travers les côtés latéraux de la tête 20. Une séparation 50 s'étend à travers la partie supérieure de l'enveloppe inférieure 46 immédia- tement en-dessous du passage 21.
Des galets 51,52 montés en-dessous de la séparation @
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sur les côtés d'admission et de sortie respectivement de la tête 20 font saillie de la face supérieure de la séparation 50 à une distance suffisante pour engager le ruban 9 et le guider verticalement pendant son passage à travers les ouvertures 21 formées dans la tête'de contrôle 20..Les galets supérieurs
53 et 54 sont montés dans l'enveloppe supérieure 47 de la tête
20 et coopèrent respectivement avec des galets 51 et 52 pour maintenir le'ruban 9 en position verticale correcte. D'une manière similaire, pour maintenir le ruban 9 en position hori- zontale correcte, lorsque le ruban se déplace à travers la tête 20, on utilise des paires de galets verticaux 55 et 56.
La tête 20 présente un couvercle frontal formé en deux parties 57 et 58. Des ouvertures 59 peuvent être prévues dans la section de couvercle 57 dans un but de ventilation.
Un mécanisme électrique consistant en un relai intermé- diaire s'étend vers l'avant depuis l'enveloppe et son équipement mobile est connecté mécaniquement à un écran cylindrique 61. Une .
,console 62 est fixée au couvercle 58 qui supporte la partie externe 63 de l'arbre du dit relai, La partie interne du dit arbre est connectée à la partie externe 63 par un accouplement flexible 65. La partie interne 64 de l'arbre'est supportée par , une buselure 66 et est directement connectée à l'écran 61 aussi. bien pour le supporter concentriquement par'rapport à une lampe qui sera décrite plus loin que pour faire tourner l'écran pas à pas lorsque ce mouvement est effectué. La partie externe 63 de l'arbre porte un balai 68 pouvant tourner avec, et disposé au-dessus d'une série de contacts-'69 disposés circulairement le long d'un arc de 180 .
Le ruban principal 9 peut être fait en plastique flexible ou en une bande d'acier, ou en une autre-matière appropriée. De très petites perforations 71 sont estampées, ou obtenus d'une autre manière, dans le ruban 9 dont le diamètre est de l'ordre d'une fraction de millimètre. Ainsi qu'on peut le voir de la
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figure 12, un certain nombre d'alignements longitudinaux 72 à 76 de perforations sont prévus avec un espacement longitudinal entre les perforations.de chaque alignement correspondant à celui des opérations individuelles qui doivent être effectuées le long d'une abscisse d'une..
pièce de travail telle que la pièce P ou analogue, tandis que l'espacement transversal le long 'des ordonnées 77 ou 83 peut être n'importe lequel et n'est choisi qu'en rapport des caractéristiques de la structure du ruban et du nombre maximum de'lignes en abscisse qu'il doit contenir(cinq dans le mode de réalisation illustré). Avec les alignements 72 ou 76 du ruban 9 se trouvent disposées en hélice des paires planaires de trous 72' à 76' et traversant chaque moitié de l'écran cylindrique 61 destiné à être utilisé pour la sélection des outils de travail. L'écran 61 présente de plus deux amples encoches 84 diamétralement opposées, dont le but deviendra apparent de la description qui suit. ".
La paroi de séparation 50 de la' tête 20 couvre la partie supérieure de l'enveloppe inférieure à l'exception de trois des ouvertures transversales 85, 86 et-07. La dimension mesurée transversalement par rapport au ruban 9 de chacune de ces ouvertures est telle que chaque perforation du ruban 9 traversera les dites ouvertures quand le ruban 9 se déplace par rapport à elles. Une lampe 88 est placée au-dessus de l'ouverture 85 pour éclairer à travers celle-ci chaque fois qu'il y a une perforation 71 au-dessus de l'ouverture 85. La lampe sensibilise une photocellule 89. Un écran 90 est monté autour de la photo- cellule 89 pour délimiter la quantité de lumière reçue à celle transmise par une ou plusieurs perforations 71 lorsque chacune d'elles se trouve au-dessus de l'ouverture 85.
Des ouvertures plus larges 86 et 87 utilisent la lampe'91 comme source de lumière pour les photocellules 92 et 93 respectivement, chaque fois que les perforations 71 du ruban 9 et les passages 84 ou trous 72' à 76' de l'écran 61 viennent respectivement en
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Afin de contrôler la tête 20, un ventilateur 96 est prévu pour souffler de l'air vers le bas contre la face supérieure du ruban 9 et à travers les perforations 71. Grâce à cette opération, on élimine également des impuretés ou des poussières qui auraient pu obstruer l'une ou plusieurs des perforations 71 avant l'introduction du ruban 9 à l'intérieur de la tête de contrôle 20. L'air sortant de la partie inférieure 97 du ventilateur 96 passe,dans un conduit d'évacuation et peut être conduit à l'intérieur de l'enveloppe supérieure 47 de la tête 20 pour refroidir les lampes d'éclairage 88 et 91 et passer ensuite vers l'extérieur. Les lampes 88 et 91 sont fixées à l'intérieur de la tête de contrôle 20 à des plinthes connectées à la partie postérieure de l'enveloppe 47.
La machine décrite jusqu'ici comprend également un tableau de distribution 99 connecté de manière rigide au châssis 1 à proximité de'la tête de contrôle 20 sur laquelle se trouve disposés les boutons de contrôle 100a, 100b, 100c, et 100d qui agissent sur des circuits électriques.non-montres d'un type adapté à être placé sous le contrôle des photocellules 89, 92 et 93 par l'intermédiaire des amplificateurs relatifs 89', 92' et 93'. Sur le même tableau de distribution 99 se trouvent prévues des lampes-pilote 101 à 105 pour indiquer l'entrée en fonction des divers outils de travail correspondant aux abscisses 72 à 76.
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Dans l'assemblage d'une machine'du type décrit, les durées de freinage et les effets.de l'inertie des masses mobiles peuvent être soit calculées, soit estimées de manière empirique, par rapport aux,.caractéristiques de ce% diverses parties. Il est bien entendu que plus le diamètre des perforations du ruban
9 sera petit, plus la précision du mouvement pouvant être .. obtenue sera grande. 'Dans la pratique, les erreurs ne dépassent pas quelques centièmes de millimètre. D'autre part, l'alimen- tation du ruban 9 dans les trous de l'écran 61 empêche tout travail jusqu'à ce que les ordonnées soient superposées de manière exacte à l'ouverture 87, dont la largeur ne doit pas dépasser le diamètre des perforations du ruban 9.
Le fonctionnement de la machine décrite est comme suit :
Supposons par exemple que la machine se trouve au repos avec un chariot 3 non-chargé arrêté entre les commutateurs limiteurs 39. En poussant sur le bouton 100c, le courant sera envoyé au moteur 33 à faible vitesse qui èst démarré en "course de retour".
L'arbre 30 tournera ainsi pour actionner l'écrou 29 et la console'22 du chariot vers le commutateur limiteur 39 à gauche dans,la figure La disposition des circuits électriques, qui n'ont pas été montrés dans le dessin pour plus de clarté de ceux-ci, peut se,faire de telle manière que le démarrage du moteur 33 produise automatiquement le déserrage du frein 26 et par conséquent le'démarrage du moteur 23 en direction telle qu'il coopère avec le mouvement .
de rotation du moteur secondaire 33 et que les moteurs 33 et 23 continuent à déplacer le chariot 3 vers la gauche du dessin, même si le bouton 100c était libéré très peu de temps après avoir été poussé, jusqu'à ce que le bouton 100b soit poussé pour rompre le¯circuit et ramener la machine en position de repos ou jusqu'à ce que le chariét 3 rencontre le levier 38 du commutateur limiteur de gauche comme montré dans la figure 3, et qui a également pour fonction de rompre le circuit.
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Le chariot 3 étant arrêté en position de chargement, on peut y placer une pièce de travail P fixée de manière amovible au chariot 3. En même temps entre les brides de -serrage 21 et 22 on insère et on met en position un ruban principal 9 correspondant à l'opération d'usinage devant être réalisée sùr la pièce P. L'insertion .et l'enlèvement/du ruban
9 se font rapidement et facilement chaque fois que l'on désire réaliser un changement d'opération. De plus, la mise en coïnci- dence relative du ruban et de la première pièce de travail peut être-réalisée comme montré au commencement de la présente spécification.
La pièce P étant fixée au chariot 3 et un ruban principal 9 étant muni par exemple avec des perforations ' suivant la'figure 12, en position de coïncidence entre les brides 11 et 12, l'opérateur commencera la course vers' l'avant ou vers la droite du chariot en poussant sur le bouton 100a.
Ainsi on démarre le moteur secondaire33 en direction vers l'avant ou course de travail,;vers;la droite de la machine montrée dans la figure 3.' Les circuits électriques,peuvent être établis de la même manière que pour la course de retour, de telle manière que le démarrage'du moteur 33 produise la fermeture du circuit 'du moteur principal 23 dans la direction . de la course de travail.
Pendant le mouvement du chariot 3 sur lequel se trouve la pièce de travail P vers l'extrême droite de l'appareil, aucune impulsion n'est reçue par les photocellules 89, 92 et
93 jusqu'à ce que la lumière des lampes 88 et '91 soit supprimée de la partie non-perforée du ruban 9 qui recouvre les ouver- tures 85, 86 et 87. Le mouvement du chariot 3 continue par conséquent à la vitesse maximum permise par le moteur principal jusqu'à ce que la ligne des ordonnées 77 atteigne l'ouverture étroite 85. A ce moment, la photocellule 89 reçoit une impulsion de la lampe 88 à travers les perforations de la ligne
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d'ordonnées 77. Cette impulsion dûment amplifiée, est utilisée pour la suppression immédiate du courant du moteur principal 23.
Le freinage rapide du moteur 23 se produisant au moyen du serrage du frein 26 assure une décélération rapide de la course-avant du chariot 3 et de la pièce de travail'P qui continuent à se mouvoir à la vitesse réduite' produite par le moteur secondaire 33.
Ce moteur 33 continue à recevoir le courant jusqu'à ce que les perforations le long' de la ligne d'ordonnées 77 après avoir évité.l'ouverture plus large 86,se trouventen face de l'ouverture plus éroite 87. 1 Alors, la lumière de la lampe 91 qui passe à travers l'une des ouvertures de l'écran 61 et à travers l'ouverture 87 envoie uneimpulsion vers la photocellule 93.
Grâce cette impulsion, le courant ;du moteur secondaire 33 est coupé et le moteur est freiné immédiatement dans la position de
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'1 , t ' ' , <l ." JI' travail correcte avec l'outil prêt pour le démarrage d'une 1 1 f nouvelle opération d'usinage,déterminée.' ' far conséquente les .choses, doivent être menées de telle .ar cOr,équent, les e 'ose,5doiven-t être menées de telle .
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.la distante entre.l'ouverture' 85,µt l'ouverture 87 soit toujours .µlus Îtrlhd "qui,1 distance.makim@m nécessaire pour le freinage :du moteur 23. Cela peut. être réalisé en donnant à la distance
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entre 15 ouverurs ,$6 et 1$?, une valeur d'après la décéléra- tion du moteur principal pendant le freinage ou vice versa.
Il peut arriver que quelque perforation, soit déjà by-passée par l'ouverture 85 lorsque le chariot est arrêté, à cause de l'arrivée des perforations antérieures sur l'ouverture 87 Afin d'empêcher qu'au commencement d'un nouveau cycle d'avancement du chariot, celui-ci prenne une vitesse qui empêcherait ensuite son arrêt instantanné lorsque les perforations atteignent l'ouver- ture 87, on peut utiliser l'ouverture 86 et la photocellule 92.
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Cette photocellule, sous les impulsions de lumière qui l'attei- gnent par l'ouverture 86, produit d'une manière similaire à celle de la photocellule 89, l'interruption du courant du moteur principal en empêchant celui-ci de démarrer lorsque les perforations se trouvent déjà sur l'ouverture 86.
Afin que la photocellule 92-puisse effectuer d'une manière efficiente l'arrivée des perforations déjà situées dans l'intervalle entre les ouvertures 85 et 86, il est nécessaire que son bord situé le plus près.de l'ouverture 85 se trouve à une distance de cette ouverture telle que la vitesse que le système peut prendre dans l'intervalle soit moindre que la vitesse maximum, et telle qu'elle soit capable dans tous les cas d'être neutra- lisée par l'action de freinage dans l'intervalle entre le dit bord et le bord plus proche de l'ouverture 87.
De plus, si on doit également prévoir le cas où certaines perforations se trouvent situées dansl'intervalle entre les ouvertures 86 et 87 lorsque le chariot commence à nouveau à se mouvoir, il sera suffisant de plaper le démarreur du moteur principal sous le contrôle d'un relai de retardement, la durée de ce retardement n'étant pas moindre que le laps de temps que le ruban 9 prend pour passer par le dit intervalle, ou inversé- ment, pour donner au dit intervalle des dimensions d'après le retardement prédéterminé du relai.. ,
La nécessité de remplir ces doubles exigeances explique la nécessité d'une plus grande largeur pour l'ouverture 86 par rapport à celle de l'ouverture 8± et de l'ouverture 87.
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Chacune des ouvertures 8L 4eècran 61 doit évidemment être suffisamment grande pour assurer le passage de la lumière par les deux ouvertures 86 et 87 lorsque les perforations du ruban principal 9 recouvrent l'une ou 1''autre', ou les deux ouvertures.
Avec les deux moteurs à l'arrêt et la machine au repos dans la position de travail atteinte, l'opérateur pousse sur
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le coupon, sélecteur d'outil 100d. Alors commence la rotation progressive de l'arbre 64 et du balai 68 qui se déplace de l'un à l'autre des contacts fixes 69. La rotation angulaire inter- mittente de ,l'arbre 64 en correspondance par exemple avec la ligne d'ordonnées 77,,fera tourner l'écran 61 en direction opposée à celle des aiguilles d'une montre (figure 9) en amenant le trou 72' en alignement avec la perforation du ruban 9 située au point de croisement des lignes des abscisses 72 et ligne des ordonnées 77 avec l'ouverture 87.
Le balai 68 qui par suite de l'impulsion de lumière ainsi transmise à la cellule
83, s'arrête en engagement avec le contact relatif 69, ferme par l'intermédiaire du fil 67 et de l'un des fils 70, le circuit d'alimentation d'un outil déterminé qui effectuera son travail sur la pièce P en éclairant en même temps la lampe-pilote 101.
Chaque phase de travail est exécutée de la même manière, la dernière ayant lieu lorsque ,le balai 68 vient en engagement avec le contact correspondant au trou 76' qui laisse passer l'impulsion de lumière de la lampe 1941 par la perforation dans le ruban'situé au'point, de croisement des lignes d'abscisses 76 et ligne d'ordonnées 77 avec l'ouverture 87, vers la photo- cellule 93. Il est clair qu'on peut supprimer les lampes- pilotes 101 à 105 sans pour cela mettre en danger le travail de : la machine.
De plus, il est possible d'utiliser des moyens actionnés électriquement pour compter les opérations d'usinage effectuées dans chaque position, si on le 'désire, pour pouvoir par exemple contrôler également de manière automatique, si le nombre total d'opérations élémentaires réalisées correspond au nombre théorique prévu.
Les dits moyens compteurs.peuvent être également utilisés en combinaison avec un signal optique ou sonore pour révéler un travail intempestif de la machine.
Le circuit èst maintenant établi de telle manière que pendant que le relai se meut de la position de sélection
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initiale à la position finale, la machine peut à nouveau être réglée pour l'arrêt successif des moteurs et pour la -sélection successive,des outils de travail trouvés par la ligne des ordonnées 78. A l'achèvement des cinq opérations de travail 'en correspondance des., cinq perforations de -la ligne d'ordonnées 77 et retour du balai 68 à l'opération de départ, la machine est au repos et l'opérateur pousse à nouveau le bouton 100c pour faire partir à nouveau le chariot 3 dans la direction de l'alimentation de travail, en produisant le départ du moteur secondaire 33 à faible vitesse.
Cela produira à son tour la fermeture du circuit du moteur principal 23. Avec les deux moteurs '23 et 33 en-marche, le chariot 3 se meut en faisant avancer la ligne d'ordonnées suivante 78 vers la tête de contrôle à la vitesse combinée des deux moteurs, excepté dans le cas où c'est une question de déplacement d'une courte distance entre les deux lignes d'ordonnées, et dans ce cas, comme il a été dit ci-dessus, par l'effet combiné de l'ouverture 86 et de la ,photocellule 92, ou par l'effet combiné du relai de retardement ' inséré dans le circuit de départ du moteur principal, le démarrage du chariot se produit à vitesse réduite sous l'action du moteur secondaire seul.
, '
Lorsque toutes les opérations d'usinage ont été achevées, cqmme prévu, par le ruban 9, l'opérateur pousse le bouton 100b 'pour rompre le circuit.ou bien presse le bouton-avant 100a pour . envoyer le chariot 3 vers la droite jusqu'à ce qu'il vienne frapper le levier de droite du commutateur 39 pour achever le même résultat. Alors, le bout'on 100c peut être poussé pour envoyer le chariot 3 vers la gauche et commencer un nouveau cycle d'opérations. Pendant la course de retour de droite à gauche du chariot 3, les lampes 89 et 91 sont évidemment enle- vées du circuit.
Par conséquent, toute course de retour complète ou partielle se produira rapidement à la vitesse résultant de la
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combinaison de la vitesse dù moteur 23 et de la vitesse du moteur 33 agissant en direction opposée à celle correspondant à la course de travail vers l'avant.
Ainsi qu'on peut le voir de ce qui précède, au moyen de la machine selon.la présente invention, on peut obtenir un contrôle absolu et précis à tous moments.des opérations de travail dans les diverses positions. Il est clair que diverses modifications pourront être faites dans la machine telle que décrite sans sortir de la portée de l'invention.
Par exemple, le moteur'principal 23 peut être monté sur le châssis 1, tandis que le moteur secondaire 33 et l'arbre fileté 30 peuvent être connectés au chariot 3. L'opération de sélection des outils de travail, au lieu de se faire par le bouton 100d contrôlé à la main, peut\se faire également automa- tiquement comme conséquence de ltarrêt des deux moteurs. Egale- ment de manière automatique pourront-se produire les mouvements nécessaires pour le travail complet d'une pièce de travail, de sorte que l'opérateur n'aura pas à effectuer d'autres ma- noeuvres que le démarrage du cycle d'opérations.
De plus, quoique dans la description qui précède il a été supposé que dans toute opération de travail une ou plusieurs opérations d'usinage en alignement transversal peuvent avoir lieu comme conséquence des perforations dans chaque'ligne d'ordonnées du ruban principal 9, il est clair qu'il est également possible de disposer les choses de manière à avoir- dans une ligne déterminée d'ordonnées des perforations spéciales pour agir sur la pièce de travail en plus d'un point, même pas en alignement, pendant qu'elle se trouve en une position prédéterminée.
Enfin, quoique suivan le mode,de réalisation montré, le ruban principal 9 se déplace-de la même valeur que le chariot et la pièce de travail P, il est clair que le système de travail suivant la présente invention peut également utiliser un ruban principal ayant des longueurs différentes
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et des intervalles proportionnels entre ses perforations, qui avance à une vitesse ayant le même rapport par rapport à la vitesse du chariot que le rapport entre la longueur du ruban et la longuéur du chariot.
Ainsi par exemple on pourra utiliser un ruban principal ayant comme longueur la moitié de la longueur du chariot'dans lequel les lignes des ordonnées et les perforations de chacune sont disposées l'une par rapport à l'autre à une distance qui est la moitié de la distance existant entre les positions de travail respectives sur la pièce P et avançant à une vitesse qui est moitié de la vitesse du chariot.
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PHOTOELECTRIC CONTROL SYSTEM FOR THE HANDLING AND WORK OF VARIOUS WORKPIECES, AND
MACHINE FOR THE REALIZATION OF THE SAID SYSTEM.
Corrective letter attached to be valid on 10/11/55: page 6, line 20: "15" must be "26". page 7, line 2: "20" must be "29". page 7, line 18: "coupling 32" must be "coupling 34" and "shaft 32" must be "shaft 30". page 10, line 28: "180" must be "90". page 11, lines 10 and 11: "72 or 76" must be "72 to 76". page 12, line 16: delete the mark "97". page 14, line 4: "21 and 22" must be "11 and 12".
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Photoelectric control system for handling and working of various workpieces, and machine for carrying out said system.
The present invention relates to a solution of the problem which frequently arises in the industrial field, in particular of translating rapidly and exactly in an automatic manner into actual work the inscriptions of the operations made on a graph of the finished part, after having placed in positions automatically reciprocate the workpiece and the work tools.
The solution of this problem originates from and is based on the consideration that any position can be defined by a system of coordinated axes of the plane on which the workpiece is placed, and that it is always possible to have an adequate number of tools for the various
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operations, to be selectively actuated with respect to the relative editing performed between the workpiece and the tools.
The present invention relates to a method of photoelectric control of the handling and working of various workpieces, which gives the complete solution of the above-mentioned problem and is characterized in that, considering in the workpiece any which point to be worked as being defined by the abscissa and by the ordinate of a system of ordinates plotted in an imaginary way on the workpiece, the origin being at a suitably chosen point, one uses to stop at successive times the workpiece carried by un'chariot in the position for which it must be worked by;
working tools arranged transversely on the path of the carriage, a ribbon of suitable flexible but non-extensible and opaque material hereinafter referred to as "main ribbon", having along longitudinal lines. parallel dinals, very small dies. perforations corresponding to the points on the abscissa of the part which is to be worked, by passing the said extended applied tape, parallel to the workpiece, on the support means of the carriage of the workpiece as the main strip through a control head having at least one light source and at least one photocell disposed on opposite sides of the strip,
in order to obtain that the excited cell each time it is illuminated by the light of the light source passing through one of the holes in the strip, produces because of the said excitation the stopping of the carriage and consequently of the workpiece and the starting of at least one of the tools.
With regard to the automatic selection of the tools to be put into operation, after the adjustment thus obtained of the workpiece, the control system according to the present invention comprises a cylindrical screen enclosing a light source and presenting at the points of intersection of some generators with peripheral circumferences
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being in the same plane, with the lines of the abscissa of the main strip, very small holes, staggered in an appropriate manner, through which during the rotation of the screen carried out by a progress relay, at least one photoelectric cell receives of the current to cause the tools corresponding to the said hole to work, when,
during rotation the light coming from the light source hits the photocell through a hole in the screen.
One of the objects of the invention is also constituted by a machine for producing the control system mentioned above, this machine comprising a frame, a carriage for the work piece arranged with its wheels on guides of said frame. ; horizontal arms in the carriage for the support of a main band extended longitudinally on the work piece, to determine the abscissas of the points of the work piece on which one must work at least one electric motor with brake 'for the control of movement of the carriage; and a photoelectric control head for the movements of the carriage and the working operations with at least one light source;
at least one photoelectric cell connected by means of an amplifier with the motor of the carriage and with the corresponding brake so as to stop the motor and apply the brake when the cell receives current, a notched plane diaphragm located between the source light and the cell, over which passes the perforated tape during its movement, causing the excitation of the cell each time a hole coincides with the notches of the diaphragm, a cylindrical screen of another source of light, coupled to a rotary progress selector which by means of a second photocell and corresponding amplifier,
can control the various tools when holes in said screen intersect the plane
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containing the. light source and photocell, and a distribution board for the various controls.
Further characteristic features and advantages of the present invention will be evident from the following description of a perforating machine based on the invention, as well as from the accompanying drawings which schematically show one embodiment of the invention. invention. In the drawings, Fig. 1 is a front view of the machine.
Fig..2 is a plan view.
Fig. 3 is a partial view, in section, of the same machine, along the line III-III of FIG. 2.
Fig.4 is an end view of the machine looking from the left end of Fig. 1.
Fig. 4a shows a detail on a larger scale of fig.4.
Fig. 5 is a front view of a special control head used in the freeze machine 1.
Fig. 6 is a plan view.
Fig. 7 is a view; on a larger scale, similar to that of FIG. 5, with the front cover and other parts of the head removed.
Fig. 8 is a sectional view of the head of FIG. 5 taken along the line VIII-VIII of FIG. 7.
Fig. 9 is a section on a somewhat larger scale, taken along the line IX-IX of fig. 8.
Fig. 10 is a plan view of certain parts shown in FIG. 9.
Fig. 11 is a section, on the same scale as that of FIG. 5, taken along the line XI-XI of fig. 7.
Fig. 12 is a partial view on a larger scale of a perforated main tape used in association with the machine of FIG. 1.
The embodiment of the machine according to the invention
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0t il1u;:. ",:, 'd2Wns 1.': 5 attached drawings comprises a rigid frame 1 fixed for example to the floor of the room where the machine is to be used. Rigid rails 2 are fixed to the frame and support a trolley 3 having wheels 4 advancing on the rails 2 and in turn supporting the workpiece P.
The wheels 4 are placed at the ends of the carriage 3; other pairs of wheels 4 arranged between the ends of the carriage 3 can however be used on the carriage 3 whenever it is necessary to guarantee a movement without jumps of the carriage while the tools are working the part P.
D, e plus, as shown in fig. 4a, it is possible to provide retaining rollers 5, connected by rigid arms 6 to bearings 7 of the wheels 4 and advancing in frictional engagement below a flange 2 'of the rails 2; these rollers can be used for. counteract any tendency for the cart to jump out of its plane during any manufacturing operation.
Arms 8 rigidly fixed to the carriage 3 and s. extending outwards and downwards from the front of the machine, as shown in figs. 1 and 2, form a rigid support for a main tape 9 made of an opaque, flexible and non-stretchable material provided with holes, the function and location of which will be explained later.
Said tape is extended between a clamping flange 11 which abuts against the outer lower end of the arm and left 8, / a clamping flange 12, one of the jaws of which is provided with a threaded button 13 which passes through through a hole in the right arm $ and receives at its end a nut 14. The jaws of the flange 11 can be tightened by a screw 15 at the left end of the tape 9 so as to retain in position
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J. '. 1. "1 i: x.t ',. Wec. D. Tl)) 1 way bt1-a8;
if, '4''i' la; '1.ci liùê de its ... la3, at the exit of the flange 11, the i'iù <5: in 9 passes freely in a notch 16 with open end, formed in the left arm 8, 'The right end of the tape is also fixed between the jaws of the flange 12 by means of a screw 17, and a spring 18 wound on the button 13 and cooperating with two washers 19 maintains the tape 9 under a predetermined tension according to the extent of tightening of the nut 14 on the button 13. The tape 9 therefore moves in exact correspondence with the movements of the carriage 3, passing through a control head 20 described in detail later, through a notched passage 21 with which said head is provided.
The carriage 3 is provided with a console 22 projecting downwards and disposed at the central part of the carriage. A main motor 23 is fixed below the carriage 3 and operates a speed reducer driven 24 by means of a shaft 25, the free end of which is suitably supported in a bearing of the console 22. A Magnetic locking brake 15 is located such that by drawing current to motor 23 through wires 27, the brake will simultaneously release shaft 25 and allow motor 23 to rotate speed reducer 24.
Conversely, when the electric current ceases to pass through the wires 27, the brake 26 will for example close under the action of a spring with sufficient force to stop the shaft 25, preventing this shaft from continuing its movement, and therefore also wedge the speed reducer 24 and the drive reducer 28. The wires 27 can be enclosed in a single flexible sheath and thus be wound on a spool or pulley (not shown) to be stretched or compressed. according to the needs during the movement of the carriage 3 from one end of the frame 1 to the other.
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A 1. 'ex bré i - * -; ,,' 1:. ± 3. <Ii ;; roJ of c <tç3le 22 is found ,,, =. ,, jô a rc .. '.' Ion -iais without slisseuent, a nut 20 which preiid ps¯xi 1, the -ion of the gear drives 28..The ratio of between the gears 24 and 28 is chosen according to the characteristics of the engine. 23 and according to the use for which the device is intended. Therefore, when the motor 23 is rotated, the rotation of the gear 28 rotates the nut 29 while simultaneously rotating the bracket 22 and the carriage 3 along a threaded shaft 30 in one direction. which depends on the direction of rotation of the nut 29.
The threaded shaft 30 is supported by support pillars 31 fixed to the frame 1 and having bearings for supporting the ends of the shaft. Collars 30 'are provided on the shaft 30 which allow its rotation without allowing axial movement of the shaft relative to the frame 1. A flexible coupling 32 connects the left end of the shaft 30. with a second motor, 33 which is used for precision movements.
The coupling 32 is connected to the motor shaft 32 by a speed reducer 35 which enables a suitable speed reduction ratio to be obtained. Also for the motor 33, a magnetic locking brake 36 is provided rigidly mounted on the frame 1 with the second motor 33 which receives current through the wires 37 and with the speed reducer 35. The locking brake 36 operates. with respect to motor 33 in exactly the same manner; as the operation of the locking brake 26 with respect to motor 23.
The arrangement is such that by stopping the motor 23 without at the same time stopping the motor 33, this motor 33 will turn the shaft 30 at a speed such that the carriage 3 will advance along the rails 2 at a speed less than the speed. , -speed that the motor 3 alone can print when it ', Acts through the speed reducer 28 and the nut 29.
It is obviously possible to arrange things in such a way that when the main motor receives current,
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the secondary motor 33 will also receive current to move the carriage 3- in the same direction. In this case, the speed of the carriage 3 will be at the maximum, that is to say the sum of the speed provided respectively by the rotation of the nut 29 by means of the motor 23, and by the rotation of the shaft 30 in the direction additional by means of the motor 33.
When the motor 23 no longer receives current, the motor 33 alone will continue the movement of the carriage 3 in the same direction but at a lower speed. Thus, when the motor 33 is stopped, this result is obtained that the tape 9, the carriage 3 and the workpiece P are stopped. A stopping of the motor 33 at the same time as the stopping of the main motor 23 occurs, however, when the carriage 3 reaches each end of its limit of travel on the rails 2. In fact, at each end the carriage 3 abuts against a lever 38 of a limit switch 39. When each lever 38 has stopped, the two motors 23 and 33 no longer receive the current and the two brakes 26 and 36 are closed to stop the entire device which remains at rest until that the next departure is initiated by the operator.
From the frame 1 extend upwards the rigid pillars 40 integral with the frame, to which a bridge beam 41 is rigidly fixed above the path of the carriage 3 and of the work piece P, said beam receiving tools. . transversely to said path. For simplicity, only one of these tools has been illustrated in the drawings, and in particular a perforating press. 42 ', among many tools which could be mounted on the bridge 41, for example for operations of drilling, reaming, perforating, counter -: * '' perforating, squaring and tapping, * to mention just a few of the possibilities.
It is of course understood, however, that these tools can also be of the rotary head type having for example an axis parallel to the axis of the bridge 41 in order to perform a series of machining operations in each of the mounting positions of the transverse tool. between the front and
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back of room P.
Referring to the press 42, which is shown only as an example as one of the possible tools, it may receive a hole punch 43 capable of rotating and moving down and up in such a manner. automatic by means of a rack 44 when the part P is adjusted and stopped at a point on the strip 9 for which the selection of a machining operation to be performed by the press 42 is determined, this operation being performed by each points of the main strip 9 under the same selection conditions.
An optical sight 45 is provided in the front pillar 40 to control, by means of crossed wires, the precision of the working position of the tool or tools with respect to the part P.
For this purpose, it is sufficient to place on the part P a reference point to which corresponds a hole formed in the strip 9, and then to carry out an adjustment of the part P on the carriage 3 and of the strip 9 between its clamps. tightening at the ends until the crossed wires of the aiming device 45 coincide with the reference point of the part P and with the vertical line of the tool intended to act on the part P at this point when the carriage 3 is stopped from the tape hole. The part P can then be definitively fixed to the carriage 3 and a work cycle can begin on the first part, work and on the following ones.
The control head 20 has a lower casing 46 and an upper casing 47, respectively fixed to the frame 1 by means of lugs 48 and 49. Some relatively low damping can be provided between the frame 1 and the casings 46, 47 for center passage 21 for tape 9 through the lateral sides of head 20. A partition 50 extends through the top of lower casing 46 immediately below passage 21.
Rollers 51,52 mounted below the partition @
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on the inlet and outlet sides respectively of the head 20 protrude from the upper face of the partition 50 at a sufficient distance to engage the tape 9 and guide it vertically during its passage through the openings 21 formed in the head ' control 20..The upper rollers
53 and 54 are mounted in the upper casing 47 of the head
20 and cooperate respectively with rollers 51 and 52 to maintain le'ruban 9 in the correct vertical position. Similarly, to keep the tape 9 in the correct horizontal position, as the tape moves through the head 20, pairs of vertical rollers 55 and 56 are used.
The head 20 has a front cover formed in two parts 57 and 58. Openings 59 may be provided in the cover section 57 for the purpose of ventilation.
An electrical mechanism consisting of an intermediate relay extends forwardly from the casing and its movable equipment is mechanically connected to a cylindrical screen 61. A.
, console 62 is fixed to the cover 58 which supports the outer part 63 of the shaft of said relay, The inner part of said shaft is connected to the outer part 63 by a flexible coupling 65. The inner part 64 of the shaft ' is supported by a nozzle 66 and is directly connected to the screen 61 as well. well for supporting it concentrically with respect to a lamp which will be described later than for rotating the screen step by step when this movement is carried out. The outer part 63 of the shaft carries a brush 68 capable of rotating with, and disposed above a series of contacts -'69 arranged circularly along an arc of 180.
The main tape 9 can be made of flexible plastic or a steel strip, or other suitable material. Very small perforations 71 are stamped, or obtained in another way, in the tape 9, the diameter of which is of the order of a fraction of a millimeter. As can be seen from the
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Figure 12, a number of longitudinal alignments 72 to 76 of perforations are provided with a longitudinal spacing between the perforations. each alignment corresponding to that of the individual operations which are to be performed along an abscissa of a.
workpiece such as workpiece P or the like, while the transverse spacing along ordinates 77 or 83 can be any and is only chosen in relation to the characteristics of the ribbon structure and the number maximum of lines in abscissa that it must contain (five in the illustrated embodiment). With the alignments 72 or 76 of the tape 9 there are helically arranged planar pairs of holes 72 'to 76' and passing through each half of the cylindrical screen 61 intended to be used for the selection of the working tools. The screen 61 further has two large diametrically opposed notches 84, the purpose of which will become apparent from the following description. ".
The partition wall 50 of the head 20 covers the upper part of the lower casing except for three of the transverse openings 85, 86 and-07. The dimension measured transversely with respect to the strip 9 of each of these openings is such that each perforation of the strip 9 will pass through said openings when the strip 9 moves relative to them. A lamp 88 is placed above the opening 85 to illuminate therethrough whenever there is a perforation 71 above the opening 85. The lamp sensitizes a photocell 89. A screen 90 is provided. mounted around the photocell 89 to limit the quantity of light received to that transmitted by one or more perforations 71 when each of them is above the opening 85.
Wider apertures 86 and 87 use lamp 91 as the light source for photocells 92 and 93 respectively, whenever the perforations 71 of tape 9 and passages 84 or holes 72 'to 76' of screen 61 come. respectively in
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In order to control the head 20, a fan 96 is provided to blow air downwards against the upper face of the tape 9 and through the perforations 71. Thanks to this operation, impurities or dust which may have been removed are also removed. could obstruct one or more of the perforations 71 before the introduction of the tape 9 inside the control head 20. The air leaving the lower part 97 of the fan 96 passes into an exhaust duct and can be led inside the upper casing 47 of the head 20 to cool the lighting lamps 88 and 91 and then pass to the outside. The lamps 88 and 91 are fixed inside the control head 20 to plinths connected to the rear part of the casing 47.
The machine described so far also comprises a distribution board 99 rigidly connected to the frame 1 near the control head 20 on which are located the control buttons 100a, 100b, 100c, and 100d which act on non-watch electric circuits of a type suitable for being placed under the control of the photocells 89, 92 and 93 by means of the relative amplifiers 89 ', 92' and 93 '. On the same distribution board 99 are provided pilot lamps 101 to 105 to indicate the entry into function of the various work tools corresponding to abscissas 72 to 76.
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In assembling a machine of the type described, the braking times and the effects of the inertia of the moving masses can be either calculated or empirically estimated, with respect to the characteristics of this various parts. . It is understood that the greater the diameter of the perforations of the tape
The smaller the 9, the greater the precision of movement that can be obtained. 'In practice, errors do not exceed a few hundredths of a millimeter. On the other hand, the feeding of the tape 9 into the holes of the screen 61 prevents any work until the ordinates are exactly superimposed on the opening 87, the width of which must not exceed the diameter of tape perforations 9.
The operation of the described machine is as follows:
Suppose for example that the machine is at rest with an unloaded carriage 3 stopped between limit switches 39. By pushing button 100c, current will be sent to motor 33 at low speed which is started in "return stroke". .
The shaft 30 will thus rotate to actuate the nut 29 and the console '22 of the carriage towards the limit switch 39 on the left in the figure The layout of the electrical circuits, which have not been shown in the drawing for clarity of these, can be done in such a way that the starting of the motor 33 automatically produces the release of the brake 26 and consequently the starting of the motor 23 in the direction such that it cooperates with the movement.
of rotation of the secondary motor 33 and that the motors 33 and 23 continue to move the carriage 3 to the left of the drawing, even if the button 100c was released very shortly after being pushed, until the button 100b is pushed to break the circuit and return the machine to the rest position or until the chariét 3 meets the lever 38 of the left limit switch as shown in figure 3, and which also has the function of breaking the circuit.
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The carriage 3 being stopped in the loading position, it is possible to place a work piece P removably fixed to the carriage 3. At the same time between the clamps 21 and 22, a main tape 9 is inserted and placed in position. corresponding to the machining operation to be performed on the part P. The insertion .and removal / of the tape
9 are done quickly and easily each time you want to make a change of operation. In addition, the relative coincidence of the ribbon and the first workpiece can be achieved as shown at the beginning of this specification.
The part P being fixed to the carriage 3 and a main strip 9 being provided for example with perforations' according to the figure 12, in a position of coincidence between the flanges 11 and 12, the operator will start the stroke forwards or to the right of the carriage by pushing button 100a.
Thus we start the secondary motor33 in a forward direction or working stroke, towards the right of the machine shown in figure 3. ' The electric circuits, can be established in the same way as for the return stroke, so that the starting of the motor 33 produces the closing of the circuit of the main motor 23 in the direction. of the working race.
During the movement of the carriage 3 on which the workpiece P is located towards the extreme right of the apparatus, no impulse is received by the photocells 89, 92 and
93 until the light of lamps 88 and '91 is removed from the unperforated part of the tape 9 which covers the openings 85, 86 and 87. The movement of the carriage 3 therefore continues at the maximum permitted speed. by the main motor until the ordinate line 77 reaches the narrow opening 85. At this time, the photocell 89 receives a pulse from the lamp 88 through the perforations of the line.
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of ordinates 77. This pulse, duly amplified, is used for the immediate suppression of the current of the main motor 23.
The rapid braking of the motor 23 occurring by means of the application of the brake 26 ensures rapid deceleration of the forward stroke of the carriage 3 and of the workpiece 'P which continue to move at the reduced speed' produced by the secondary motor 33.
This motor 33 continues to receive current until the perforations along the ordinate line 77 after avoiding the wider opening 86, are opposite the narrower opening 87. Then, light from lamp 91 passing through one of the openings of screen 61 and through opening 87 sends a pulse to photocell 93.
Thanks to this pulse, the current of the secondary motor 33 is cut off and the motor is braked immediately in the position of
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'1, t' ', <l. "JI' correct work with the tool ready for the start of a new, determined machining operation. ' Therefore, things must be carried out in such a way because, equitably, they must be carried out in such a way.
, so that for any mass,: and any weight of carriage 3 and
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part 'P,, rd7me s; the,' main motor 23, turns' 'at the.' speed @ @, higher ':' and under the most unfavorable load conditions,
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.the distance between.opening '85, µt opening 87 is always .µlus Îtrlhd "which, 1 distance.makim@m necessary for braking: of motor 23. This can. be achieved by giving the distance
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between 15 openings, $ 6 and $ 1 ?, a value according to the deceleration of the main motor during braking or vice versa.
It may happen that some perforation is already bypassed through the opening 85 when the carriage is stopped, because of the arrival of the previous perforations on the opening 87 In order to prevent the beginning of a new cycle advancement of the carriage, the latter assumes a speed which would then prevent its instantaneous stopping when the perforations reach the opening 87, the opening 86 and the photocell 92 can be used.
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This photocell, under the pulses of light which reach it through the opening 86, produces in a manner similar to that of the photocell 89, the interruption of the current of the main motor by preventing it from starting when the perforations are already on opening 86.
In order that the photocell 92-can efficiently effect the arrival of the perforations already located in the interval between the openings 85 and 86, it is necessary that its edge located closest to the opening 85 is at a distance from this opening such that the speed that the system can take in the interval is less than the maximum speed, and such that it is capable in all cases of being neutralized by the braking action in the 'interval between said edge and the edge closer to the opening 87.
In addition, if it is also necessary to provide for the case where certain perforations are located in the interval between the openings 86 and 87 when the carriage again begins to move, it will be sufficient to stuck the starter of the main motor under the control of a delay relay, the duration of this delay not being less than the time that the tape 9 takes to pass through said interval, or vice versa, to give said interval dimensions according to the predetermined delay relay ..,
The need to meet these double requirements explains the need for a greater width for the opening 86 compared to that of the opening 8 ± and the opening 87.
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Each of the openings 8L 4th screen 61 must obviously be large enough to allow the passage of light through the two openings 86 and 87 when the perforations of the main tape 9 cover one or the other, or both openings.
With both motors stopped and the machine at rest in the working position reached, the operator pushes on
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the coupon, tool selector 100d. Then begins the progressive rotation of the shaft 64 and of the brush 68 which moves from one to the other of the fixed contacts 69. The intermittent angular rotation of the shaft 64 in correspondence for example with the line d 'ordinates 77,, will rotate the screen 61 in a direction opposite to that of the needles of a clock (figure 9) bringing the hole 72' in alignment with the perforation of the tape 9 located at the point of intersection of the lines of the abscissa 72 and ordinate line 77 with opening 87.
The broom 68 which as a result of the light pulse thus transmitted to the cell
83, stops in engagement with the relative contact 69, closes by means of the wire 67 and one of the wires 70, the supply circuit of a determined tool which will perform its work on the part P by illuminating at the same time the modeling lamp 101.
Each working phase is carried out in the same way, the last taking place when the brush 68 comes into engagement with the contact corresponding to the hole 76 'which allows the light pulse of the lamp 1941 to pass through the perforation in the ribbon' located at the point of intersection of the abscissa lines 76 and ordinate line 77 with the opening 87, towards the photocell 93. It is clear that the pilot lamps 101 to 105 can be omitted without doing so. endanger the work of: the machine.
In addition, it is possible to use electrically actuated means to count the machining operations performed in each position, if desired, for example to be able for example also to automatically check whether the total number of elementary operations performed. corresponds to the expected theoretical number.
Said means counters can also be used in combination with an optical or sound signal to reveal untimely work of the machine.
The circuit is now established in such a way that while the relay moves from the selection position
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initial position in the final position, the machine can again be set for the successive stopping of the motors and for the successive selection of the working tools found by the ordinate line 78. On completion of the five working operations in correspondence of., five perforations of the ordinate line 77 and return of the brush 68 to the starting operation, the machine is at rest and the operator pushes button 100c again to start the carriage 3 again in the direction of the work feed, producing the start of the secondary motor 33 at low speed.
This in turn will cause the main motor 23 circuit to close. With both motors '23 and 33 running, carriage 3 moves forward advancing the next ordinate line 78 towards the control head at the combined speed. of the two motors, except in the case where it is a matter of moving a short distance between the two ordinate lines, and in this case, as has been said above, by the combined effect of the 'opening 86 and of the photocell 92, or by the combined effect of the delay relay' inserted in the starting circuit of the main motor, the starting of the carriage takes place at reduced speed under the action of the secondary motor alone.
, '
When all the machining operations have been completed, as expected, by the tape 9, the operator pushes the button 100b 'to break the circuit. Or else presses the front button 100a for. send carriage 3 to the right until it hits the right lever of switch 39 to achieve the same result. Then, the button 100c can be pushed to send the carriage 3 to the left and start a new cycle of operations. During the return stroke from right to left of the carriage 3, the lamps 89 and 91 are obviously removed from the circuit.
Therefore, any full or partial return stroke will occur rapidly at the speed resulting from the
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combination of the speed of the motor 23 and the speed of the motor 33 acting in the direction opposite to that corresponding to the forward working stroke.
As can be seen from the above, by means of the machine according to the present invention, absolute and precise control can be achieved at all times of the working operations in the various positions. It is clear that various modifications could be made in the machine as described without departing from the scope of the invention.
For example, the main motor 23 can be mounted on the frame 1, while the secondary motor 33 and the threaded shaft 30 can be connected to the carriage 3. The operation of selecting the working tools, instead of being done by hand-controlled button 100d, can also be done automatically as a consequence of stopping both motors. The movements necessary for the complete work of a workpiece can also be produced automatically, so that the operator will not have to perform other maneuvers than the start of the operating cycle. .
Furthermore, although in the foregoing description it has been assumed that in any working operation one or more transverse alignment machining operations may take place as a consequence of the perforations in each ordinate line of the main tape 9, it is clear that it is also possible to arrange things so as to have - in a given line of ordinates special perforations to act on the workpiece in more than one point, not even in alignment, while it is found in a predetermined position.
Finally, although following the embodiment shown, the main tape 9 moves by the same amount as the carriage and the workpiece P, it is clear that the work system according to the present invention can also use a main tape. having different lengths
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and proportional intervals between its perforations, which advance at a speed having the same ratio to the speed of the carriage as the ratio of the length of the tape to the length of the carriage.
Thus, for example, it is possible to use a main tape having as a length half the length of the carriage, in which the ordinate lines and the perforations of each are arranged with respect to each other at a distance which is half of the distance existing between the respective working positions on the workpiece P and advancing at a speed which is half the speed of the carriage.