Ensemble constitué par au moins une machine automatique et<B>un</B> dispositif de commande de cette dernière L'objet de la présente invention est un en semble constitué par au moins une machine automatique et un dispositif de commande de cette dernière.
Une telle machine peut, par exemple, être une machine-outil.
Selon la présente invention, la machine au tomatique est conduite hydrauliquement et les opérations des circuits hydrauliques sont com mandés par des circuits électriques contrôlés par un organe central susceptible de répéter indéfiniment une suite d'ordres qu'il est pos sible de fixer à volonté en disposant des élé ments de contact sur un tableau de présélec tion.
Le dessin annexé montre une forme d'exé cution de l'objet de l'invention, donnée à titre d'exemple, dans le cas d'un tour automatique.
La fig. 1 illustre les deux opérations que l'on se propose d'exécuter sur une pièce cy lindrique.
La fig. 2 montre le tableau de présélection correspondant.
La fig. 3 représente une fiche de contact destinée à être introduite dans ce tableau et à venir en prise avec des éléments de contact qui y sont adjoints.
La fig. 4 est un schéma de la partie élec trique de l'ensemble, dont la partie hydrauli- que que ce schéma contrôle n'a pas été repré sentée et ne sera pas non plus décrite en détail.
Les fig. 5 et 6 représentent une forme d'exécution de l'armoire de commande. La fig. 5 en est la vue de face tandis que la fig. 6 en est la vue de profil.
Soit donc, à la fig. 1, une pièce cylindri que 1, que deux outils 2 et 3 doivent attaquer, le premier en avançant axialement, dans le but de tourner la surface intérieure 4 de la pièce cylindrique 1, et le second en avançant radia- lement en direction de l'axe, dans le but de surfacer l'extrémité annulaire 5.
Ces opérations exigent les mouvements suivants La première opération, c'est-à-dire le tour nage, une avance longitudinale du chariot por tant l'outil 2, à une vitesse donnée et d'une longueur prédéterminée, tandis que la pièce 1 tourne à une vitesse également prédéterminée.
Puis le déclenchement de la seconde opé ration, le surfaçage, soit l'avance transversale du chariot portant l'outil 3 également à une vitesse donnée, dans des limites données et pendant que la pièce tournera à une vitesse que l'on supposera ici être la même que pour le tournage. Après cela, les outils devront revenir à leurs positions de départ et la machine s'arrê ter ou au contraire les opérations s'enchainer comme précédemment.
Le tableau de présélection de la fig. 2 sera censé permettre de fixer un tel programme de travail.
Les trous des fiches de contact qui le cou vrent selon les points d'intersection d'un ré seau orthogonal concernent, lu dans le sens vertical et de haut en bas dans chaque co lonne a) La possibilité de déterminer la mise en oeuvre de trois butées, destinées à fixer trois longueurs de déplacement des chariots.
b) La détermination du choix de l'un quel conque de trois chariots que l'on veut faire avancer. c) Le choix de l'une de deux vitesses d'avance des outils par tour de la pièce.
d) L'arrêt de la machine en fin d'une opé ration ou au contraire la possibilité de lui faire enchainer l'opération suivante.
e) Le choix de l'une de deux vitesses de rotation de la pièce à usiner.
f) Le contrôle d'autres opérations éven tuelles.
Quant aux colonnes elles-mêmes, elles se rapportent chacune à une opération, soit par exemple le tournage pour la première colonne et le surfaçage pour la seconde colonne, dans lesquelles les fiches correspondant à ces opé rations sont supposées en place.
On a ainsi pour le tournage, opération N 1, première colonne Une fiche 6 déterminant le choix du groupe d'électro-aimants A ce qui déterminera le choix du chariot No 1, supposé être le chariot por teur de l'outil 2 ; une fiche 7 fixant la valeur de l'avance de ce chariot par tour de la pièce ; et une fiche 8 en fixant la course par le choix de la butée No 1 ; enfin une fiche 9 pour fixer le nombre de tours par minute de la pièce à usiner; et une fiche 10 dite de suite , destinée à préparer l'enchaînement de l'opération sui vante.
On a ensuite pour le surfaçage, opération N 2, deuxième colonne Une fiche 11 déterminant le choix du groupe d'électro-aimants C ce qui déterminera le choix du chariot M, 3 supposé être le cha riot porteur de l'outil 3 ; une fiche 12 fixant la valeur de l'avance de ce chariot par tour de la pièce ; et une fiche 13 en fixant la course par le choix de la butée No 2 ; enfin une fiche 14 de suite , destinée à préparer l'enchaînement de l'opération sui vante, non décrite en détail, soit par exemple le retour des outils à leur position de départ puis l'arrêt de la machine par l'absence d'une nouvelle cheville de suite.
La fiche 9 n'a par contre pas sa répéti tion dans la deuxième colonne, étant supposé que le surfaçage s'effectue avec le même nom bre de tours par minute que le tournage.
Ces fiches, toutes de fabrication identique, sont conçues selon l'exemple représenté en coupe à la fig. 3. Elles comportent une tige 15 en matière conductrice émergeant d'un corps en matière isolante 16 entouré sur une partie de sa hauteur d'une douille 17 égale ment en matière conductrice, mais non reliée à la tige 15 et de plus grand diamètre que cette dernière.
Or, au-dessous des trous de fiches du ta bleau de la fig. 2 sont disposées des séries de lames de contact et de plots que l'introduction des fiches dans lesdits trous mettent en com munication de manière à constituer des cir cuits bien déterminés.
Le schéma partiel de la fig. 4 montre entre autres les fiches que l'on vient de citer, occu pant leurs positions respectives, et permet d'ex pliquer comment elles déclenchent et enchai- nent les opérations propres à exécuter le travail que l'on s'est fixé. Les références sont les mêmes que celles du tableau de la fig. 2, de même que sont reproduites les colonnes de trous No 1 et No 2 de ce tableau. Quant aux lames de contact, seules celles utiles à la compréhension de ce qui va suivre ont été numérotées ; elles portent les références 18 à 39.
De ces dernières, les groupes 18, 21, 23, 25, 27, 29 d7une part, et 31, 34, 36, 38 et deux autres lames 80 et 81 sont périodique ment alimentées par un distributeur composé d'un cylindre 40, sur lequel sont disposés des groupes de plots correspondants 41 à 46 et 47 à 52 qu'un contact composé d'un charbon 53 monté rotativement sur un disque 54 co axial au cylindre 40 balaye en parcourant la surface dudit cylindre dans le sens de la flè che 55.
Dans ce but, un moteur 56 entraîne une vis sans fin 57 engrenant avec une denture hélicoïdale correspondante, solidaire du dis que 54.
Le courant d'alimentation de l'ensemble arrive aux bornes 58 et 59, dont la première n'est rien d'autre que le bâti de la machine, c'est-à-dire la terre.
Les fiches 6 à 14 étant en place comme représenté, voyons quelles opérations déclen chera le passage du charbon 53 formant balai sur les plots de contact des deux groupes re présentés sur le cylindre 40, qu'il rencontre en passant de 41, 42 à 52, soit en se déplaçant en direction de la flèche 55.
Ces plots de contact sont reliés électrique ment chacun à une bande de contact princi pale qui forme le tableau de présélection de la fig. 2 et chaque groupe de plots correspond à une colonne du tableau de la fig. 2, soit à la colonne d'opération No 1 pour le groupe de plots 41 à 46, et à la colonne d'opération N 2 pour le groupe de plots 47 à 52. Vu que le tableau de présélection représenté comporte douze telles colonnes, correspondant à douze opérations, le cylindre 40 comportera de même . douze groupes de plots et déclenchera les douze opérations correspondantes en une révolution.
Dans le cas présent donc, le charbon 53 rencontrera tout d'abord et simultanément les plots 41 et 42.
Son déplacement sera provoqué par une courte pression sur un bouton-poussoir 60, fermant ainsi un circuit conduisant du pôle 59 à la bobine 61 d'un interrupteur 62 et à la terre. Un circuit de maintien s'établissant par des interrupteurs 63 et 64, l'interrupteur 62 restera fermé, mettant le moteur 56 et la vis sans. fin 57 en mouvement. La fermeture d'un interrupteur 64 se produit dès le début du déplacement du charbon du fait de la mise en rotation d'une came 65.
Le charbon 53 étant constamment relié au pôle actif 59, sa rencontre avec les plots 41 et 42 aura pour effet de mettre les lames 21 et 25 sous tension et, par l'intermédiaire des fiches 6 du premier chariot et 10 de suite , des plots 22 et 26.
Le premier plot provoquera l'excitation d'une bobine 66, destinée à couper un cou rant de maintien d'un groupe d'électro- aimants que nous désignerons provisoirement par A et qui commande le premier chariot, des groupes B et C concernant respectivement le deuxième et le troisième chariot ; ceci pour le cas où quelque chose serait resté sous ten sion à la suite d'une précédente opération.
Le second plot met sous tension une bo bine 67, destinée à établir puis maintenir une basse pression dans le circuit hydraulique de la machine. Ce circuit étant relié à une sou pape-interrupteur 68, dont le contact ne se ferme qu'à haute pression, le circuit qu'il con trôle restera donc ouvert, tel qu'il est repré senté: Continuant sa course, le charbon 53, tout en restant en contact avec le plot 42, aban donne le plot 41 et rencontre les plots 43 et 44. Il en résulte que la lame 21 ne sera plus alimentée, tandis que les lames 18 et 29 rece vront du courant.
La mise sous tension de la lame 18 a pour effet d'exciter une bobine 69 et de fermer dans chaque cas un triple interrupteur 70, qui pré pare la liaison entre la fiche 8 et l'un des électro-aimants de chacun des groupes<I>A, B</I> et C.
En même temps, et par la fiche 6, un plot 20 provoque l'excitation d'une bobine 71, qui ferme à son tour un triple interrupteur 72.
Ces deux opérations, en réalité simulta- nées, fixent, d'une part, la course d'un chariot quelconque en alimentant celui des trois pôles de l'interrupteur 70 correspondant à la butée voulue (fiche 8), et, d'autre part, le chariot qui sera mis en travail en ne fermant que l'inter rupteur 72 du groupe A (fiche 6, premier cha riot).
Un électro-aimant 73 de ce groupe sera ainsi excité et le restera, grâce à un contact 74 de maintien que la fermeture de l'interrup teur à commande magnétique 66, par suite de l'abandon du plot 41 par le charbon 53, per met de maintenir sous tension à partir d'un conducteur 75.
Hydrauliquement, l'électro-aimant 73 fixe ra ainsi la course à la valeur désignée par Butée N 1 sur le tableau de présélection et cela pour le premier chariot, en l'occurrence celui portant l'outil 2.
En même temps, et par le plot 44, la lame 29 reçoit du courant, que la fiche 9 transmet à un plot 30, ce qui excite une bobine 76 et ouvre un interrupteur correspondant. Celui-ci conduit normalement le courant de maintien d'un groupe d'électro-aimants D par lesquels se sélectionne la vitesse de rotation de la pièce à usiner.
Puis le charbon 53 atteint le plot 45 en quittant les trois précédents, alimente ainsi la lame 27 et, toujours par l'intermédiaire de la fiche 9, excite un électro-aimant 77 du groupe D, que la fermeture intervenue entre temps de l'interrupteur à commande magnétique 76 maintient dans cet état.
Par le déplacement de l'armature de cet électro-aimant est enclenchée l'une des deux vitesses possibles du moteur entraînant la pièce à usiner, qui se met donc à tourner.
Pendant ce temps, les opérations précé demment déclenchées se maintiennent, à l'ex ception de l'alimentation de la bobine 67 qui, ne recevant plus de courant, rétablit la possi bilité pour le circuit hydraulique, de voir sa pression augmenter.
Atteignant enfin le plot 46, le charbon 53 met la lame 23 sous tension. Par la fiche 7 et un plot 24, il en résulte l'alimentation d'un électro-aimant 78 du groupe E qui enclenche l'avance de l'outil à l'une des deux vitesses d'avance possibles, déterminée par la position de cette fiche.
Le premier chariot sélectionné par le choix du groupe d'électro-aimants A se met en mar che à la vitesse choisie dans le groupe d'élec- tro-aimants E contre la pièce tournant à la vitesse fixée par un électro-aimant du groupe D et cela sur une longueur dépendant de la butée choisie dans le groupe d'électro-aimants A, tandis que le charbon 53 s'arrête, restant en contact avec le plot 46. L'opération de tournage s'effectue.
On a vu au début, que le moteur 56, une fois mis en marche par pression sur le bouton- poussoir 60, est maintenu en circuit par l'ac tion de la bobine 61, qui reste excitée.
Or, l'interrupteur 64 du circuit de main tien de cette excitation étant commandé par la came 65, entraînée par le moteur 56 à une vitesse telle qu'elle fait un tour par cycle d'opérations, il en résulte que le charbon 53 étant arrivé sur le plot 46, ladite came aura accompli un tour et provoqué l'ouverture du circuit du moteur 56,. soit l'immobilisation du charbon.
En fin de l'opération de tournage, le cha riot étant immobilisé par la butée choisie, la haute pression avec laquelle la machine tra vaille s'élève dans le circuit hydraulique. De ce fait, la soupape-interrupteur 68 entrera en action, fermant le circuit qu'elle contrôle. Or, deux conducteurs 79 de ce circuit ne font rien d'autre que de remettre le moteur 56 et le charbon 53 en marche, étant en parallèle sur le bouton-poussoir 60. La machine se prépare à effectuer l'opération suivante.
Le charbon 53 quitte le plot 46, l'avance du chariot de l'outil 2 par l'intermédiaire de l'électro-aimant 78 du groupe E s'arrête, tan dis que la pièce à usiner continue à tourner en maintenant sa vitesse précédente, puisque l'électro-aimant 77 du groupe D reste excité (interrupteur à commande magnétique 76 nor malement fermé).
Atteignant la série de plots 47 à 52, le charbon déclenche toutes les opérations néces saires au surfaçage, c'est-à-dire correspondant à la deuxième colonne de trous du tableau de présélection et aux lames et plots de contact correspondants.
Ainsi seront mises sous tension successi vement les lames 34 et 38, puis 31 et 80, en fin 81 et en dernier lieu 36.
Les plots correspondant à ces lames sont reliés aux éléments déjà décrits de façon iden tique à ceux des opérations précédentes. Cela est indiqué par des flèches pour ne pas sur charger le dessin de connexions le rendant illisible.
Pareillement à ce qui a été décrit précé demment, il se produira par la fiche 11 et un plot 35, la mise sous tension d'une bobine 82, provoquant l'ouver ture du circuit de maintien des électro-aimants du groupe C ; par la fiche 14 et un plot 39, l'excitation de la bobine 67 rétablissant la basse pression dans la machine, puis par la lame 31, l'excitation d'une bobine 83 et la fermeture d'un interrupteur triple 84 ; par la fiche 11 et un plot 33, la fermeture d'un interrupteur triple 85 et l'excitation d'un électro-aimant 86, correspondant et à l'avance choisie et au chariot désiré, No 3 du groupe C ;
(les plots 50 et 51, qui correspondraient à la sélection d'une vitesse de rotation et à l'en traînement de la pièce à usiner restent sans effet, il n'y a pas de fiche et la pièce continue à tourner à la vitesse imposée précédemment par la fiche 9) ; par la fiche 12 et un plot 37 enfin, l'ex citation d'un électro-aimant 87 du groupe E, fixant une autre vitesse de déplacement de l'outil que précédemment.
Arrivé à ce point, l'ensemble s'arrête en vertu de l'action de la came 65, la pression hydraulique s'élève de nouveau lorsque l'ou til parvient en fin de course et la soupape- interrupteur 68 referme le circuit passant par. les conducteurs 79, ce qui remet la machine en marche comme précédemment pour les opérations suivantes, par exemple l'arrêt de la pièce et le retour des outils à leur position de départ. Pour cela, on placerait des fiches dans la colonne d'opération No 3.
Or, le tableau présélecteur représenté à la fig. 2 comportant des colonnes pour effectuer douze opérations, il resterait dans ce cas neuf colonnes vides que la machine doit parcourir avant de pouvoir recommencer les opérations que l'on vient de décrire.
Or, à défaut d'une fiche de suite , telle que 10 ou 14, abaissant la pression du circuit hydraulique dans la machine, la pression ac crue, provenant de l'arrêt d'une opération pro voqué par une butée se maintient, la soupape interrupteur 68 maintient fermé le circuit qu'elle contrôle et la machine tourne à vide, la came 65 étant incapable de l'arrêter.
Pour que cela se produise juste avant de recommencer la première opération, il faudra placer une fiche de suite 88 dans la der nière colonne du tableau présélecteur (voir fig. 2). A ce moment, la came 65 ayant ac compli sa douzième révolution arrête la ma chine, dont on peut alors extraire la pièce usi née pour la remplacer par une pièce à usiner et recommencer les opérations en pressant sur le bouton-poussoir 60.
Il est toutefois à remarquer que l'arrêt du mouvement de rotation de la pièce commandé par la fiche 9 et dépendant des électro-aimants du groupe D ne peut se produire de lui-même. Pour cette raison, un circuit auxiliaire de la bobine 76 conduit à proximité du disque 54, qui porte une butée 54' ayant pour but, à cha que tour complet effectué par le charbon 53, d'exciter la bobine 76 et de couper ainsi le courant d'alimentation du groupe D. A cha que tour complet du charbon, il y a donc arrêt complet de la machine.
Dans l'exemple de tableau présélecteur dé crit et représenté, il subsiste deux rangées de trous inutilisées. On pourra par exemple les employer dans le but d'obtenir un travail en tièrement automatique, en y plaçant par exem ple des fiches commandant l'ouverture et la fermeture d'une pince, l'avance d'une barre, etc.
Il est évident qu'un seul tableau présélec- teur pourra commander plusieurs machines et qu'il pourra en outre être rendu indépendant de ces dernières. C'est ce que tend à montrer la rangée de pièces de contact x-y de la fig. 4, qui symbolise des fiches de connexion amovi bles, reliant l'appareillage de télécommande de droite à la machine représentée à gauche.
Dans le cas d'opérations semi-automati ques exécutées par plusieurs machines, on pourrait aussi utiliser les deux rangées de trous supplémentaires du tableau présélecteur à actionner un commutateur qui, certaines opérations étant exécutées sur une machine, ferait exécuter les suivantes sur une autre ma chine.
A ces deux rangées devraient naturelle ment correspondre des plots de contact sup plémentaires sur le cylindre 40.
Il est évident que le tableau de la fig. 2, qui ne comporte que cent cinquante-six trous n'est qu'un exemple simple, pour ne pas sur charger le dessin et allonger la description, et qu'un tableau de vingt-cinq colonnes à vingt trous chacune constitue une application très courante.
Pour la mise en train d'une machine télé commandée, on effectue généralement une pre mière série d'opérations à la main. Cette pos sibilité est aussi réservée dans le schéma de la fig. 4.
Pour passer de la commande automatique à la commande à la main, il faut inverser la position d'un commutateur M.
Cela met la soupape-interrupteur 68 hors circuit et alimente, par un fil 89, une série de six boutons-poussoirs visible dans l'angle infé rieur gauche du schéma.
Dans la position de repos dessinée, l'en semble de ces boutons prépare l'opération à venir en alimentant la bobine 67 par un fil 90, c'est-à-dire en jouant ici le rôle de la fiche de suite 10.
En agissant sur le premier bouton-poussoir 91, on ferme le circuit de l'électro-aimant 73, provoquant hydrauliquement l'avance du pre mier chariot. Le bouton sélectionnant le cha riot, sa course sera fixée par la durée de mise en circuit, qui déterminera la position de la butée, soit dans l'ensemble les éléments cor respondant à l'action des fiches 8 et 6.
Un bouton-poussoir voisin, non représenté, agirait sur l'électro-aimant suivant du groupe A, tandis que le bouton-poussoir 92 commande le troisième électro-aimant 93.
Il en est de même des boutons-poussoirs suivants 94 et 95 pour le groupe B, avec un bouton intermédiaire non représenté.
Enfin, les boutons-poussoirs 96 et 97 ainsi qu'un bouton intermédiaire non représenté se rattachent au groupe C. Ledit bouton intermé diaire, commandant l'électro-aimant 86, per mettrait d'effectuer à 1a main l'opération com mandée par les fiches 13 et 11.
L'électro-aimant 93 du groupe A et ceux de même rang des groupes B et C pouvant parfaitement correspondre aussi à un retour du chariot à sa position de départ, les boutons poussoirs 92, 95 et 97 serviraient alors à dé clencher cette dernière opération.
En mettant le commutateur M en position de commande à la main, on met également deux commutateurs 98 et 99 sous tension.
Le commutateur 98 alimente les électro- aimants du groupe D. Comme il est placé, il met l'électro-aimant 77 sous tension et rem place la fiche 9, fixant le nombre de tours par minute de l'arbre porte-pièce.
Le commutateur 99 alimente les électro- aimants du groupe E. Dans la position repré sentée, il joue le rôle de la fiche 7, fixant l'avance de l'outil par tour de la pièce au moyen de l'électro-aimant 78. Dans la posi tion inverse, il jouerait le rôle de la fiche 12, fixant une autre avance au moyen de l'électro aimant 87.
Vu que le dispositif de commande par pré sélection décrit sera le plus généralement indé pendant de la machine-outil commandée, on le placera de préférence dans un pupitre de télécommande tel que représenté aux fig. 5 et 6, dont l'élément principal est une plaque perforée<B>100,</B> sous laquelle seront logés les lames et plots de contact, le moteur, le cylin dre porteur de plots de contact, le balai, etc., assurant le fonctionnement de l'ensemble.
Sur cette plaque 100, apparaissant dans une fenêtre, on placera un tableau de pré sélection en papier, avec les trous de fiches perforés selon le programme d'opérations voulu.
Les fiches étant toutes semblables, il suf fira de les enfoncer dans les trous et, à travail terminé, on pourra conserver ce tableau dans les archives, comme pièce établissant la suite des opérations nécessaires à l'accomplissement d'un travail donné.
Un pupitre de télécommande tel "que celui des fig. 5 et 6 permet de commander deux ou plusieurs machines effectuant le même travail sur des pièces de même profil et de dimen sions semblables ou différentes. On peut aussi, à l'aide d'un seul pupitre, faire travailler alter nativement deux machines produisant des piè ces ou un travail différent, comme cela a été dit plus haut.