Dispositif répétiteur des positions d'arrêt d'un organe mobile d'une machine-outil de précision ou d'une machine à mesurer La présente invention a pour objet un dispositif répétiteur des positions d'arrêt d'un organe mobile d'une machine-outil de précision ou d'une machine à mesurer.
Les dispositifs répétiteurs de positions équipant, par exemple, des machines à pointer, des aléseuses, des rectifieuses en coordonnées et autres machines- outils de ce genre, comportent généralement des butées ou des repères qui doivent être fixés manuel lement sur un support dans des positions déterminées afin de répéter automatiquement l'arrêt de l'organe mobile de la machine-outil dans les positions désirées. La mise en position exacte de ces butées ou repères sur leur support est toujours une opération délicate, de longue durée, et qui, de plus, est fréquemment rendue difficile à réaliser correctement du fait du manque de place et de la mauvaise accessibilité du support.
En conséquence, la mise en place de ces butées ou repères entraîne une durée d'immobilisation trop importante de la machine-outil lorsqu'il s'agit d'usiner une petite série de pièces identiques.
Le dispositif, objet de la présente invention, tend à remédier à ces inconvénients et se caractérise par le fait qu'il comporte au moins une mémoire magné tique rotative, au moins un générateur d'impulsions électriques couplé, d'une part, à ladite mémoire et, d'autre part, audit organe mobile, de telle sorte que la phase des impulsions produites soit fonction de la position de l'organe mobile, au moins une tête ma gnétique située en regard de la surface de la mémoire et reliée par l'intermédiaire d'un commutateur suc cessivement au générateur d'impulsions, en vue d'en registrer sur la mémoire les impulsions émises qui constituent alors le souvenir de positions déterminées de l'organe mobile, et à un comparateur de phases,
relié lui-même au générateur d'impulsions, ce com- parateur de phases délivrant une tension dont la valeur est une fonction de la différence de phases entre les impulsions qui proviennent du générateur d'impulsions et celles qui sont restituées par la mé moire, ainsi qu'un appareillage de commande sensible à la valeur de la tension délivrée par le comparateur de phases et commandant un dispositif d'entraî nement.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dispo sitif répétiteur de positions selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de profil d'une machine à pointer munie d'un dispositif de mesure optique. La fig. 2 en est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 en est une vue partielle en plan.
La fig. 4 est une coupe verticale et à plus grande échelle suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la fig. 2.
La fig. 6 est un schéma des liaisons mécaniques et électriques entre les divers organes et éléments de la machine à pointer et du dispositif répétiteur de positions selon une première forme d'exécution.
La fig. 7 est une vue de profil avec coupe par tielle d'une machine-outil munie seulement d'une règle de repérage de la position approximative de l'organe mobile.
La fig. 8 est un schéma des liaisons mécaniques et électriques entre les divers organes et éléments de la machine-outil et du dispositif répétiteur de positions selon une seconde forme d'exécution.
La fig. 9 est un schéma partiel des liaisons mé caniques et électriques entre les divers organes et éléments de la machine-outil et du dispositif répé titeur de positions selon une troisième forme d'exé cution.
La fig. 10 illustre schématiquement une variante d'exécution d'une partie du générateur d'impulsions de courant.
Selon les fig. 1 à 6 du dessin annexé, la machine à pointer représentée comporte une table 1 coulissant le long des glissières 2, 3 (fi-. 5), aménagées sur un bâti 4. La table 1 porte une pièce P (fig. 1) dans laquelle doivent être usinés des perçages 5, 6, 7 à l'aide d'un foret 8 fixé à l'extrémité d'une broche 9. Cette broche est portée par une tête 10 déplaçable transversalement par rapport à la table 1 le long d'une traverse 11 déplaçable verticalement le long de glissières latérales 12 portées par le bâti 4.
Cette machine à pointer est munie, à l'instar de certaines machines à pointer connues, d'un dispositif de mesure optique permettant de déterminer les di verses positions initiales que doit occuper la table 1 lors de l'usinage de la pièce P. Ce dispositif de mesure comporte, d'une part, une règle de précision 13 (fig. 2) portée par la table 1 et, d'autre part, un dispositif de projection 14 porté par le bâti 4.
Ce dispositif de projection comprend un dispositif d'éclai rage présentant une source 15 de rayons lumineux éclairant la règle 13 au moyen d'un condenseur 16 et un dispositif optique d'agrandissement présentant un objectif 18, un miroir semi-transparent 17, un miroir 19 et un écran d'observation 20 (fig. 4). La face de la règle de précision 13, éclairée par le dis positif d'éclairage, est polie et divisée en une échelle millimétrique, par exemple, de sorte que le faisceau de rayons réfléchis par cette surface est repris par l'objectif 18, puis dévié par les miroirs 17 et 19 et projeté sur l'écran 20 sur lequel apparaît l'image agrandie de quelques traits de l'échelle divisée.
Un index 21 (fig. 3) solidaire d'une crémaillère 22 est déplaçable en regard de l'écran 20. A cet effet, la crémaillère engrène avec un pignon 23 actionné par un tambour F. Le rapport de transmission entre ce tambour F et la crémaillère 22, ainsi que le gros sissement de l'objectif 18 sont choisis de manière qu'une révolution complète du tambour F provoque un déplacement de l'index 21 d'une valeur égale à la distance séparant les images, formées sur l'écran 20, de deux traits voisins de la règle 13. La péri phérie du tambour est divisée en cent subdivisions équidistantes 24 qui se déplacent en regard d'un vernier fixe 25 portant dix divisions.
Ainsi, ce dis positif de mesure permet de lire la position de la table 1 avec une précision d'un millième de milli mètre.
Ce dispositif de mesure optique de la position exacte de la table étant bien connu et utilisé depuis de nombreuses années déjà sur des machines à poin ter existant sur le marché, il est inutile de le décrire plus en détail ici.
Une règle auxiliaire 26 (fig. 3) solidaire du bâti 4 et un repère 27 solidaire de la table 1 permettent de repérer grossièrement la position de cette table.
La table 1 est actionnée par un moteur élec trique El (fig. 2) commandé par un organe de ma noeuvre manuel 28 (fig. 1). La mise en position exacte de la table 1 est effectuée manuellement à l'aide d'un volant 29 relié à un arbre de commande 30 par l'intermédiaire d'un accouplement 31 (fig. 5), dont les deux parties sont maintenues normale ment dégagées l'une de l'autre par un ressort 33. L'arbre de commande 30, relié à l'arbre du moteur E1 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesse V, porte une vis sans fin 34 reliée mécaniquement à une vis- mère 35.
Cette vis-mère est portée, d'une part, par des paliers aménagés dans un carter de protection 38 et, d'autre part, par un palier 39 (fig. 2) formant butée axiale, solidaire du bâti 4. Un écrou 41, soli daire de la table 1 et engagé sur cette vis-mère, entraîne cette table le long de ses glissières 2, 3.
La machine à pointer représentée est encore munie d'un dispositif répétiteur de positions déter minées de la table 1. Ce dispositif répétiteur de po sitions (fig. 6) comprend 1) un dispositif répétiteur RA des positions appro chées des positions d'arrêt désirées de la table 1 2) un dispositif répétiteur RM des positions d'arrêt exactes désirées de la table 1 ; 3) un dispositif d'arrêt automatique AA de la table 1 dans une position désirée ; 4) un dispositif de commande CT des déplacements de la table 1.
Pour la clarté de l'exposé, chacun de ces dis positifs sera décrit successivement.
Le dispositif répétiteur RA comprend a) une première mémoire rotative M destinée à enregistrer des positions approchées des positions d'arrêt désirées de la table 1. Cette mémoire M, entraînée à vitesse constante par un moteur syn chrone MS alimenté par un réseau électrique R, est constituée par un tambour 36 en une matière non ferromagnétique, recouvert d'une pellicule 37 de matière ferromagnétique aimantable lo calement ;
b) un dispositif générateur d'impulsions de courant comprenant 1. un alternateur triphasé A dont le rotor est calé sur le même arbre 54 que la mé- moire rotative M tandis que son stator, relié par des conducteurs 46 à un dépha- seur ES, alimente ce dernier en courant triphasé ; 2. le déphaseur ES constitué par un trans metteur synchrone dont le rotor, porté par un arbre 43, est relié par l'intermé diaire d'un réducteur de vitesse rv à une crémaillère 44 portée par la table 1.
Le rapport de réduction est choisi de manière que, lorsque la table 1 est déplacée le long de ses guides de l'une à l'autre de ses deux positions extrêmes, l'arbre 43 effectue un déplacement angulaire au plus égal à 180o.
3. un appareillage électronique AE alimenté par un bloc d'alimentation, non repré senté, et relié par des conducteurs 48 au déphaseur ES et qui reçoit de ce dernier un courant alternatif sinusoïdal et dont la phase est fonction de la position de la table 1. Cet appareillage électronique émet, dans des conducteurs 56, des im pulsions de courant it de très brève durée, à chaque période complète du courant d'alimentation<I>et.</I> Ces impulsions it sont donc émises à la fréquence f 1 du courant d'alimentation et et sont en concordance de phase avec ce courant; c) des têtes magnétiques d'enregistrement TES, <B><U>TE;,</U></B> .... en nombre égal au nombre maximum des positions d'arrêt que peut enregistrer la mé moire M.
Ces têtes magnétiques sont reliées électriquement successivement à l'appareillage électronique AE par l'intermédiaire d'un sélecteur SE et d'un interrupteur J. Chaque tête d'enre gistrement comprend un circuit magnétique 49 portant un enroulement d'excitation 50 et pré sentant un entrefer 51 situé à proximité immé diate de la surface de la mémoire M ; d) des têtes magnétiques de lecture TL" TL.. .... en nombre égal au nombre des têtes d'enregistrement et semblables à ces dernières. Chaque tête de lecture est située dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la mémoire M dans lequel est située une tête d'enregistrement.
A chaque passage d'une zone aimantée par une impulsion it, et représentant l'enregistrement sur la mémoire M de cette impulsion it, devant l'entrefer 51 de la tête de lecture en service, celle-ci émet dans des conducteurs 58 une impulsion de courant zM ;
e) un comparateur de phases CP alimenté par un bloc d'alimentation, non représenté, et relié, d'une part, par des conducteurs 55 en permanence aux conducteurs 56 reliés à l'appareillage électro nique AE et d'autre part, successivement à cha cune des têtes de lecture par l'intermédiaire des conducteurs 58 et d'un sélecteur SL. Ce compa- rateur de phases CP produit un courant alternatif sinusoïdal dM qui commande un amplificateur électronique RC alimenté par un bloc d'alimen tation non représenté.
Ce courant alternatif sinu soïdal dM présente une amplitude fonction de la différence de phases des impulsions it et aM ali mentant le comparateur de phases CP et qui s'annule lorsque la phase des impulsions de cou rant it est décalée de 180o par rapport à la phase des impulsions de courant iM.
Cet amplificateur électronique RC est relié par les conducteurs 57 à des contacteurs (non repré sentés) que comprend le dispositif de commande CT des déplacements de la table 1. Ces contacteurs commandent l'alimentation des moteurs<B>El</B> et E. qui entraînent cette table 1 par l'intermédiaire du chan gement de vitesse V.
Le dispositif répétiteur RM des positions exactes désirées de la table 1 comporte des organes et élé ments semblables à ceux du dispositif répétiteur RA des positions approchées décrit ci-dessus et qui sont a) une seconde mémoire rotative m destinée à enre gistrer les positions du micromètre F correspon dant aux positions d'arrêt exactes désirées de la table 1. Cette mémoire ni est entraînée à vitesse constante par un moteur synchrone nis alimenté par le réseau électrique R. Cette mémoire m est également constituée par un tambour 36 en une matière non ferromagnétique recouvert d'une pellicule 37 de matière ferromagnétique aiman- table localement.
b) un dispositif générateur d'impulsions de courant comprenant 1. un alternateur triphasé ca dont le rotor est calé sur le même arbre 62 que la mémoire rotative m, tandis que son stator, relié par des conducteurs 63 à un dé- phaseur es, alimente le stator de ce der nier en courant triphasé.
2. le déphaseur es constitué par un trans metteur synchrone dont le rotor, porté par un arbre 60, est relié par l'intermé diaire d'un réducteur de vitesse 61 à une crémaillère 45 fixée rigidement à la cré maillère 22 reliée mécaniquement au tam bour F du micromètre. Le rapport de réduction est choisi de manière que, pour un déplacement angulaire du tambour du micromètre correspondant à 100 sub divisions, l'arbre 60 effectue un déplace ment angulaire au plus égal à 180 .
3. un appareillage électronique ae alimenté par un bloc d'alimentation, non repré senté, et relié par des conducteurs 64 au déphaseur es. Cet appareillage électro nique ae est donc commandé par un courant alternatif sinusoïdal<I>cf</I> fourni par le déphaseur es.
Cet appareillage électro nique ae émet, dans des conducteurs 65, une impulsion de courant<I>if</I> de très brève durée à chaque période complète du cou rant<I>cf.</I> Ces impulsions<I>if</I> sont donc émises à la fréquence f <I>2</I> du courant<I>cf</I> et sont en concordance de phase avec ce courant; c) des têtes magnétiques d'enregistrement<I>te,, te.</I><B>--</B> en nombre égal au nombre maximum de positions d'arrêt que peut enregistrer la mémoire m. Ces têtes magnétiques sont reliées électriquement successivement à l'appareillage électronique ae par l'intermédiaire d'un sélecteur<I>se</I> et d'un inter rupteur j.
Chaque tête d'enregistrement comprend un circuit magnétique 59 portant un enroule ment d'excitation 66 et présentant un entrefer 67 situé à proximité immédiate de la surface de la mémoire m ; d) des têtes magnétiques de lecture tll <I>, th</I> .... en nombre égal au nombre des têtes d'enregistrement et semblables à celles-ci. Chaque tête de lecture est située dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la mémoire m dans lequel est située une tête d'enregistrement.
A chaque passage d'une zone aimantée, représentant l'enregistrement d'une impulsion de courant<I>if</I> sur la mémoire<I>m,</I> devant l'entrefer 67 de la tête de lecture en service, celle-ci émet dans des conducteurs 68 une impul sion de courant im <I>;</I> e) un comparateur de phases cp alimenté par un bloc d'alimentation, non représenté, et relié, d'une part, par des conducteurs 69 en permanence aux conducteurs 65 reliés à l'appareillage électro nique ae et, d'autre part, successivement à chacune des têtes de lecture tll th .... par l'intermédiaire d'un sélecteur sl.
Ce comparateur de phases cp produit 1. un courant alternatif sinusoïdal drn dont l'amplitude est une fonction de la diffé rence de phases entre les impulsions<I>if</I> et im et qui s'annule lorsque la phase des impulsions<I>if</I> est décalée de 180 par rapport à la phase des impulsions im <I>;</I> 2. un courant alternatif sinusoïdal em d'am plitude constante, mais présentant un dé calage de phase, par rapport au courant <I>dm,</I> de 90() en avant ou en arrière selon les sens du déplacement à imprimer au micromètre ;
f) un amplificateur électronique rc alimenté par un bloc d'alimentation, non représenté, et commandé par les deux courants<I>dm</I> et em produits par le comparateur de phase cp <I>;</I> g) un moteur biphasé mf entraînant le tambour F du micromètre et relié par des conducteurs 70 et 71 à l'amplificateur électronique rc. Les con ducteurs 70 fournissent le courant d'excitation em amplifié au moteur biphasé nzf,
tandis que les conducteurs 71 fournissent à celui-ci le cou rant de commande drn amplifié dont l'amplitude est fonction de la différence de phases entre les impulsions de courant<I>cf</I> et<I>if.</I>
Le dispositif -d'arrêt automatique de la table dans une position déterminée comprend 1. un lecteur photoélectrique L très semblable à celui décrit en détail dans le brevet suisse NI, 343486. Ce lecteur L est porté par un chariot C actionné par les crémaillères 22 et 45 et com porte un prisme 96 projetant une partie du fais ceau de rayons O émanant de l'objectif<B>18</B> sur un double prisme 97. Ces rayons réfléchis deux fois sont repris par un second objectif 98 qui les projette sur un miroir oscillant 99 et forme une image peu agrandie d'un trait de la règle 13 sur un écran 100 muni d'une fente 101 et placé devant une cellule photoélectrique 47.
Le miroir 99 est entraîné dans un mouvement oscillatoire régulier par un moteur électrodynamique 102 alimenté en courant alternatif par le réseau R et par l'intermédiaire d'un transformateur d'ali mentation 103.
Lorsque la position de l'index mobile 21 du micromètre coïncide avec l'image d'un trait de la règle 13 sur l'écran 20, les intervalles de temps entre les passages successifs de l'image d'un trait de la règle devant la fente<B>101</B> sont égaux entre eux. Plus l'écart entre cette image sur l'écran 20 et la position de l'index 21 augmente plus l'iné galité entre ces intervalles de temps augmente ; 2. un appareillage électronique de commande CE commandé par les impulsions de courant il émises par la cellule photoélectrique 47 et alimenté par un bloc d'alimentation non représenté.
Cet appa reillage de commande fournit un courant f., dont l'amplitude est fonction de l'inégalité des-inter- valles de temps entre les impulsions de courant il successives ; 3. un relais électronique RE relié par des conduc teurs 73 à des contacteurs que comprend le dis positif de commande CT et commandé par le courant i., fourni par l'appareillage électronique CE.
Ce relais électronique RE provoque une réduction de la vitesse d'avance de la table 1 par modification du rapport de transmission du changement de vitesse V, lorsque le courant i., atteint une valeur donnée correspondant à une très faible inégalité des intervalles de temps entre les impulsions de courant il successives, inégalité correspondant à environ 8 u, d'écart entre l'image sur l'écran 20 d'un trait de la règle 13 et la position de l'index mobile 21 du micromètre ; 4. un relais électronique RV relié par des conduc teurs 72 à un frein électromagnétique FR et au dispositif de commande CT et commandé par le courant i., fourni par l'appareillage CE.
Ce relais RV est sensible à l'amplitude du courant i,, et provoque, lorsque celui-ci s'annule, la mise" en fonction du frein électromagnétique FR et par l'intermédiaire de contacteurs, que comporte le dispositif de commande CT, l'arrêt du moteur E,- Ce frein est donc mis en fonction lorsque les impulsions de courant il sont émises à inter valles de temps égaux, c'est-à-dire lorsque l'image sur l'écran 20 d'un trait de la règle de précision 13 coïncide avec la position de l'index mobile 21 du micromètre.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant Une première pièce P est fixée rigidement sur la table 1, puis par manoeuvre de l'organe 28 (fig. 1) dans un sens ou dans l'autre, l'opérateur provoque la mise sous tension du moteur El. Celui-ci entraîne la table 1 à grande vitesse le long de ses glissières par l'intermédiaire du changement de vitesse V et de la vis sans fin 34 qui actionne la vis-mère 35, sur laquelle est engagé l'écrou 41 solidaire de la table 1 (fig. 2, 5 et 6). Pendant ce déplacement à grande vitesse, l'opérateur observe la règle auxiliaire 26 (fig. 3) portée par le bâti 4 devant laquelle se déplace le repère 27 porté par la table 1.
Il arrête la table dans une position située à moins d'un milli mètre de la position exacte du perçage 5.
A ce moment, il met le tambour F du micromètre dans une position angulaire correspondant à la cote exacte de ce perçage 5, à l'aide du vernier fixe 25 devant lequel se déplace la graduation 24 du tam bour F. L'opérateur déplace alors la table à une vitesse très lente en actionnant manuellement le vo lant 29 (fig. 5) jusqu'à ce que la projection sur l'écran 20 du trait millimétrique de la règle de pré cision 13 - correspondant au nombre de millimètres entiers que comporte la cote de la position d'arrêt désirée - coïncide avec l'index mobile 21 du mi cromètre.
Ces opérations correspondent donc à celles né cessaires à la mise en position de la table d'une machine à pointer de type connu. Toutefois, la ma chine décrite permet d'enregistrer dans le dispositif de mémoire, d'une part, une position approchée de la table et, d'autre part, la position angulaire du tam bour F du micromètre correspondant à la position exacte du perçage 5. Pour effectuer cet enregistre ment, l'opérateur procède de la manière suivante 1. il ferme un interrupteur principal IP, afin de mettre sous tension les moteurs synchrones MS et<I>ms,</I> ainsi que le moteur électrodynamique 102 et le dispositif CT commandant les déplacements de la table.
Dès lors les mémoires M et m sont entraînées en rotation à vitesse constante tandis que le miroir oscillant 99 est entrainé dans un mouvement oscillatoire régulier ; 2. il actionne l'organe N pour placer les sélecteurs se, sl, SE et SL (fig. 6) dans une même position angulaire correspondant, par exemple, au plot d'extrême droite. Afin de faciliter cette opéra tion, ces quatre sélecteurs sont reliés entre eux et à un organe de commande N (fig. 1) par une tringlerie ou une liaison électromagnétique sché matisée dans -la fig. 6 par la ligne 104 en traits interrompus.
Par une seule opération, l'opérateur sélectionne les têtes d'enregistrement des dispo sitifs répétiteurs RA et RM dont le numéro d'or dre correspond à celui de la position d'arrêt à enregistrer ; 3. comme précédemment décrit, il place l'index mobile 21 du micromètre à la cote exacte désirée, puis fait coïncider avec cet index l'image du trait millimétrique de la règle 13 sur l'écran 20 ; 4. il actionne un organe de commande K relié élec- tromagnétiquement ou par une tringlerie aux in terrupteurs J et j. Cette liaison est schématisée dans la fig. 6 par une ligne 105 en traits in terrompus.
La fermeture de l'interrupteur J provoque l'exci tation de l'enroulement 50 de la tête d'enregistrement <B>TE,,</B> TE. .... en service par les impulsions de cou rant it et donc l'enregistrement magnétique sur cette mémoire M de ces impulsions de courant ït.
Or, la cadence de ces impulsions de courant étant donnée par l'alternateur A dont le rotor est calé sur le même arbre que la mémoire M, la zone aimantée, créée sur la surface de cette mémoire par le passage de ces impulsions dans la tête d'enregistrement, se retrouve toujours au même endroit de la surface de la mémoire.
La position angulaire de la génératrice de la mémoire M, sur laquelle s'enregistrent ces impulsions de courant it par rapport à une génératrice n1 prise comme origine, est fonction de la position angulaire de l'arbre 43 du déphaseur ES puisque la phase du courant ct, fourni par ce déphaseur, est fonction de la position angulaire de son arbre 43, elle-même fonction de la position de la table 1 le long de ses guides 2 et 3. L'enregistrement magné tique de ces impulsions de courant it est alors le souvenir de cette position de la table 1.
La fermeture de l'interrupteur j provoque l'en registrement sur la mémoire m de la position du tambour F du micromètre. En effet, l'alternateur a, entraîné en rotation par la mémoire m, alimente en courant triphasé le stator du déphaseur es. Le rotor de ce déphaseur fournit un courant<I>cf</I> de même fré quence que celui fourni par l'alternateur a, mais dont la phase est décalée par rapport à l'une des phases de l'alternateur d'une valeur correspondant au dépla cement angulaire de l'arbre 60 par rapport à sa posi tion de repos pour laquelle le tambour F est placé dans sa position zéro.
Ce courant<I>cf</I> déphasé est transformé par l'appa reillage ae en impulsions de courant if, de très brève durée, dont la fréquence et la phase correspondent à celles du courant<I>cf.</I> Ces impulsions de courant<I>if</I> excitent l'enroulement 66 de la tête d'enregistrement <I>tel, te.</I> .... mise en service et s'enregistrent sur la mémoire m sous forme d'une zone aimantée qui constitue le souvenir de la position du micromètre.
Cette zone aimantée se trouve alors sur une généra trice de la mémoire m qui est décalée par rapport à une génératrice n.,, prise comme origine, d'un angle correspondant au déplacement angulaire de l'arbre 60 et qui est donc proportionnel au nombre de sous- divisions dont le tambour F a été déplacé pour définir avec une précision de 1/1000 de millimètre la posi tion d'arrêt de la table.
Ainsi,. la mémoire M constitue une mémoire d'une position approchée de la position d'arrêt et qui dé termine le nombre de millimètres entiers parcouru par la table 1 à partir de l'une de ses positions ex trêmes, tandis que la mémoire m constitue une mé moire du nombre de sous-divisions séparant ce nom bre de millimètres de la cote exacte de la position d'arrêt désirée.
Cette première position d'arrêt de la table 1 étant enregistrée, l'opérateur actionne d'un pas l'organe de commande N, afin de mettre en service les têtes d'enregistrement TE, et te., pour l'enregistrement de la seconde position. Il place alors le tambour F sur la cote exacte de la seconde position de la table 1, puis ,actionne celle-ci jusque dans cette seconde po sition et enfin enregistre cette nouvelle position sur les mémoires M et in en actionnant l'organe de commande K.
L'opérateur procède, de la même manière, pour chaque position d'arrêt désirée de la table 1 et lors que toutes ces positions sont enregistrées celles-ci peuvent être répétées par l'opérateur de la manière suivante 1. il place l'organe de commande N des sélecteurs SE, SL, <I>se</I> et sl dans la position portant le nu méro d'ordre de la position d'arrêt désirée de la table 1 ;
2. il ferme l'interrupteur principal IP, ce qui pro voque la mise sous tension des moteurs syn chrones MS et ms, ainsi que du moteur électro dynamique 102 et du dispositif de commande CT; 3. il actionne un organe de commande Q de la répétition relié par une -tringlerie ou une liaison électromagnétique - schématisée dans la fig. 6 par la ligne 53 - à des interrupteurs U et u insérés respectivement dans les liaisons électriques reliant respectivement le comparateur de phases CP à l'amplificateur RC et le comparateur de phases cp à l'amplificateur
rc. La manoeuvre de cet organe Q provoque l'établissement de ces liaisons électriques et donc la mise en fonction des amplificateurs RC et rc commandés par les deux comparateurs de phases CP et cp. A chaque passage d'une zone aimantée de la mémorie in devant l'entrefer 67 de la tête de lecture en service, une impulsion de courant im est émise dans les conducteurs 68.
Le comparateur de phases cp reçoit, en conséquence, d'une part, les impulsions de courant im provenant de l'enregistrement de la position exacte du micromètre correspondant à la position d'arrêt désirée de la table 1 et, d'autre part, les impulsions de courant<I>if</I> provenant du générateur d'impulsions<I>a, es,</I> ae et dont la phase correspond, à chaque instant, à la position instantanée du micro mètre F.
En conséquence, si la phase des impulsions de courant<I>if</I> ne correspond pas à la phase des im pulsions de courant irn., ce comparateur de phases cp fournit, d'une part, une tension<I>dm</I> appelée tension d'erreur dont l'amplitude est une fonction de la différence de phases entre les impulsions de courant <I>if</I> et im et, d'autre part, un courant ern d'amplitude constante. Ces deux courants, amplifiés par l'ampli ficateur rc, commandent le moteur rnf qui actionne le chariot C, afin de réduire cette tension d'erreur.
Cette tension d'erreur<I>dm</I> s'annulant lorsque la phase des impulsions de courant<I>if</I> est décalée de 180 par rapport à la phase des impulsions de courant fin, le moteur mf s'immobilise dans une position pour la quelle le micromètre F est dans une position corres pondant à celle de la cote exacte d'arrêt désirée.
Simultanément, l'enregistrement porté par la mé moire M induit dans la tête de lecture correspon dante en service des impulsions de courant iM. Le comparateur de phases CP reçoit donc les impulsions de courant rM dont la phase correspond à la position d'arrêt approchée désirée et les impulsions de cou rant it dont la phase correspond, à tout instant, à la position de la table 1 le long de ses guides. En conséquence, lorsque l'opérateur actionne l'organe de commande 28 dans le sens du déplacement désiré de la table 1, le dispositif de commande CT provoque la mise sous tension du moteur E, et le déplacement de la table 1 à grande vitesse.
Au fur et à mesure que la table se rapproche de sa position d'arrêt, la différence de phases entre les impulsions it et iM diminue et lorsque cette différence atteint une valeur fixée à l'avance correspondant, par exemple, à un écart de 8 mm entre la position instantanée de la table et la position désirée de celle-ci, le dispositif de commande CT, commandé par l'appareillage RC, provoque la mise hors circuit du moteur E, et la mise sous tension du moteur E.> qui actionne la table 1 à vitesse réduite.
Lorsque la table 1 atteint une position située par exemple, à 0,5 mm de la position d'arrêt désirée, un contacteur et un relais, incorporés au dispositif de commande CT, provoquent, par l'intermédiaire de conducteurs 75, la mise sous tension de la cellule photoélectrique 47 et de l'appareillage électronique de commande CE et donc la mise en fonction du dispositif de commande AA de l'arrêt automatique de la table 1 dans la position exacte désirée, enre gistrée sur les mémoires M et<I>in.</I> Dès cet instant, ce dispositif AA contrôle la posi tion de la table par rapport à l'index mobile 21 du micromètre F et commande son avance, puis son arrêt.
En effet, l'image sur l'écran 20 du trait de la règle de précision 13 ne coïncidant pas avec l'index mobile 21 dont le positionnement automatique a été effectué, comme décrit plus haut, par le dispositif de mémoire RM, il s'ensuit que les intervalles de temps entre les passages successifs de l'image de ce trait devant la fente 101 de l'écran 100 sont trop inégaux pour que le relais RE réagisse au courant fourni par l'appareillage électronique CE.
Cette iné galité des intervalles de temps entre les passages suc cessifs de l'image d'un trait devant la fente 101 se réduit, toutefois, au fur et à mesure de l'avance de la table 1 et lorsque la table atteint une position située, par exemple à 0,1 mm de sa position d'arrêt, l'iné galité des intervalles de temps entre les passages de l'image du trait de la règle devant la fente 101 atteint une valeur suffisamment faible pour que le relais RE réagisse au courant i, fourni par l'appareillage CE et provoque, par l'intermédiaire de contacteurs incor porés au dispositif de commande CT, une réduction de la vitesse d'avance de la table 1 par augmentation du rapport de réduction du changement de vitesse V.
Enfin, lorsque l'image sur l'écran 20 du trait de la règle 13 coïncide avec l'index mobile 21, les intervalles de temps entre les passages successifs de l'image de ce trait devant la fente 101 sont égaux. Le relais RV réagit alors au courant fourni par l'appareillage CE et provoque, d'une part, par l'inter médiaire d'un contacteur incorporé au dispositif de commande CT l'arrêt du moteur E.,, d'autre part, la mise en action du frein électromagnétique FR, de sorte que la table 1 s'arrête exactement dans la position préalablement enregistrée dans les mémoires Metm.
Lorsqu'une pièce comportant un certain nombre d'usinages a été usinée sur la machine et que les positions de ces usinages ont été enregistrées par les mémoires, deux cas peuvent se présenter 1. une pièce, non usinée, est bridée sur la machine et celle-ci répète les usinages aux positions en registrées par les mémoires ; 2. une pièce, sur laquelle certains usinages ont déjà été exécutés dans des positions bien déterminées, est bridée sur la machine et les mémoires doivent déplacer la pièce sous l'outil à des distances qui ne sont pas seulement justes entre les positions données par les mémoires, mais aussi par rapport aux positions usinées à l'avance.
On procède alors comme suit Connaissant la position d'un usinage de référence sur la pièce, on amène la table dans cette position et déplace la pièce par rapport à la table sur laquelle elle doit être bridée jusqu'à ce qu'un outil de cen trage, remplaçant l'outil de travail, indique que l'usi nage de référence est bien dans la position qu'il aurait eue s'il avait été usiné sur la machine. C'est ce que l'on appelle centrer une pièce. Celle-ci étant en général très lourde et peu maniable, il est difficile de la déplacer par rapport à la table avec la même finesse qu'il est possible de déplacer les organes de la machine munie de systèmes de glissement, de réglage et de blocage adéquats.
Il est plus facile, par conséquent, de se con tenter d'un centrage grossier de la pièce par rapport à la table de travail sur laquelle elle est posée et de décaler les organes mesurants et les mémoires pour recréer les correspondances exactes désirées entre les surfaces déjà usinées et celles qui restent à faire.
Pour effectuer ce centrage, l'opérateur, après avoir bridé une nouvelle pièce sur la table, effectue les opérations suivantes 1. il répète la position de l'usinage de référence qui a également été enregistrée par les mémoires lors de l'usinage de la première pièce ; 2. il déplace manuellement la table 1 jusqu'à ce que l'usinage de référence soit en position cor recte ; 3. à l'aide d'un organe de réglage 32, il déplace alors la crémaillère 44 en sens inverse. A cet effet, cette crémaillère 44 est montée dans une glissière 74.
Par cette manoeuvre, il ramène l'arbre 43 du déphaseur ES dans la position qu'il occu pait précédemment après répétition de la po sition de référence ; 4. à l'aide d'un organe de réglage 33, il déplace la règle de précision 13 qui est également montée dans une glissière 52; afin de ramener l'image sur l'écran 20 du trait de cette règle en coïnci dence avec l'index mobile 21 du micromètre F dont la position a été fixée lors de la répétition de la position de référence.
Dès lors la pièce P est en position correcte par rapport aux mémoires M et m, ainsi que par rapport aux organes mesurants de la machine, de sorte que l'opérateur peut procéder à l'usinage de cette pièce.
Lorsque l'opérateur a terminé l'usinage d'une série de pièces semblables, il efface les zones magné tiques représentant les enregistrements sur les mé moires M et m des diverses positions d'arrêt de la table 1. Pour effacer ces zones magnétiques, il en clenche l'interrupteur principal IP et actionne un organe de commande S relié par une tringlerie 106 ou une liaison électromagnétique à des interrupteurs W et w insérés dans des conducteurs 76, 77 reliant les têtes de lecture th, tl, <I>....</I> et TLI, TL:, .... à une source de courant continu.
Le courant continu, par courant les enroulements d'excitation 66 et 50, est d'une valeur suffisante pour aimanter chaque piste p d'enregistrement en sens inverse de l'aimantation des zones aimantées représentant les enregistrements des impulsions de courant<I>if</I> et it. Chaque piste p des mémoires M et m est alors aimantée, de manière homogène, sur toute sa longueur et ne peut plus induire d'impulsions de courant dans les têtes de lecture.
Selon les fig. 7 et 8, la machine-outil ne comporte pas de règle de précision, mais seulement la règle auxiliaire ou de calage 26. Il s'ensuit que cette machine-outil ne comporte pas de dispositif de pro jection des traits de la règle de précision, ni de micromètre, mais une vis-mère servant simultanément d'organe de transport et de mesure. Un volant vrra de manoeuvre de la vis-mère, muni d 'un tambour f portant des subdivisions et se déplaçant devant un vernier v, permet de lire la cote exacte d'une position d'arrêt de la table 1.
En conséquence, cette machine- outil est équipée d'un dispositif répétiteur de position simplifié et représenté schématiquement par la fig. 8. Dans cette figure, les organes et éléments semblables ou équivalents aux organes et éléments, déjà décrits en référence aux fig. 1 à 6, portent les mêmes chif fres de référence.
Le dispositif répétiteur représenté par la fig. 8 comprend 1. une seule mémoire M d'enregistrement des posi tions d'arrêt approchées et exactes de la table 1. Cette mémoire est entraînée en rotation à une vitesse constante par le moteur synchrone tri phasé MS ; 2. un générateur d'impulsions de courant it qui comprend . a) l'alternateur triphasé A entraîné par la mémoire rotative M ;
b) le variateur électrique d'angles de phase ou déphaseur ES dont le stator est ali menté par le courant fourni par l'alterna teur A et dont l'arbre 43, portant le rotor, est relié par un réducteur de vitesse rv à la crémaillère 44 portée par la table 1 ; c) l'appareillage électronique AE commandé par le courant ct fourni par le déphaseur ES et émettant les impulsions de courant it, dont la fréquence correspond à celle du courant fourni par l'alternateur A, mais dont la phase est décalée d'une va leur fonction de la position de la table 1 le long de ses guides ;
3. un générateur d'impulsions de courant<I>if</I> qui comprend a) le variateur électrique d'angles de phase ou déphaseur<I>es</I> dont le stator est ali menté par l'alternateur A au moyen de conducteurs 78, tandis que son arbre 94 est relié mécaniquement à la vis-mère 35. La table 1 est reliée à l'arbre 94 du dé- phaseur es par un multiplicateur de vi tesse mv, de sorte qu'à une révolution complète de cet arbre 94 correspond une avance de, par exemple, 1 millimètre de cette table ;
b) l'appareillage électronique ae commandé par le courant<I>cf</I> fourni par le déphaseur <I>es</I> et émettant des impulsions de courant <I>i f</I> dont la fréquence correspond à celle du courant fourni par l'alternateur A, mais dont la phase est fonction de la posi tion angulaire de l'arbre 94 du dépha- seur <I>es;</I> 4. des têtes d'enregistrement et de lecture TEL, ...
dont deux seulement sont représentées, reliées .à l'appareillage électronique AE par un sélecteur (non représenté) semblable au sélecteur SE de la fig. 6 et permettant de choisir la tête d'enre gistrement dont le numéro d'ordre correspond au numéro d'ordre de la position d'arrêt de la table à enregistrer ; 5. des têtes d'enregistrement et de lecture<I>tel, .... ,</I> dont une seule est représentée, reliées à l'appa reillage électronique ae par un sélecteur (non représenté) semblable au sélecteur se de la fig. 6 ;
6. les comparateurs de phases CP et cp reliés en permanence respectivement aux appareillages électroniques AE et ae par les conducteurs 55 et 69 ; 7. un commutateur Cm comportant trois contacts mobiles cl, c, , c,3. Le contact cl permet de relier les têtes d'enregistrement et de lecture TEL, , TEL....
alternativement, d'une part, à l'appareil électronique AE en vue de l'enregistrement des impulsions de courant it sur la mémoire M et, d'autre part, au comparateur de phases CP lors de la lecture des zones aimantées portées par la mémoire M et constituant l'enregistrement desdites impulsions de courant it. Le contact mobile c, permet de relier les têtes d'enregis trement et de lecture<I>tel,,</I> tel-, ....
alternativement, d'une part, à l'appareil électronique ae pour l'enregistrement des impulsions de courant<I>if</I> et, d'autre part, au comparateur de phases cp lors de la lecture des zones aimantées portées par la mémoire et constituant l'enregistrement desdites impulsions de courant<I>if ;
</I> 8. un commutateur électronique Co relié par des conducteurs 80 et 81 respectivement au compa- rateur de phases CP et au comparateur de phases cp. Ce commutateur, équipé de valves électro niques sensibles à la valeur de la tension d'erreur fournie par le comparateur de phases CP, relie normalement ce dernier à un appareillage élec tronique DE par l'intermédiaire du contact c.3 du commutateur Cm, mais lorsque la valeur de cette tension d'erreur décroît en dessous d'une valeur fixée à l'avance, ce commutateur Co réagit et provoque, d'une part,
l'interruption de la liaison entre le comparateur de phases CP et l'appareil lage électronique DE et, d'autre part, l'établis sement d'une liaison entre cet appareillage DE et le comparateur de phases cp. La valeur de la tension d'erreur, à laquelle le commutateur Co réagit, est au plus égale à la valeur de la tension d'erreur fournie par le comparateur de phases CP lorsque l'écart entre la position instantanée de la table et la position d'arrêt est égale à l'avance de cette table correspondant à une demi- révolution de l'arbre 94 du déphaseur es ;
9. l'appareillage électronique DE commandé par les tensions d'erreur fournies par les comparateurs de phases AE et ae et qui délivre un courant dont l'amplitude est une fonction de la différence de phases entre les impulsions de courant it et iM ou les impulsions de courant<I>if</I> et im, selon que cet appareillage électronique DE est commandé par la tension d'erreur fournie par le comparateur de phases CP ou par celle fournie par le compa- rateur de phases cp <I>;
</I> 10. un moteur E actionnant la table 1, alimenté par l'appareillage électronique DE dont le courant émis dans des conducteurs 79 s'annule lorsque la phase des- impulsions<I>if</I> coïncide avec la phase des impulsions im.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exé cution du dispositif répétiteur est le suivant L'opérateur place sur la table 1 de la machine une pièce P, non usinée, puis déplace cette table à l'aide du volant vm jusqu'à la position correspon dant au premier usinage. Puis il met en circuit le dispositif enregistreur-répétiteur en enclenchant l'in terrupteur principal IP. Il place l'organe N, relié aux sélecteurs sur la première position puis exerce une poussée sur l'organe de commande K relié aux inter rupteurs J et j, ce qui provoque la fermeture des circuits d'excitation de chacune des têtes TEL, ....
et<I>tel,</I> .... en service et l'enregistrement sur la mé moire M, d'une part, des impulsions de courant it dont l'enregistrement constitue alors le souvenir de la position approchée de la position de la table 1 et, d'autre part, des impulsions de courant<I>if</I> dont l'enregistrement constitue le souvenir de la position angulaire de l'arbre 94 c'est-à-dire de la position exacte de la table 1 le long de ses guides.
En amenant la table 1 successivement dans les diverses positions d'usinage de la pièce P et en enre gistrant chaque fois la position de la table, l'opéra teur obtient un enregistrement de chacune des posi tions d'usinages successives.
Pour répéter ces positions, l'opérateur inverse le commutateur Cm, place l'organe de commande N dans sa première position, puis ferme l'interrupteur principal IP. La mémoire M est actionnée à vitesse constante par le moteur MS, de sorte que l'alterna teur A alimente les deux déphaseurs ES et es. Il s'ensuit que le comparateur de phases CP reçoit, d'une part, des impulsions de courant it dont la phase correspond à la position instantanée de la table 1 le long de ses guides et, d'autre part, des impulsions de courant iM dont la phase correspond à la position des zones aimantées portées par la mémoire M et passant devant l'entrefer de la tête TEL, .... en service.
En fermant alors un interrupteur h inséré dans les conducteurs 80, l'opérateur applique la tension d'erreur fournie par le comparateur de phases CP sur le commutateur électronique Co qui relie ce comparateur CP à l'appareillage électronique DE. Ce dernier commande le moteur E qui actionne la vis-mère 35 et donc la table 1, de sorte que l'écart de la position occupée par cette table par rapport à la position d'usinage désirée diminue progressi vement. La valeur de la tension d'erreur fournie par le comparateur de phases CP diminue aussi.
Lorsque cette tension d'erreur tombe en dessous d'une valeur fixée à l'avance, le commutateur Co interrompt la liaison entre le comparateur de phases CP et l'appa reillage DE et relie ce dernier au comparateur de phases cp. Ainsi, le moteur E continue à être ali menté jusqu'à ce que la phase des impulsions<I>if</I> coïncide avec la phase des impulsions im. A ce moment, le courant fourni par l'appareillage DE s'annule, le moteur E s'arrête et la table 1 s'immo bilise dans la position d'usinage désirée.
Lorsque les positions d'usinage de la table 1 ont été enregistrées dans la mémoire M, on peut placer sur cette table, soit une pièce brute, soit une pièce sur laquelle certains usinages ont déjà été effectués. Dans ce dernier cas, l'opérateur fixe la pièce P sur la table 1, comme décrit plus haut, approximative ment dans sa position correcte, puis répète une posi tion de référence. Après avoir interrompu la liaison mécanique entre le moteur E et le déphaseur<I>es</I> au moyen d'un embrayage Em, il déplace la table 1 à l'aide du volant vm jusque dans ladite position de référence puis, à l'aide de la vis 32, déplace la cré maillère 44 le long du guide 74 pratiqué dans la table 1, afin de ramener l'arbre du déphaseur Es dans sa position angulaire primitive.
A ce moment, la table, la mémoire M, l'arbre 43 du déphaseur ES et celui 94 du déphaseur es sont dans des positions correspondantes, de sorte que l'opérateur peut réta blir, au moyen de l'embrayage Em, la liaison méca nique entre le déphaseur es et le moteur E, puis répéter successivement les différentes positions en registrées dans la mémoire M.
Dans la variante représentée partiellement par la fig. 9, le dispositif répétiteur est très semblable à celui décrit en référence à la fig. 8. Toutefois, dans cette variante, le dispositif générateur d'impul sions it comporte 1. un tambour rotatif AT muni d'une fente 82 pra tiquée suivant l'une de ses génératrices.
Ce tam bour AT est entraîné en rotation par la mémoire M, et une source lumineuse 83 placée dans son intérieur est alimentée par l'intermédiaire d'un transformateur 84 ; 2. une cellule photoélectrique 85 portée par un bras EG solidaire d'un arbre 86 relié mécani quement à la crémaillère 44 portée par la table (non représentée) ; 3. l'appareillage électronique AE relié à la cellule photoélectrique 85 par l'intermédiaire de balais 87 et de bagues 88.
Cet appareillage électronique AE émet des im pulsions de courant it dont la phase est une fonction de la position de la table et est relié par les con ducteurs 55 au comparateur de phases CP, d'une part, et, d'autre part, à une tête magnétique d'enre gistrement et de lecture TEL,.
Le commutateur Cm, dont seul le contact mobile c, est représenté, permet de relier cette tête magné tique TEL, alternativement, d'une part, à l'appareil lage électronique AE pour l'enregistrement des posi tions de la table et, d'autre part, au comparateur de phases CP pour la répétition des positions enre gistrées.
Les autres organes et éléments de cette variante ne sont pas représentés, mais sont identiques à ceux décrits en référence à la fig. 8, de sorte qu'il est inutile de les décrire ici.
Le fonctionnement de cette variante d'exécution du dispositif est très semblable à celui de la forme d'exécution décrite en référence aux fig. 8 et 9. En effet, l'alternateur et le déphaseur du générateur d'impulsions de courant sont remplacés ici respec tivement par le tambour AT muni de sa fente 82 et par le bras EG portant la cellule photoélec trique 85.
La position angulaire du bras EG étant fonction de la position de la table 1 le long de ses guides, tandis que le tambour AT est entraîné à la vitesse de rotation de la mémoire, il est clair que les impul sions de courant et, engendrées par la cellule photo électrique 85 chaque fois que la fente 82 passe dans le plan radial passant par la source lumineuse 83 et le bras EG, sont émises à la fréquence de la rotation de la mémoire M et que leur phase est fonction de la position de la table.
Ces impulsions de courant et commandent l'appareillage électronique AE qui émet les impulsions de courant it, de très brève durée, appliquées, par l'intermédiaire du commutateur Cm, sur la tête magnétique d'enregistrement et de lecture en service en vue de leur enregistrement sur la mé moire.
Par contre, lors de la répétition, le com- parateur de phases CP reçoit, d'une part, les impul sions de courant it provenant du générateur d'impul sions et, d'autre part, les impulsions de courant iM émises par la tête d'enregistrement et de lecture en service, le commutateur Cm étant dans la position opposée à celle représentée au dessin.
Dans cette variante d'exécution, le dispositif ré pétiteur est également muni d'un générateur d'im pulsions de courant<I>if</I> dont la phase est fonction de la position de l'arbre du moteur actionnant la vis- mère 35.
Ce générateur d'impulsions peut être soit du type comportant un alternateur, entraîné par la mémoire, et alimentant un variateur électrique d'an gles de phase dont le rotor est entraîné dans les déplacements de l'arbre du moteur actionnant la vis-mère, soit du type décrit en référence à la fig. 9, comportant, d'une part, un tambour rotatif entraîné par la mémoire et muni d'une fente traversée par les rayons d'une source lumineuse et, d'autre part, une cellule photoélectrique captant les rayons traversant la fente et portée par un organe porteur solidaire de l'arbre du moteur actionnant la vis-mère 35.
La fig. 10 illustre partiellement une variante d'exécution du générateur d'impulsions de courant dans laquelle l'alternateur et le déphaseur, décrits en référence à la fig. 6, sont remplacés respectivement par un disque ferromagnétique D comportant une entaille 89 et par un organe porteur EG muni d'une tête magnétique de mesure 90. Cette dernière com porte un circuit magnétique présentant un entrefer 93 disposé en regard de la surface périphérique du disque D, un aimant permanent 91 et un enroulement de mesure 92.
Lorsque l'entaille 89 passe devant l'entrefer 91, elle produit une variation du flux magnétique tra versant l'enroulement de mesure 92, qui engendre dans celui-ci des impulsions de courant et. Celles-ci sont appliquées à un appareillage électronique sem blable à l'appareillage AE, décrit en référence à la fig. 9, et qui transforme ces impulsions de courant et en impulsions de courant it de très brève durée.
Dans une autre variante, l'entaille 89 du disque D pourrait être remplacée par une zone aimantée.