Tour automatique à usiner de la matière en barres L'objet de la présente invention est un tour automa tique à usiner de la matière en barres, comprenant un poussoir agissant sur ces barres pendant leur usinage et un mécanisme d'entraînement de ce poussoir.
Dans de nombreux tours connus, le mécanisme d'en traînement du poussoir comprend un contrepoids qui agit sur le poussoir par l'intermédiaire d'un fil. Dans ces tours, il est facile de régler le mécanisme d'entraî nement du poussoir de façon que ce dernier exerce tou jours la pression voulue sur la barre en cours d'usinage ; il suffit à cet effet de suspendre le contrepoids approprié au fil entraînant le poussoir.
Il existe cependant aussi des tours dans lesquels le mécanisme d'entraînement du poussoir est constitué par d'autres moyens, en particulier lorsque le poussoir doit, pour une raison ou une autre, être ramené par ce méca nisme de l'avant à l'arrière, entre l'usinage de deux bar res consécutives.
Dans certains tours connus, en particulier dans des tours comprenant un dispositif de ravitaillement auto matique, c'est-à-dire un dispositif qui remet automatique ment une nouvelle barre de matière en place dans le tour au moment où une barre a été usinée complète ment, ce sont les mêmes moyens qui, par souci d'éco nomie, entraînent le poussoir d'arrière en avant, lors de l'usinage d'une barre, et d'avant en arrière, lors du changement de barre, ces moyens comprenant par exem ple un moteur qui actionne une chaîne sans fin.
Si le remplacement du mécanisme d'entraînement à contrepoids par un mécanisme d'un autre genre offre ainsi plusieurs avantages, il implique cependant aussi l'inconvénient d'introduire un élément d'insécurité dans le tour. Un mécanisme d'entraînement, par exemple à moteur, ne peut en effet-pas exercer sur le poussoir une force de traction qui soit déterminée avec la même garan tie de constance que dans le cas où cette force-de trac- tion est engendrée par un contrepoids. Or, des variations 3e la force exercée par le poussoir sur la barre de matière peuvent avoir des conséquences fâcheuses.
Ainsi, une augmentation de cette force peut par exemple produire un flambement de la barre en cours d'usinage. Une dimi nution de la force en question peut de son côté avoir pour conséquence que la barre en cours d'usinage n'avance plus jusqu'aux butées de limitation pendant les temps .d'ouverture de la pince de serrage. Dans un tour à poupée mobile, une telle diminution peut en outre être la cause d'un recul indésirable de la barre, au mo ment où la poupée recule avec sa pince de serrage ouver te.
Dans tous ces cas, les pièces produites n'auraient plus la longueur voulue et si le tour comprend des outils tra vaillant en bout, tels qu'une mèche à centrer, une mèche de perçage et un taraud ou une filière destinée à tailler des filets sur une portée préalablement anglée par un burin, une avance incomplète de la matière pourrait en outre entraîner le bris de la mèche .de perçage, puis celui du taraud ou un endommagement de la filière, du fait que ces outils rencontreraient une face antérieure de pièce, qui n'aurait pas été préalablement pointée ou anglée.
S'il est relativement aisé de prévoir des moyens empê chant que la force exercée par le poussoir sur la barre n'augmente au-delà d'une limite prédéterminée, l'élimi nation des risques découlant d'une diminution de cette force pose en revanche un problème difficile à résoudre par des moyens simples.
Le but de la présente invention est de créer un tour comprenant des moyens capables -de réagir si la force avec laquelle agit le poussoir diminue.
Le tour selon l'invention est caractérisé par un dis positif de sécurité qui comprend des organes sensibles au passage du poussoir en deux points de contrôle déter minés et un dispositif de commande -asservi à ces orga- nés et entrant en action si le poussoir n'atteint pas le second point de contrôle dans un temps prédéterminé après avoir passé au premier point de contrôle.
Ledit dispositif de commande du tour selon l'inven tion peut, lorsqu'il entre en action, simplement avertir un surveillant de la machine en allumant une lampe ou en faisant retentir un signal acoustique. Il peut aussi interrompre le travail de la machine, par exemple en en débrayant l'arbre à cames, voire arrêter complète ment la machine en coupant le circuit de son moteur principal.
Le contrôle indirect de la force exercée par le poussoir sur la barre, qui s'opère dans le tour selon l'invention en contrôlant le temps mis par le mécanisme d'entraînement du poussoir à faire passer ce dernier d'un point à un autre, c'est-à-dire à lui faire parcourir une distance déterminée, permet ainsi, par une intervention immédiate, d'éviter les conséquences d'une diminution de cette force.
Une forme d'exécution du tour selon l'invention est représentée à titre d'exemple au dessin annexé.
La fig. 1 en est une vue schématique en perspective, ne montrant que les éléments du tour nécessaires à la compréhension de l'invention, et la fig. 2 est un schéma d'une partie des moyens de commande de ce tour.
Le tour représenté est un tour automatique à pou pée mobile, équipé d'un dispositif de ravitaillement auto matique. Ce tour comprend une poupée 1, mobile axia- lement. La poupée 1 porte une broche 2 entraînée en rotation par un moteur 3 - qui est le moteur princi pal du tour - à l'aide d'une courroie 4. Une pince de serrage 5. montée dans la broche 2, sert à entraîner une barre de matière 6 en rotation avec la broche 2 et à déplacer cette barre 6 axialement avec la poupée 1. L'extrémité antérieure de la barre 6 est tenue fermement dans le champ de travail des outils du tour par un canon de guidage 7.
Les opérations d'usinage du tour sont commandées selon des cycles successifs - à raison d'un cycle par pièce usinée = par un arbre à cames 8 entraîné en rota tion à partir du moteur 3, à l'aide d'une courroie 9, d'une poulie 10, d'un embrayage à griffes 11, d'une vis sans fin 12 et d'une roue de vis sans fin 13. Une seule des cames de l'arbre 8 a été représentée, la came 14, qui commande un contact S2. L'embrayage 11 est com mandé par un électro-aimant 15 par l'intermédiaire d'un levier à deux bras 16.
A la fig. 1, l'électro-aimant 15 est représenté au repos ; les griffes de l'embrayage 11 sont dégagées l'une de l'autre et l'arbre à cames 8 est à l'arrêt, le contact S, est maintenu fermé par la came 14. L'excitation de l'électro-aimant 15 amène les griffes de l'embrayage 11 mutuellement en prise, ce qui fait démarrer l'arbre 8, pour autant que le moteur 3 soit en marche.
A la fin de chaque<I>cycle</I> du tour, la pièce usinée à l'extrémité de la barre 6 pendant ce cycle est tronçon née de la barre 6 par un burin 17, qui reste engagé à fond dans le chemin de la barre 6 pendant tout le temps qui s'écoule entre les usinages de deux pièces successi ves. Pendant ce temps, la pince 5 s'ouvre, la poupée 1 recule, la pince 5 se referme et un poussoir 18 main tient la barre 6 appuyée contre le burin à tronçonner 17.
Pendant tout le temps d'usinage d'une barre de ma tière, le poussoir 18 est appuyé avec une force constante contre l'extrémité postérieure de cette barre par un mo teur 19 à fort glissement, qui agit sur le poussoir 18 par l'intermédiaire d'une chaîne sans fin 20 guidée sur deux roues 21, d'un patin 22 porté par la chaîne 20 et d'une attache 23 reliant le patin 22 au drapeau 24 du poussoir. Quand le moteur 19 est en service, il sollicite la chaîne 20 en permanence dans le sens de la flèche 25. Le patin 22 se déplace ainsi le long du brin supérieur de la chaîne 20 jusqu'à ce que la barre 6 soit complètement usinée. A cet instant, le patin 22 tourne autour de la roue de chaîne 21 antérieure et commence à se déplacer vers l'arrière avec le brin inférieur de la chaîne.
Le pous soir 18 est alors retiré vers l'arrière. Dans ce déplace ment, il entraîne le bout de la barre 6 qui était resté dans le tour, entre la pince de serrage 5 et le canon 7 et le laisse échapper en un endroit approprié. Au cours de ce déplacement en course libre, que le poussoir 18 effectue à partir du moment où le patin 22 a tourné autour de la roue antérieure 21, une nouvelle barre de matière est amenée dans l'axe de la broche 2. Cette nou velle barre est ensuite avancée dans la broche 2 par le poussoir 18, quand le patin 22 revient vers l'avant avec le brin supérieur de la chaîne 20, après avoir tourné autour de la roue postérieure 21.
Le déplacement en course libre du poussoir 18 se termine lorsque l'extré mité de la nouvelle barre de matière arrive contre le burin à tronçonner 17 après avoir traversé la broche 2, sa pince de serrage 5 et le canon 7. Pendant toute la durée du changement de barre. c'est-à-dire depuis le moment où le patin 22 commence à tirer le poussoir 18 vers l'arrière et jusqu'au moment où il amène la nou velle barre de matière contre le burin 17, l'arbre à camés 8 du tour est arrêté.
L'arrêt de cet arbre 8 dans la posi tion convenable - c'est-à-dire quand la pince de ser rage 5 est ouverte et le burin 17 pleinement engagé dans le chemin de la barre de matière - est assuré par la came 14 et le contact S2. Les autres fonctions du dis positif de ravitaillement automatique sont commandées par deux autres contacts<B>SI</B> et S3 disposés le long de la chaîne 20 de façon à être actionnés au passage par le patin 22.
Le contact<B>SI</B> est placé de façon qu'il soit actionné à un moment situé entre celui où le patin 22 a fini de déplacer le poussoir 18 vers l'avant et celui où il va commencer à le déplacer vers l'arrière. Quant au contact S3. le patin 22 l'actionne peu de temps avant que la nouvelle barre de matière n'entre en contact avec le burin à tronçonner 17. La fig. 1 représente le tour à l'instant où une nouvelle barre de matière vient d'avoir été mise en place et où l'arbre à cames 8 va être remis en marche pour entreprendre l'usinage de cette nouvelle barre.
Le schéma de la fig. 2 représente une partie des orga nes de commande du tour et un dispositif de sécurité destiné à arrêter le moteur principal 3, si le poussoir 18, par exemple par suite d'une diminution accidentelle de la force de traction exercée sur lui par le moteur 19, n'effectue plus son parcours dans les conditions nor males.
Outre l'électro-aimant 15, le moteur 19 et les trois contacts<B>S,,</B> S2, <B>S,3,</B> les organes représentés dans le schéma de la fi-. 2 comprenant cinq relais A, B, C, D, E auxquels sont associés respectivement les contacts a,, a2, b1, <B>b.,</B> cl, c2, d et el e2 . Hormis le contact e1, qui est légèrement temporisé à l'attraction pour com penser les légères variations de longueur des barres de matière, et le contact d, qui est aussi temporisé à l'attrac tion d'une façon décrite ci-après, tous les contacts des relais représentés sont à action immédiate.
Le contact d est branché dans un circuit indépendant 26, agencé de façon à couper le courant--au moteur 3, quand ce contact d est ouvert par l'excitation du relais D. Les autres éléments de circuit représentés à la fig. 2 sont alimentés par les lignes Li, L2. Dans cette fig. 2, les différents contacts sont représentés dans des positions qui correspondent à une phase d'usinage normal du tour. Les lignes Ll, L2 sont sous tension.
Seuls trois des éléments représentés sont alors excités : le relais B par le contact a,, l'électro-aimant 15 par les contacts b2 et S2 montés en parallèle et le moteur 19 par le con tact a2. L'arbre à cames 8 est donc en marche et le poussoir 18 est appuyé contre la barre 6.
A chaque tour d'arbre à cames, la came 14 actionne une fois le contact S. L'actionnement de ce contact est cependant sans influence sur les autres éléments de circuit, car l'électro-aimant 15 reste excité par le con tact b2 et le relais B est déjà excité par le contact ai .
Lorsque le poussoir 18 arrive à fin de course pen dant l'usinage de la dernière pièce et permet au patin 22 de tourner autour de la roue antérieure 21, ce patin actionne brièvement le contact Si et excite le relais A. Les contacts ai et a2 basculent par conséquent. Le con tact ai coupe ainsi l'excitation du relais B et maintient celle de A, tandis que le contact a2 arrête le moteur 19 pour éviter que le poussoir 18 n'exerce inutilement une traction vers l'arrière sur le reste de la barre 6 tant que celle ci est tenue et entraînée par la pince 5.
De son côté, le changement d'état du relais B fait basculer les contacts b, et b2. Le premier prépare l'excitation du relais C et le second la rupture de courant à l'électro aimant 15, modifications intervenant toutes deux au moment où S#. est actionné.
Comme indiqué ci-dessus, S2 est actionné à la fin d'un cycle d'usinage du tour, quand la pince 5 est ouverte et le burin 17 engagé à fond. A la fin de l'usinage de la dernière pièce sur la barre 6, après le tronçonnement de cette dernière et l'ouverture de la pince de serrage 5, l'arbre à cames 8 est donc arrêté par l'électro-aimant 15, qui libère l'embrayage 11 et le relais C est excité. Le contact ci excite le relais D et le contact c2 remet le moteur 19 en marche. Le contact d reste cependant encore fermé ; il est assez fortement retardé à l'attrac tion pour ne pas s'ouvrir si les opérations suivantes, au terme desquelles l'excitation du relais D est coupée, se déroulent normalement.
La remise en marche du moteur 19 a pour effet de déplacer le patin 22 du contact<B>SI</B> jusqu'au contact S3 en faisant d'abord reculer le poussoir 18 jusque dans sa position arrière extrême, puis en le faisant avancer à nouveau en poussant une nouvelle barre de matière dans la broche 2.
Comme déjà indiqué, le contact S3 est assez en arrière pour que le patin 22 l'actionne certainement avant que la nouvelle barre de matière n'atteigne le burin 17, même si c'est l'une des plus longues barres de la série à usiner.
L'actionnement du contact S3 a pour effet d'exciter le relais E. Le contact e2, qui se ferme immédiatement, maintient E excité. Quant au contact el, il est tempo risé juste assez pour ne pas s'ouvrir avant que la nou velle barre de matière n'ait atteint le burin 17, même si cette barre est l'une des plus courtes de la série à usiner.
A ce moment, le tour est dans la position représen tée à la fig. 1.
L'ouverture du contact el coupe l'excitation de A et les contacts ai et a" reviennent à leur position ini tiale. Le contact al excite à nouveau le relais B, tandis que le basculement du contact a2 est pratiquement sans effet, puisqu'après son retour à sa position initiale, le moteur 19 est aussi sous tension.
L'excitation du relais B ramène les contacts b, et b2 dans leur position initiale. Le contact b, coupe l'exci tation du relais C et le contact b2 excite à nouveau l'élec- tro-aimant 15, de sorte que l'arbre à cames 8 est remis en marche.
Le changement d'état du relais C ramène les con tacts ci et c2 dans leur position initiale. Tandis que l'ou verture du contact c2 est sans effet, celle du contact ci a pour effet de couper simultanément l'excitation des relais D et E. Si le contact S2 est actionné par le patin 22 au moment prévu, le contact d est encore fermé et il le reste au moins jusqu'à ce que le relais D soit à nou veau excité, c'est-à-dire jusqu'au prochain changement de barre.
Avec la rupture du courant au relais E et le retour des contacts ci et e2 dans leur position initiale, tous les éléments du schéma de la fig. 2 se retrouvent dans leur position initiale ; il sont à nouveau prêts à fonctionner de la façon décrite à la fin de l'usinage de la nouvelle barre de matière introduite dans le tour.
Si, pour une cause ou l'autre, le patin 22 n'effectue pas le trajet du contact Si au contact S3 dans le temps prévu. le relais D ouvre le contact d et arrête le tour complètement. Son surveillant aura ainsi tout le loisir de remettre le tour en état, avant de le remettre en mar che.
Les principales causes qui peuvent provoquer un retard de l'arrivée du patin 22 au contact S3, sont ou bien un affaiblissement accidentel du moteur 19, ou alors une augmentation de la résistance opposée par la chaîne 20 ou encore un encrassement du tube de gui dage (non représenté) dans lequel le poussoir se déplace, puisque le trajet du patin 22 depuis le contact Si jus qu'au contact S3 se fait en course libre. Or, toutes ces causes auraient manifestement pour effet une diminu tion de la force exercée par le poussoir 18 sur la barre 6. Réciproquement, si cette force est normale, le patin 22 passe du contacts Si au contact S3 en un temps bien déterminé.
Pour éviter les inconvénients dus à une dimi nution de la force en question, il suffit de mesurer le temps que le patin 22 met dans des conditions normales de fonctionnement pour apsser du contact Si au contact S3, de lui ajouter le temps de temporisation à l'attrac tion du contact el, puis de donner à la temporisation à l'attraction du contact d une valeur juste un peu supé rieure à la somme ôbtenue.
Dans la forme d'exécution décrite, les moyens qu'il a fallu ajouter à ceux commandant le tour, pour consti tuer un dispositif de sécurité sensible à une diminu tion de la force exercée par le poussoir, sont extrême ment simples. Ils sont constitués par le relais D avec son contact d, sa ligne d'alimentation et le contact ci branché dans cette ligne. Le réglage de ce dispositif de sécurité lors de la mise en train du tour est aussi facile à réaliser. Il se résume au réglage de la temporisation du relais D.
Ces simplifications sont dues au fait que les contacts Si et S3, nécessaires à la commande des opérations du tour, ont aussi été utilisés pour exciter le relais D et pour couper à nouveau le courant à ce relais, si les conditions de fonctionnement du tour sont normales. Cette utilisation des contacts<B>SI</B> et S3 dans le dispositif de sécurité du tour ne constitue pas un incon vénient, au contraire.
Si l'on songe à contrôler la force exercée par le poussoir sur la barre en contrôlant le temps que le poussoir met pour passer d'un point à un autre, il est tout d'abord indiqué de choisir un trajet que le poussoir effectue sous l'influence du plus petit nombre possible de facteurs étrangers, c'est-à-dire un trajet qu'il effectue en course libre. En outre, le fait de choisir le plus long trajet possible en course libre a l'avantage d'augmenter la sensibilité du dispositif de sécurité. Le dispositif de sécurité décrit a enfin encore un autre avan tage.
Il ne réagit pas seulement si le poussoir parcourt le trajet en question trop lentement, mais a fortiori s'il ne parvient pas au terme de ce trajet, par exemple parce qu'il n'aurait pas éliminé convenablement le bout devenu inutilisable de la barre de matière précédente. Le dispo sitif de sécurité décrit constitue ainsi accessoirement une sécurité du dispositif de ravitaillement automatique.
En dépit des avantages qu'il y a à choisir les contacts <B>SI</B> et S3 comme organes du dispositif de sécurité sensi bles au passage du poussoir aux deux points de contrôle, il pourrait, dans certains cas, être indiqué de situer ces points de contrôle en deux autres endroits du parcours effectué par le poussoir. En particulier dans les cas où le temps d'usinage d'une barre est long, il pourrait par ailleurs y avoir intérêt à prévoir plusieurs paires de points de contrôle le long du parcours du poussoir.
A cet effet, il suffirait de prévoir un relais temporisé sem blable au relais D pour chaque paire de points de con trôle, et de placer des contacts sensibles au passage du poussoir en ces points, l'un, pour exciter le relais, et l'autre, pour couper son courant d'excitation juste avant que la temporisation du relais ne soit écoulée, si le pous soir travaille normalement. Une ou plusieurs paires de points de contrôle pourraient aussi être prévues le long du trajet que le poussoir effectue pendant l'usinage d'une barre de matière.