Dispositif de commande de l'avance vers la pièce à meuler d'une meule de machine à rectifier
La présente invention a pour objet un dispositif de commande de l'avance vers la pièce à meuler d'une meule de machine à rectifier, par exemple pour tailler des engrenages ou des rainures, caractérisé en ce qu'il comprend une came entraînée en fonction du mouvement relatif de passe de travail de la pièce à meuler et de la meule, cette came commandant, par l'intermédiaire d'un suiveur de came, un mécanisme à vis et écrou produisant l'avance de la meule vers la pièce à meuler.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif de commande objet de l'in vention:
La fig. 1 est une vue partiellement en coupe d'une machine à meuler comprenant cette forme d'exécution, et
la fig. 2 est une vue d'un détail représenté à la fig. 1.
Le dispositif qui va être décrit coopère (fig. 1) avec une machine à meuler les roues dentées ou à former des rainures. Cette machine comprend une meule 1 portée par une tête de meulage 2 et agencée pour être amenée vers une pièce à meuler 3, par exemple une roue dentée ou un arbre à rainurer, la meule 1 et la tête 2 pouvant prendre un mouvement en direction de l'axe de la pièce 3 dans une direction verticale.
La pièce 3 est portée par les pointes de deux poupées 4 et 5 montées sur un chariot 6 coulissant sur la base 7 de la machine et entraîné d'un mouvement alternatif sur cette base. Une passe de meulage de la meule 1 relativement à la pièce 3 est ainsi effectuée à chaque course du chariot 6.
La poupée 4 porte un mécanisme d'indexage (non représenté) pour amener successivement des rainures de la pièce 3 en alignement avec la meule 1.
Une vis sans fin 9 actionnée par un volant à main (non représenté) entraîne une roue 10 qui, par l'intermédiaire d'un embrayage magnétique 11 d'un arbre 12 et d'un train d'engrenage 13, fait tourner une vis 14 déplaçant la tête de meulage 2, pour le réglage initial de la machine.
Une fois ce réglage initial effectué, l'embrayage 11 est commandé pour libérer l'ensemble 9, 10 commandé par le volant et embrayer l'arbre 12 sur un mécanisme d'avance fine 15 qui est mis en action lors de l'affûtage de la meule 1, comme on va le voir.
Quand une passe active de meulage a été effectuée par déplacement axial de la pièce 3 par rapport à la meule 1, une avance d'un pas de la meule 1 vers la pièce 3 est effectuée automatiquement au moyen d'une came rotative 16 qui actionne un mécanisme à vis 17.
La came 16, qui pourrait ainsi être linéaire, présente un profil en gradins 16a, qui engage un suiveur de came 19 relié par un goujon 20 à une vis 17a coopérant avec un écrou 17b du mécanisme 17. Le rapport entre la course du suiveur 19 et le déplacement angulaire de la vis 17a peut être modifié à volonté. La liaison entre le suiveur 19 et la vis 17a permet le déplacement axial de celle-ci.
La came 16 est mise en rotation au moyen d'un moteur hydraulique rotatif actionné par la commande hydraulique du dispositif en liaison avec le mouvement alternatif du chariot 6 et de la pièce 3 portée par ce chariot relativement à la meule 1, c'est-à-dire en accord avec le déplacement relatif de la meule et de la pièce.
A la fin de chaque passe, la came 16 tourne d'un pas pour présenter un nouveau gradin du profil 16a au suiveur 19 afin que, par le mécanisme 17, la meule 1 soit rapprochée de l'axe de la pièce 3 en vue de la prochaine passe.
Pour assurer la précision désirée, le mécanisme à vis 17 comporte des billes baladeuses, l'écrou 17b étant fixe relativement à la machine, de sorte que lorsque la vis interne 17a tourne, elle se déplace axialement et entraîne la vis 14 avec elle. La vis 14 peut coulisser axialement par rapport à la deuxième roue de l'engrenage 13.
Des paliers de butée 17c empêchent tout mouvement axial relatif de la vis 17a par rapport à la vis 14 mais permet sa rotation. Ainsi la vis 14 peut tourner relativement au mécanisme 17 pour effectuer le réglage de la tête de meulage 2 indépendamment de ce dermer, lors du réglage manuel initial ou d'une opération d'avance pour l'aftu- tage ae la meule.
La réduction assurée par le mécanisme 17 est telle que Pavance pas à pas de la tête de meulage 2 est effectuée avec un mouvement relativement grand du suiveur 19, de sorte que les gradins du profil 16a sont hauts relativement au mouvement de la tête de meulage.
Pour permettre à la came 16 de fonctionner en synchronisme avec le mouvement alternatif de la pièce et pour repérer cette dernière, de même que pour effectuer une commande d'affûtage telle que décrite plus bas, un disque 21 solidaire de la came comporte des organes de déclenchement pour actionner des interrupteurs de commande.
Les organes de déclenchement comprennent des chevilles 22, 23, 24 montées sélectivement dans des séries de trous disposées selon des cercles 22a, 23a et 24a sur le disque 21.
Les chevilles 22 de la série la plus extérieure sont agencées pour actionner successivement un interrupteur de commande 25, ordinairement pour chaque gradin du profil de came 16a (ou dans un domaine sélectionné de de ce dernier), pour mettre en relation l'indexage de la came 16 avec le mouvement alternatif de la pièce à meuler 3. Les chevilles 22 déplacent un cliquet 26 monté sur un pivot 27 et qui actionne à son tour l'interrupteur 25.
La série de trous 23a comprend une ou plusieurs chevilles 23 selon qu'un ou plusieurs affûtages de la meule I est ou sont requis pendant un cycle de meulage. Ici aussi les chevilles 23 dans ces trous actionnent un inter- rupteur non représenté. La série de trous la plus intérieure 24a permet la mise en place sélective d'une cheville 24 pour actionner un autre interrupteur de commande non représenté, de sorte que l'étendue requise du profil à gradins 16a de la came 16 peut être choisie en accord avec une opération de meulage particulière ou un cycle particulier requis. Les trois interrupteurs peuvent être montés de façon que les cliquets 26 soient tous sur le même pivot 27.
Quand la cheville 24 assure le fonctionnement de l'interrupteur correspondant lors de l'achèvement d'un cycle de meulage, le chariot 6 portant la pièce à meuler peut se déplacer dans une position de décharge et de recharge à distance de la tête de meulage 2.
Quand une cheville 23 de la série 23a actionne son interrupteur, le chariot portant la pièce à meuler est actionné pour éloigner celle-ci de la meule 1 et pour amener un dispositif d'affûtage non représenté en position active par rapport à la meule, ce dispositif d'affûtage pouvant être porté par le même chariot 6 qui porte les poupées 4 et 5 pour la pièce 3.
En même temps le suiveur 19 est retiré par l'action d'un vérin hydraulique 29 à distance du profil 16a de la came 16 et contre une butée 30 dont la position correspond à la dimension finale de la pièce à meuler 3.
Quand le suiveur 19 est amené contre la butée 30, le mécanisme 17 impartit un mouvement à la tête de meulage 2 vers l'axe de la pièce à meuler pour l'opération d'affûtage.
Pour mettre en place la meule 1 pour l'affûtage, le mécanisme d'avance 15 est mis en action par un vérin hydraulique 31. Ce mécanisme 15 comprend une roue à rochet 32 sur l'arbre 12 actionnée par un cliquet 33 porté par un bras 34 pouvant tourner sur l'arbre 12, l'étendue du mouvement actif du bras 34 ou de son mouvement de retour en vue d'un nouveau mouvement actif étant déterminée par une butée réglable 35 pouvant prendre plusieurs positions selon la mise en place requise.
L'arbre 12 étant actionné par le mécanisme 15, le fonctionnement correspondant de la vis 14 et de la tête de meulage 2 est obtenu par l'intermédiaire du train d'engrenage 13.
Après que la meule 1 a été affûtée, sa position par rapport à l'axe de la pièce 3 correspond alors à la dimension finale de cette dernière.
Après l'affûtage et immédiatement avant le retour de la pièce 3 sous l'action du chariot 6 vers la meule 1, le vérin hydraulique 29 est actionné pour ramener le suiveur 19, ou pour permettre son retour par un ressort de rappel, afin qu'il vienne en contact avec le profil 16a de la came, de manière que le meulage se poursuive en accord avec le programme commandé par la came 16.
En s'arrangeant de façon que le suiveur 19 soit amené contre la butée 30 et grâce à la mise en place résultante de la meule 1 obtenue pour une opération d'affûtage (avec la mise en place finale du mécanisme d'avance pour cette dernière), l'opération de meulage peut être effectuée sans autre compensation nécessaire pour l'affûtage de la meule (c'est-à-dire autre que celle produite par le mécanisme 15), tandis que la donnée relative à la dimension finale de la pièce et indiquée par la butée 30 reste constante.
En pratique, on a trouvé avantageux que le profil en gradin 16a de la came, ou un domaine sélectionné de ce profil, effectue le réglage de la meule pour tous les stades du meulage de matière programmé à partir de la pièce à meuler, à l'exception du dernier stade qui est assuré quand le suiveur 19 est placé contre la butée 30 (par action du vérin 29), de sorte que la passe finale de la meule et de la pièce correspond à la dimension finale de la pièce 3 telle qu'elle est déterminée par la butée 30.
Bien que cela dépende de la nature de la pièce à meuler 3, on a trouvé en général qu'il est avantageux pratiquement d'affûter la meule 1 pour l'avant-dernière passe de la meule et de la pièce afin que l'avant-dernière passe et la dernière passe soient effectuées avec une meule fraîchement affûtée. II en est de même pour le dégrossissage d'une nouvelle pièce.
Comme la pièce 3 peut être repérée de façon que chaque rainure soit l'objet d'une passe de la meule 1 avant que la mise en place de cette dernière soit réglée par l'action du prochain gradin du profil 16a de la came, chaque rainure peut être amenée presque à la dimension finale par un nombre de passes approprié avant de passer à la prochaine rainure, les stades du meulage de finissage de la rainure se faisant successivement. De la sorte, le temps pris pour repérer la pièce à meuler et assurer les courses de retour peut être maintenu à une valeur minimum.
Bien que le disque 21 serve à effectuer le basculement des interrupteurs de commande, il peut servir de disque de code coopérant avec un lecteur de code, consistant par exemple en un tableau de fiches et un comparateur, le code désiré étant introduit sur le tableau de fiches et la comparaison de ce dernier avec le disque étant effectuée par le comparateur pour commander la rotation du disque et de la came. Le disque de code peut être agencé pour coopérer avec des pièces de contact du lecteur, ou ce dernier peut être un dispositif à cellulose photo-électrique coopérant avec des trous dans le disque et une source de lumière.
Device for controlling the feed to the workpiece of a grinding machine wheel
The present invention relates to a device for controlling the advance towards the workpiece of a grinding machine grinding wheel, for example for cutting gears or grooves, characterized in that it comprises a cam driven in function. of the relative working pass movement of the workpiece and of the grinding wheel, this cam controlling, via a cam follower, a screw and nut mechanism producing the advance of the grinding wheel towards the workpiece .
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the control device which is the subject of the invention:
Fig. 1 is a partially sectional view of a grinding machine comprising this embodiment, and
fig. 2 is a view of a detail shown in FIG. 1.
The device which will be described cooperates (FIG. 1) with a machine for grinding toothed wheels or for forming grooves. This machine comprises a grinding wheel 1 carried by a grinding head 2 and arranged to be brought towards a workpiece 3, for example a toothed wheel or a grooving shaft, the grinding wheel 1 and the head 2 being able to take a movement in the direction of the axis of the part 3 in a vertical direction.
The part 3 is carried by the points of two dolls 4 and 5 mounted on a carriage 6 sliding on the base 7 of the machine and driven in a reciprocating movement on this base. A grinding pass of the grinding wheel 1 relative to the part 3 is thus carried out on each stroke of the carriage 6.
Headstock 4 carries an indexing mechanism (not shown) for successively bringing grooves of part 3 into alignment with grinding wheel 1.
A worm 9 operated by a handwheel (not shown) drives a wheel 10 which, via a magnetic clutch 11 of a shaft 12 and a gear train 13, turns a screw. 14 moving the grinding head 2, for the initial setting of the machine.
Once this initial adjustment has been made, the clutch 11 is controlled to release the assembly 9, 10 controlled by the flywheel and engage the shaft 12 on a fine advance mechanism 15 which is put into action during the sharpening of grinding wheel 1, as we will see.
When an active grinding pass has been performed by axial displacement of the part 3 with respect to the grinding wheel 1, an advance of one step from the grinding wheel 1 towards the part 3 is effected automatically by means of a rotating cam 16 which actuates a screw mechanism 17.
The cam 16, which could thus be linear, has a stepped profile 16a, which engages a cam follower 19 connected by a stud 20 to a screw 17a cooperating with a nut 17b of the mechanism 17. The ratio between the travel of the follower 19 and the angular displacement of the screw 17a can be changed at will. The connection between the follower 19 and the screw 17a allows axial displacement of the latter.
The cam 16 is rotated by means of a rotary hydraulic motor actuated by the hydraulic control of the device in conjunction with the reciprocating movement of the carriage 6 and of the part 3 carried by this carriage relative to the grinding wheel 1, that is that is to say in accordance with the relative displacement of the grinding wheel and the workpiece.
At the end of each pass, the cam 16 turns one step to present a new step of the profile 16a to the follower 19 so that, by the mechanism 17, the grinding wheel 1 is brought closer to the axis of the part 3 for the purpose of the next pass.
To ensure the desired precision, the screw mechanism 17 comprises wandering balls, the nut 17b being fixed relative to the machine, so that when the internal screw 17a rotates, it moves axially and drives the screw 14 with it. The screw 14 can slide axially relative to the second wheel of the gear 13.
Thrust bearings 17c prevent any relative axial movement of the screw 17a with respect to the screw 14 but allows its rotation. Thus the screw 14 can rotate relative to the mechanism 17 to effect the adjustment of the grinding head 2 independently of this dermer, during the initial manual adjustment or during an advance operation for the grinding of the grinding wheel.
The reduction provided by the mechanism 17 is such that the stepping of the grinding head 2 is effected with a relatively large movement of the follower 19, so that the steps of the profile 16a are high relative to the movement of the grinding head.
To allow the cam 16 to operate in synchronism with the reciprocating movement of the part and to identify the latter, as well as to perform a sharpening command as described below, a disc 21 integral with the cam comprises trigger to operate control switches.
The trigger members include pins 22, 23, 24 selectively mounted in series of holes arranged in circles 22a, 23a and 24a on the disc 21.
The pins 22 of the outermost series are arranged to successively actuate a control switch 25, usually for each step of the cam profile 16a (or in a selected area of the latter), to relate the indexing of the cam 16 with the reciprocating movement of the workpiece 3. The pins 22 move a pawl 26 mounted on a pivot 27 and which in turn actuates the switch 25.
The series of holes 23a includes one or more dowels 23 depending on whether one or more grindings of the grinding wheel I is or are required during a grinding cycle. Here also the pins 23 in these holes actuate a switch, not shown. The innermost series of holes 24a allows for the selective placement of a dowel 24 to actuate another control switch not shown, so that the required extent of the stepped profile 16a of the cam 16 can be chosen in accordance. with a particular grinding operation or particular cycle required. The three switches can be mounted so that the pawls 26 are all on the same pivot 27.
When the pin 24 operates the corresponding switch upon completion of a grinding cycle, the carriage 6 carrying the workpiece can move to a discharge and recharge position remote from the grinding head. 2.
When a pin 23 of the 23a series actuates its switch, the carriage carrying the workpiece is actuated to move the latter away from the grinding wheel 1 and to bring a sharpening device (not shown) into the active position with respect to the grinding wheel, this sharpening device that can be carried by the same carriage 6 which carries the dolls 4 and 5 for part 3.
At the same time, the follower 19 is withdrawn by the action of a hydraulic cylinder 29 at a distance from the profile 16a of the cam 16 and against a stop 30 whose position corresponds to the final dimension of the workpiece 3.
When the follower 19 is brought against the stop 30, the mechanism 17 imparts movement to the grinding head 2 towards the axis of the workpiece for the sharpening operation.
To set up the grinding wheel 1 for sharpening, the feed mechanism 15 is actuated by a hydraulic cylinder 31. This mechanism 15 comprises a ratchet wheel 32 on the shaft 12 actuated by a pawl 33 carried by a arm 34 rotatable on shaft 12, the extent of active movement of arm 34 or of its return movement for a new active movement being determined by an adjustable stop 35 which can take several positions depending on the required placement .
The shaft 12 being actuated by the mechanism 15, the corresponding operation of the screw 14 and of the grinding head 2 is obtained by the intermediary of the gear train 13.
After grinding wheel 1 has been sharpened, its position relative to the axis of part 3 then corresponds to the final dimension of the latter.
After sharpening and immediately before the return of the part 3 under the action of the carriage 6 towards the grinding wheel 1, the hydraulic cylinder 29 is actuated to return the follower 19, or to allow its return by a return spring, so that 'it comes into contact with the profile 16a of the cam, so that the grinding continues in accordance with the program controlled by the cam 16.
By arranging so that the follower 19 is brought against the stop 30 and thanks to the resulting positioning of the grinding wheel 1 obtained for a sharpening operation (with the final positioning of the advance mechanism for the latter ), the grinding operation can be performed without any other compensation necessary for the sharpening of the grinding wheel (i.e. other than that produced by the mechanism 15), while the data relating to the final dimension of the part and indicated by the stop 30 remains constant.
In practice, it has been found advantageous that the stepped profile 16a of the cam, or a selected area of that profile, performs the grinding wheel adjustment for all stages of programmed material grinding from the workpiece, to 'except for the last stage which is ensured when the follower 19 is placed against the stop 30 (by action of the jack 29), so that the final pass of the grinding wheel and of the workpiece corresponds to the final dimension of the workpiece 3 such as 'it is determined by the stop 30.
Although this depends on the nature of the workpiece 3, it has generally been found that it is practically advantageous to sharpen the wheel 1 for the penultimate pass of the wheel and the workpiece so that the front -last pass and the last pass are made with a freshly sharpened grinding wheel. It is the same for the roughing of a new part.
As the part 3 can be marked so that each groove is the object of a pass of the grinding wheel 1 before the positioning of the latter is adjusted by the action of the next step of the profile 16a of the cam, each groove can be brought almost to the final dimension by an appropriate number of passes before proceeding to the next groove, the stages of grinding of finishing the groove being done in succession. In this way, the time taken to locate the part to be ground and ensure the return strokes can be kept to a minimum.
Although the disc 21 serves to effect the toggle of the control switches, it can serve as a code disc cooperating with a code reader, consisting for example of an array of cards and a comparator, the desired code being entered on the control panel. plugs and the comparison of the latter with the disc being performed by the comparator to control the rotation of the disc and the cam. The code disc can be arranged to cooperate with contact parts of the reader, or the latter can be a photoelectric cellulose device cooperating with holes in the disc and a light source.