La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle et de réglage d'une partie de machines à l'aide de capteurs montés chacun dans un circuit de mesure réglable et d'au moins un instrument de mesure susceptible d'être relié à un des circuits de mesure, et à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
On connait déjà différents procédés et dispositifs de réglage et de contrôle montés à demeure sur les machines-outils, et comprenant par exemple un spot lumineux qui détermine par des moyens électroniques connus la cote directe de la piéce; en plus, un dispositif à lecture directe, placé près des organes de commande de la machine, permet de visualiser directement la cote de la pièce en travail et de régler si besoin est les tolérances nécessaires. Dans d'autres dispositifs connus très complexes, le réglage automatique des outils de coupe est réalisé par des palpeurs électroniques venant à des intervalles réguliers se placer sur la pièce en usinage et contrôler par exemple le diamètre ou les profondeurs de chambrage.
Dans tous ces dispositifs le désavantage principal réside en ce qu'ils sont montés fixes sur la machine-outil, et ne peuvent ainsi contrôler qu'une seule machine; en plus, certains mécanismes présentent des systèmes électroniques très complexes, qui se détraquent très facilement lorsque la machine est en fonction en relation avec les conditions ambiantes et les trépidations. Notons également que tous ces dispositifs sont excessivement coûteux.
En vue de remédier à ces défauts, la présente invention permet de pouvoir régler plusieurs machines par un procédé caractérisé en ce que les circuits de mesure sont d'abord accordés à une condition de référence indiquée par une position de référence de l'instrument de mesure lorsque les capteurs se trouvent chacun dans une position de référence et qu'ensuite les capteurs sont amenés dans une position de mesure, au moins l'un des capteurs étant ajusté avec la partie de machine qui est réglée et en ce que les circuits de mesure sont ramenés de nouveau dans une condition de référence indiquée par la même position de référence de l'instrument;
et par un dispositif caractérisé par au moins deux capteurs et au moins un circuit de mesure réglable, susceptible d'être branché à un instrument de mesure et à au moins l'un des capteurs, au moins un des capteurs étant susceptible d'être déplacé avec une partie de machine à régler, et par des moyens pour positionner au moins un des capteurs dans une position de référence.
On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, deux formes d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et représenté schématiquement dans le dessin annexé dans lequel:
La fig. I représente un schéma de principe d'une forme d'exécution dans lequel on mesure le déplacement du chariot de travail dans une direction.
La fig. 2 montre un détail de l'axe de transmission qui se trouve en contact direct avec le chariot (non représenté).
La fig. 3 montre en détail la partie mécanique qui provoque par des impulsions du bloc hydraulique ou pneumatique la rotation dans un sens ou dans l'autre de la vis de réglage.
La fig. 4 représente une variante d'exécution d'un dispositif de positionnement en élévation schématique et ayant deux capteurs pouvant contrôler deux directions.
La fig. 5 est une vue en plan de la variante d'exécution qui montre l'emplacement du dispositif de positionnement et l'emplacement réel du trou de perçage ainsi que le chemin parcouru par la tête de travail ou par le dispositif de positionnement, en vue de prendre la position adéquate.
La fig. 6 est une vue schématisée en coupe longitudinale du dispositif de positionnement de la fig. 4.
La fig. 7 représente une vue en plan de dessus du dispositif de positionnement qui montre les deux capteurs agencés à 90 .
En regard de la fig. 1, le dispositif comporte un appareil de mesure 1, construit de façon à avoir un point zéro central, et muni d'un commutateur 2 branché dans sa première position sur un capteur 3, par exemple inductif, composé des enroulements 3a et 3b reliés à un pont composé d'une résistance en série fixe 3c et d'une résistance variable 3d.
Le capteur 3 présente sur l'une de ses extrémités un palpeur 4, fixé directement sur le noyau non représenté qui coulisse dans les enroulements 3a et 3b et qui vient en contact avec une jauge éta
Ion 5; un mécanisme d'appui et de réglage 7 représente la table du dispositif de contrôle.
L'appareil de mesure comporte également un bouton poussoir 8 relié à un dispositif électrique 9 qui commande l'agrégat hydraulique ou pneumatique 10 alimenté par la pompe 11. Sur la machine-outil 15 un mécanisme d'avance 16 transforme les impulsions hydrauliques ou pneumatiques en mouvement rotatif micrométrique en relation avec l'axe 20 dont une des extrémités vient buter dans la table 18 qui porte l'outil de coupe 19.
La machine-outil 15 est également équipée d'un capteur 17, identique au capteur 3 et présentant des enroulements 1 7a et 1 7b reliés à un pont formé d'une résistance fixe 1 7c et d'une résistance variable 1 7d.
Le principe de fonctionnement est le suivant:
Le dispositif de mesure 13 délimité par les traits pointillés représenté dans la fig. 1 est mobile, c'est-à-dire qu'il peut se brancher sur une machine-outil 15 par exemple pour le contrôle de la cote de la pièce à usiner et ensuite pour le réglage de la machine et, une fois les opérations terminées, il est possible d'opérer le contrôle et le réglage d'autres machines ou également un train de machines-transferts.
La première opération consiste à contrôler et à mettre l'appareil de mesure 1 (fig. 1) en étalonnage au moyen du commutateur 2, dont les contacts 2a se trouvent commutés sur les bornes 3e; la jauge étalon 5 étant en place, on ajuste l'aiguille 14 de l'appareil de mesure 1 sur la position zéro au moyen de la résistance variable 3d.
Dans la deuxième opération (non représentée), le commutateur 2 se trouve dans la 2 position, c'est-à-dire les contacts 2a sont commutés sur les bornes 17e, ce qui a pour effet de contrôler le capteur 17, fixé sur la machine-outil 15, en regard de la position du chariot 18 lors de la dernière passe d'usinage, et de l'étalonner par la mise à zéro de l'aiguille 14 de l'appareil de mesure 1 au moyen de la résistance variable 17d.
Ainsi dans cette opération les deux capteurs 3 et 17 sont étalonnés par rapport à une jauge étalon 5 et par rapport au positionnement de la table 18 et du burin 19 respectivement.
La troisième opération consiste à remettre le commutateur 2 dans sa première position, c'est-à-dire en commutant sur les bornes 3e, et sur le capteur 3, qui reçoit maintenant la pièce en cours d'usinage 6; instantanément, si les deux cotes ne sont pas identiques (cote de la jauge étalon 5 - cote de la pièce en usinage 6), I'ai- guille 14 de l'appareil de mesure 1 dévie à gauche ou à droite.
La quatrième opération est maintenant réalisée au moyen du commutateur 2 qui prend la troisième position (non représentée), c'est-à-dire les contacts 2b, commutés sur les bornes 3e et 17e; comme les deux ponts de mesure sont en série, l'aiguille de l'appareil de mesure 1 reste sur la position d'indication de la cote de la pièce 6, mais est en relation avec le capteur 17 en vue de contrôler la rectification qui va se faire dans l'opération suivante.
En effet, dans cette opération on procède au réajustement de la table 18, ou du burin 19 en fonction de la variation constatée sur l'appareil de mesure l; aussi, en fonction des différentes opérations décrites ci-dessus, il est absolument sûr que lorsque la table 19 est positionnée par rapport au zéro de l'appareil de mesure 1, on peut en déduire que la pièce en usinage, future, va être identique sur le plan des cotes, à la jauge étalon 5. En d'autres termes, la table 18 est déplacée jusqu'à ce que le déséquilibrage du pont de mesure 3a, 3b, 3c et 3d soit compensé par un déséquilibrage égal du pont de mesure 17a, 17b, 17c et 17d, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'instrument de mesure soit ramené à zéro.
Le déplacement de la table peut être effectué à l'aide d'un servosystème automatique de mise à zéro, par lequel des impulsions de commande pneumatiques ou hydrauliques sont transmises du dispositif de commande 10 au moteur pas à pas 16 pour régler la table 18 dans la direction voulue pour autant que l'instrument de mesure ne se trouve pas dans sa position zéro.
Ce réajustement est aussi possible par le bouton-poussoir 8 qui donne sur le dispositif 9 des impulsions électriques, qui sont transformées par l'agrégat 10 en impulsions hydrauliques ou pneumatiques sur un piston 23 (fig. 3).
Le piston 23 (fig. 3) est muni à son extrémité d'un ressort 25 enclenchant un bec 26 sur une roue à rochet 27 pourvue de rainures 28 faisant office de transmission du mouvement rectiligne du piston 23 en mouvement rotatif démultiplié par des engrenages 29, 30, 31 sur un axe 20 ayant sur l'une de ses extrémités une tête profilée 32 (fig. 2) servant au réglage manuel du dispositif d'avance et de retrait de la table 18 (fig. 1), tandis que l'autre extrémité de l'axe 20 vient buter dans une partie de la table 18.
Comme le montre la fig. 3, un second piston 33 permet de faire tourner la roue à rochet 27 dans le sens inverse décrit ci-dessus.
Comme nous l'avons décrit ci-dessus, par le jeu d'étalonnage des deux capteurs 3 et 17 il est possible et facile d'opérer un contrôle et ensuite un réglage rapide de la machine. Il va sans dire que la cote d'usinage de la pièce 6 mesurée avec le capteur 3 peut naturellement être mémorisée en 12 avec d'autres cotes de pièces, pour ensuite en prendre la valeur moyenne en vue d'un réglage plus sûr et définitif de la table 18.
Dans une variante d'exécution, à la place d'avoir un capteur 17, il serait également possible de le remplacer par un dispositif de positionnement 35 (fig. 6) venant se fixer dans une broche de machine-outil 34 (fig. 4) et comprenant deux capteurs 36 et 37 (fig. 6-7) montés sur une bague spéciale 38 et se positionnant par rapport à l'axe longitudinal dans un angle de 90 ; la bague spéciale 38 est montée sur un axe évidé 39 qui joue le rôle de support et dont l'une des extrémités fermées hermétiquement par un bouchon 40 vient buter sur une bille 47 montée centralement dans un disque 43 circulaire et recevant un axe 44 qui est délimité à une de ses extrémités par une pointe interchangeable conique 45.
Sur la partie extérieure du disque 43, une surface d'appui a pour but de recevoir des vis 42 de positionnement montées dans une flasque de fermeture 41 venant s'ajuster dans un cylindre 54 enfermant tout le mécanisme de positionnement. Relevons que la bille 47 venant dans le chambrage formé d'une part par l'axe 44 et par l'alésage 46 a pour but d'absorber les différentes inclinaisons du disque 43, et ceci en fonction de l'espace libre entre le disque 43 et l'axe 39.
L'axe 39 est pourvu également de trous 48 répartis non uniformément sur la longueur de l'axe et qui servent de passage à l'air comprimé venant du raccord 49 et dont la fonction de coussin d'air permet un réglage central très fin du dispositif. Sur la circonférence extérieure de l'axe 39, des différentes bagues 50 sont prévues à des distances variables et faisant entre elles chambre de pression pour l'air comprimé arrivant du raccord 51 qui maintient ainsi constamment par une légère pression tous les dispositifs en contact avec la pièce d'usinage 52. Le principe de fonctionnement est le suivant:
Préalablement, le disque 43 est réglé à une position exactement horizontale à l'aide des vis de réglage 42,1'axe 44 étant ainsi réglé à une position exactement coaxiale par rapport à la tête de serrage 56 du dispositif.
Les ponts de mesure des deux capteurs 36 et 37 sont maintenant équilibrés de la manière décrite ci-dessus.
Après mise en place du dispositif de positionnement 35 dans une broche 34 (fig. 4) de machine, on opère le réglage approximatif des deux axes 66 et 67 (fig. 5) se rapportant au dispositif 35 en fonction des deux axes d'usinage 68 et 69; par des moyens manuels ou électroniques non représentés, progressivement le dispositif 35 est positionné jusqu'à ce que la pointe du cône 45 vienne s'ajuster dans un trou 60 ou un repaire de positionnement; dès cet instant et comme nous pouvons le voir dans la fig. 4, le disque 43 prend une inclinaison proportionnelle aux distances X et Y en modifiant la longueur du palpeur 36' relative au capteur 36 etlou du palpeur du capteur 37. La valeur est transmise par un câble électrique 53 passant dans un canal de sortie 55 venant s'ajuster sur une tête de serrage 56, fermant ainsi hermétiquement le cylindre 54.
Le déplacement vertical du disque 43 est sans effet sur ces capteurs, étant donné que ce déplacement est transmis par la bille 47 et l'axe 39 aux capteurs 36 et 37. Ainsi, ces capteurs sont influencés uniquement par l'inclinaison du disque 43 due au dé centrage du trou 60 ou d'un repaire analogue par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de mesure 35, respectivement par rapport à la broche 34. Les indications des capteurs 36 et 37 sont transmises à l'appareil de mesure 1 du dispositif principal permettant une lecture directe des valeurs X et Y. Il est important de remarquer également que les capteurs 36 et 37 (fig. 7) peuvent avoir seulement un appareil de mesure ou chacun son propre appareil de mesure.
Ainsi il serait possible par le dispositif de réglage analogue à la fig. 3 de faire un réglage simultané sur deux appareils de mesure, ce qui permettrait ainsi de suivre le chemin 61 de la fig. 5; par contre lorsqu'il y a seulement qu'un appareil, il est indispensable de remettre un capteur dans l'axe, par exemple 68, et ensuite de commuter pour remettre le deuxième capteur dans le deuxième axe, par exemple 69, et ceci en suivant le cheminement 62 et 63 (fig. 5).
Le déplacement de la pièce 52 et de la table sur laquelle cette pièce est fixée peut être effectué manuellement ou automatiquement à l'aide d'une servocommande de remise à zéro du type susmentionné. Le déplacement continue jusqu'à ce que les ponts de mesure des deux capteurs 36 et 37 se trouvent de nouveau en équilibre, ce qui indique que le trou 60 ou repaire analogue est situé exactement dans l'axe du dispositif de mesure 35 et dans l'axe de la broche 34.
Dans une variante d'exécution, à la place d'avoir des impulsions de commande pneumatiques ou hydrauliques, il serait possible d'utiliser des impulsions électriques agissant sur un moteur pas à pas fortement démultiplié.