CH622204A5

CH622204A5 -

Info

Publication number: CH622204A5
Application number: CH735278A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Thalheim
Original assignee: Sidco Sa
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1981-03-31
Also published as: DE2925301C2; JPH0258051B2; JPS5511798A; IT1121620B; GB2024671B; IT7903440A0; GB2024671A; DE2925301A1; US4274230A

Description

La présente invention a pour objet un appareil pour la commande d'une machine-outil pendant l'usinage d'une première pièce à accoupler à une deuxième pièce déjà usinée, avec premier et deuxième moyen de mesure adaptés à contrôler, respectivement, les dimensions des deux pièces dans les secteurs d'accouplement et organes de commande pour commander la machine en fonction des signaux des deux moyens de mesure.

Ce sont déjà des appareils de commande connus, dans lesquels le diamètre de l'alésage d'une pièce femelle déjà usinée est contrôlé à banc par un premier mesureur, et une rectifieuse qui travaille sur le diamètre d'un arbre à accoupler à l'alésage est commandée en fonction de la comparaison du signal fourni par un second mesureur, qui contrôle le diamètre de l'arbre pendant l'usinage, avec le signal du premier mesureur. Ces appareils, qui sont utilisés quand les tolérances d'accouplement sont très réduites, permettent d'éviter la sélection des pièces dans diverses classes d'accouplement.

Ce sont également des appareils connus pour la commande de rectifieuses qui usinent les pièces coniques ou cylindriques assez longues, dans lesquelles deux mesureurs contrôlent deux diamètres respectifs de la pièce et en fonction de la comparaison des deux mesures sont commandés les écarts de l'axe de la meule, ou de la pièce, pour corriger d'éventuels écarts de la conicité théorique ou de la cylindricité.

Le but de l'invention est de réaliser un appareil pour la commande d'une machine-outil qui usine une pièce à accoupler à une autre pièce déjà usinée, qui permet d'obtenir, avec l'usinage de la première pièce, un couple de pièces accouplables d'une haute précision, même si le secteur d'accouplement est relativement long.

L'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait que le premier moyen de mesure est adapté à contrôler deux dimensions dans deux sections distinctes de la première pièce et à livrer un premier et un deuxième signal, respectivement, en fonction de ces deux dimensions; et que le deuxième moyen de mesure est adapté à contrôler au moins une dimension de la deuxième pièce et à livrer un troisième signal en fonction de cette dimension, et que les organes de commande sont connectés aux deux moyens de mesure pour recevoir les trois signaux et sont adaptés à élaborer, d'une part, le premier et le deuxième signal pour commander et régler la machine de façon à corriger les écarts d'une forme assignée de la première pièce et, d'autre part, le premier et le troisième signal de façon à obtenir un accouplement assigné.

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L'invention sera décrite en détail avec référence aux dessins annexés, qui sont donnés à titre d'exemple.

La fig. 1 est un schéma-bloc partiel d'un appareil selon une première forme de réalisation de l'invention, pour le contrôle pendant l'usinage sur une rectifieuse, de la cylindricité d'un arbre et du jeu d'accouplement avec un alésage déjà rectifié;

la fig. 2 est un schéma-bloc des circuits électriques principaux de l'appareil de la fig. 1, et la fig. 3 est un schéma-bloc partiel d'un appareil selon la forme de réalisation préférée de l'invention, pour le contrôle de la cylindricité d'un arbre pendant l'usinage sur une rectifieuse et pour le contrôle de l'accouplement avec un alésage déjà rectifié.

En référence à la fig. 1, une rectifieuse cylindrique 1 pour extérieurs comprend un chariot 2, portant une meule 3, une pointe 4 et une contre-pointe 5 qui soutiennent axialement une pièce constituée par un arbre 6. La rectifieuse 1 comprend, en outre, un dispositif de commande 7, pour régler l'inclinaison relative entre l'axe de la meule 3 et l'axe traversant pour la pointe 4 et la contre-pointe 5 (de tels axes sont normalement parallèles). Deux têtes de mesure 8, 9, chacune avec deux bras mobiles 10, 11, portant des palpeurs (un seul des bras de chaque tête est visible sur la figure), mesurent de manière continue pendant l'usinage les diamètres respectifs à proximité des extrémités de l'arbre 6. Plus exactement, les têtes 8, 9, étant constituées de jauges électroniques, elles relèvent les écarts AD desdits diamètres par rapport à la valeur nominale.

Les têtes 8, 9 sont reliées électriquement à une unité de contrôle 12, dotée d'un dispositif indicateur 13. Une deuxième unité de contrôle 14, dotée de deux dispositifs indicateurs 15, 16, est reliée électriquement à la tête 8, aux circuits de commande de la rectifieuse 1 et à un mesureur 17.

Le mesureur 17 a deux bras mobiles 18, 19, avec palpeurs respectifs et contrôle le diamètre d'un alésage 20 d'une pièce 21 avec laquelle l'arbre 6 doit être accouplé. L'unité 12 est reliée avec une unité de réglage 22 qui, à son tour, est reliée avec le dispositif de commande 7. Certains autres aspects de l'appareil de la fig. 1 et de son fonctionnement seront maintenant décrits avec référence aussi à la fig. 2.

Un amplificateur 23, compris dans l'unité 14, a une entrée négative reliée avec la tête 8 et une entrée positive reliée avec le mesureur 17. Le signal de sortie de l'amplificateur 23, qui est proportionnel à ADc—ADa (où ADa et ADc sont les écarts,

relevés par la tête 8 et par le mesureur 17, entre les diamètres effectifs et les valeurs nominales respectives) rejoint les entrées respectives de quatre comparateurs 24, 25, 26, 27 bien que ceux-ci soient contenus dans l'unité 14. Les comparateurs 24, 25, 26, 27 reçoivent, à d'autres entrées, des signaux de référence établis au moyen de potentiomètres 28, 29, 30, 31. Les deux premiers comparateurs 24, 25 commandent le déclenchement des phases initiales respectives de l'usinage.

Alors que le signal de sortie de l'amplificateur 23 rejoint, pendant la rectification de l'arbre 6, la valeur de référence fournie par le potentiomètre 30, le comparateur 25 commute, permettant à l'unité de commande 32 de déclencher une phase de planage. L'unité de commande 32, bien que contenue dans l'unité 14, est reliée aux circuits électriques 33 de commande de la rectifieuse 1.

Un comparateur 34, contenu dans l'unité 13, a une entrée positive reliée avec la tête 8, une entrée négative reliée avec la tête 9 et un terminal d'habilitation relié avec les circuits électriques 33 de la rectifieuse.

Terminée la phase de planage, qui permet de décharger les tensions et les déformations accumulées dans les phases précédentes d'usinage, le comparateur 34, mis en fonction par les circuits 33, fournit à la sortie un signal proportionnel à ADa—ADb (où Db est l'écart relevé par la tête 9).

Ce signal, amplifié et converti en forme adéquate par l'unité de réglage 22, actionne le dispositif de commande 7 qui règle l'inclinaison réciproque de l'axe de la meule et de celui traversant par la pointe 4 et la contre-pointe 5, de façon à compenser, au cours de l'usinage, l'erreur de cylindricité ADa—ADb.

L'usinage se poursuit donc avec une phase successive d'avancement du chariot-meule 2.

5 La fin de cette phase est commandée suite au signal ADc—ADa au moyen du comparateur 27.

L'usinage de l'arbre 6 se termine de fait, grâce à un ordre d'arrêt fourni par le comparateur 27, alors que la différence ADc—ADa atteint la valeur correspondant au jeu désiré d'ac-10 couplement. On peut alors contrôler, au moyen de l'instrument 13 de l'unité 12, si l'éventuelle erreur résiduelle de cylindricité ADa—ADb est dans les limites du champ de tolérance relatif.

Les instruments 13, 15, 16 sont commutables sur les divers circuits des unités 12, 14, de façon à permettre la visualisation à choix tant des écarts ADa, ADb, ADc que des valeurs courantes et finales de l'écart ADc—ADa entre le jeu effectif et le jeu nominal et de l'erreur de cylindricité ADa—ADb.

Du moment que le jeu nominal d'accouplement a une valeur 2o fixe, il est évident que la visualisation du signal ADc—ADa est équivalente à celle du jeu effectif, qui peut également être effectué en additionnant au signal proportionnel ADc—ADa une référence correspondante au jeu nominal.

Des observations analogues peuvent être faites pour les dia-25 mètres.

Pour ces raisons, on se réfère souvent au contrôle et à la visualisation des diamètres et des jeux, même si, en réalité, les grandeurs effectivement contrôlées ou visualisées sont habituellement des écarts par rapport aux valeurs nominales respectives. 30 L'appareil des fig. 1 et 2 permet de réaliser un cycle de travail de l'arbre 6 à accoupler à un alésage 20 (présumé parfaitement cylindrique et avec des sections parfaitement circulaires) qui permet d'obtenir un arbre avec des erreurs de cylindricité négligeables et avec une différence de diamètre entre arbre et alésage 35 correspondant au jeu désiré.

L'appareil selon la variante de la fig. 3 est adapté à commander un usinage d'accouplement, même quand l'alésage 35 de la pièce 36 a, volontairement, ou même suite à des erreurs de forme, une superficie conique.

40 Deux diamètres De, Dd, de l'alésage 35 (déjà usiné), en deux sections voisines des extrémités de l'alésage même et correspondant à celles contrôlées par les têtes 8, 9, sont contrôlés par un mesureur à deux têtes de mesure 37, 38, chacune des deux sections ayant deux bras mobiles avec des palpeurs y relatifs. 45 Une unité de contrôle 39, avec deux instruments indicateurs 40, 41, est reliée avec les têtes 8, 37.

Alors que le signal ADc—ADa atteint une valeur assignée préalablement, imposée sur un potentiomètre de l'unité 39,

l'unité 39 transmet à la rectifieuse 1 un ordre de déclenchement so d'une phase de planage. Une autre unité de contrôle 42, reliée avec les têtes 8, 9, 37, 38 et dotée d'un dispositif indicateur 43, calcule un signal du type [ADd—ADb] —[ADc—ADa] et le compare avec une tension de référence K, préalablement assignée (normalement K est égale à zéro).

55 L'unité 42 calcule un signal de correction [ADd—ADb] — [ADc—ADa]—K et commande, au moyen de l'unité de réglage 22, le déclenchement du dispositif de commande 7. Suite à ce déclenchement et à la reprise de l'avancement du chariot-meule 2, on obtient l'égalité des jeux ADd — ADb et 60 ADc—ADa en correspondance avec les sections de l'arbre 6 et de l'alésage 35 dont les diamètres sont contrôlés par les têtes 8,9, 37, 38.

Le déroulement de l'usinage est ensuite contrôlé par l'unité 39 selon la valeur du signal ADc—ADa, jusqu'à ce qu'on obtienne le 65 jeu désiré d'accouplement.

Une fois terminé l'usinage, il est possible de contrôler, au moyen du dispositif 43, les valeurs finales ADd—ADb et ADc—ADa.

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Même dans l'appareil de la fig. 3, les dispositifs 40,41, 43 sont commutables sur les divers circuits des unités 39, 42, de manière à pouvoir visualiser à choix les écarts ADa, ADb, ADc, ADd, ADc—ADa et ADd—ADb et la différence entre les jeux [ADc—ADa] —[ADd—ADb]. L'unité 42 peut aussi calculer de manière continue la différence entre les deux jeux, arrêtant l'usinage si, malgré la correction, elle dépasse les valeurs assignées.

Avec l'appareil de la fig. 3, il est donc possible d'obtenir un jeu d'accouplement constant dans les diverses sections correspondantes d'un arbre qui est rectifié et d'un alésage déjà usiné, même si l'alésage a une forme conique. Cela revient à dire qu'on réussit à usiner l'arbre avec une forme correspondant à celle de l'alésage et à obtenir la valeur désirée de jeu.

L'appareil se prête, avec des modifications simples, même à commander la phase de rectification d'un alésage pour l'accouplement avec un arbre déjà rectifié.

L'appareil peut être utilisé non seulement pour les rectifieuses à plongée, mais aussi pour les rectifieuses à chariotage.

Il est suffisant, pour ces dernières, de révéler les signaux des têtes qui contrôlent la pièce en usinage à la fin de chaque passage.

Il est évident que le nombre de têtes de mesure ou de mesureurs adaptés peut être différent de celui illustré. Par exemple, il est possible de réaliser un appareil similaire à celui de la fig. 3 en employant une seule tête pour contrôler l'alésage : il suffit de déplacer la tête ou la pièce de façon à contrôler les diamètres De et Dd.

Les relevés des têtes de mesure et les circuits y relatifs de commande peuvent aussi prévoir la révélation et l'élaboration successive des écarts maximaux et/ou minimaux des diamètres par rapport aux valeurs nominales respectives. Dans ce cas, il est bien 5 entendu nécessaire d'attribuer un mouvement relatif de rotation entre les têtes qui mesurent la pièce à banc et la pièce elle-même.

Dans les appareils décrits, la correction de l'erreur de cylindricité (ou de la non-uniformité du jeu) s'effectue de préférence avant la phase de finition de la rectifieuse. Il a été constaté qu'on 10 obtient une bonne correction avec un système à anneau ouvert comprenant un dispositif digital 7 de commande, par exemple avec un moteur pas à pas.

L'unité de réglage peut avantageusement être du type, en soit connu, qui fournit au moteur pas à pas les commandes pour un 15 ou plusieurs pas de rotation, suite au dépassement d'un ou plusieurs seuils par le signal d'erreur.

Il a été constaté qu'en effectuant un réglage, pour la correction de l'erreur de cylindricité ou de la non-uniformité du jeu, après une phase de planage et avant la finition de la pièce usinée dans la 20 rectifieuse, on réussit à obtenir en fin d'usinage la forme désirée, avec une bonne précision.

L'appareil peut être utilisé également pour l'usinage de surfaces qui ne sont pas des surfaces de révolution, par exemple pour réaliser l'accouplement en largeur entre une rainure et une cla-25 vette et pour corriger pendant l'usinage la forme de la rainure ou de la clavette.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Appareil pour la commande d'une machine-outil pendant l'usinage d'une première pièce à accoupler à une deuxième pièce déjà usinée, avec premier et deuxième moyen de mesure adaptés à contrôler, respectivement, les dimensions des deux pièces dans les secteurs d'accouplement, et avec organes de commande pour commander la machine en fonction des signaux des deux moyens de mesure, caractérisé par le fait que le premier moyen de mesure est adapté à contrôler deux dimensions dans deux sections distinctes de la première pièce et à livrer un premier et un deuxième signal, respectivement, en fonction de ces deux dimensions, et que le deuxième moyen de mesure est adapté à contrôler au moins une dimension de la deuxième pièce et à livrer un troisième signal en fonction de cette dimension, et que les organes de commande sont connectés aux deux moyens de mesure pour recevoir les trois signaux et sont adaptés à élaborer, d'une part, le premier et le deuxième signal pour commander et régler la machine de façon à corriger les écarts d'une forme assignée de la première pièce et, d'autre part, le premier et le troisième signal de façon à obtenir un accouplement assigné.

2. Appareil selon la revendication 1, pour la commande d'une machine-outil qui usine une surface de révolution de la première pièce, caractérisé par le fait que les deux moyens de mesure sont adaptés à contrôler des diamètres et les organes de commande sont adaptés à corriger les écarts de cylindricité ou de conicité de la première pièce.

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REVENDICATIONS

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le deuxième moyen de mesure est adapté à contrôler les diamètres de la deuxième pièce dans deux sections correspondant aux sections distinctes de la première pièce, auxquels diamètres correspondent le troisième et un quatrième signal qui est également livré aux organes de commande.

4. Appareil selon la revendication 3, pour la commande d'une rectifieuse, caractérisé par le fait que les organes de commande comprennent des circuits d'élaboration qui sont adaptés à comparer un diamètre de la première pièce avec le diamètre correspondant de la deuxième pièce en comparant le premier avec le troisième signal, pour transmettre un signal d'habilitation dès l'obtention d'un jeu assigné, les circuits d'élaboration étant, d'autre part, adaptés à calculer la différence entre les jeux instantanés entre les deux pièces en correspondance aux deux sections et à commander, après avoir obtenu le signal d'habilitation, un réglage de la rectifieuse pour compenser, avec le déroulement de l'usinage, la différence entre les jeux instantanés, l'arrêt de l'usinage étant commandé par les organes de commande sur la base d'une comparaison des diamètres correspondants des deux pièces, donc du premier et du troisième signal, pour l'obtention du jeu désiré d'accouplement.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les organes de commande comprennent un circuit pour commander, après l'obtention du signal d'habilitation et avant la commande du réglage, le déroulement d'une phase de planage.

6. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le premier moyen de mesure comprend deux têtes de mesure adaptées à contrôler les diamètres respectifs à proximité des extrémités d'un arbre et que le deuxième moyen de mesure comprend deux têtes de mesure adaptées à contrôler les diamètres respectifs d'un alésage.

7. Appareil selon la revendication 2, pour la commande d'une rectifieuse, caractérisé par le fait que les organes de commande comprennent des circuits d'élaboration qui sont adaptés à calculer la différence entre le premier signal et le troisième signal et à comparer cette différence avec une valeur de référence, pour commander successivement le réglage de la rectifieuse pour corriger les erreurs de cylindricité de la première pièce sur la base d'une comparaison du premier et du deuxième signal, l'arrêt de l'usinage étant commandé par les organes de commande dès l'obtention du jeu d'accouplement assigné sur la base d'une comparaison du premier et du troisième signal.

8. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 7, caractérisé par le fait que les organes de commande comprennent un circuit à anneau ouvert pour commander le réglage de la rectifieuse.

9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les deux moyens de mesure comprennent des dispositifs de visualisation pour visualiser les jeux entre les deux pièces en correspondance aux deux sections et la différence de tels jeux.

10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les deux moyens de mesure comprennent des dispositifs de visualisation pour visualiser le jeu entre la première et la deuxième pièce et les erreurs de cylindricité de la première pièce.

11. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les deux moyens de mesure sont adaptés à relever les écarts maximaux et/ou minimaux, par rapport aux valeurs nominales, des diamètres dans lesdites sections de la première pièce et dans au moins une section de la deuxième pièce, les organes de commande étant adaptés à élaborer de tels écarts pour commander et régler la machine.