FR2506649A1 - Automatic compensator for flexing of machine tool guide - uses electronic circuit to compute required compensation and electric or hydraulic actuator to move wedge under tool - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de caluPrensation automatigue de flexion d'un coulant de machine-outil.Automatic caluPrensation device for bending a machine tool slide.
ta présente invention a pour objet un dispositif de compensation automatique de flexion d'un coulant de machine-outil. Your present invention relates to an automatic compensation device for bending of a machine tool runner.
Dans une machine-outil notamment une fraiseuse aléseuse, il est prévu dans certains cas une tête d'utinage dans laquelle est monté coulissant horizontalement un coulant muni d'une broche porte-outil. In a machine tool, in particular a boring milling machine, there is provided in certain cases a machining head in which a slide is mounted horizontally sliding fitted with a tool-holder spindle.
Toutefois lors du mouvement de sortie du coulant en dehors de la tête d'usinage, le centre de gravité de la tête d'usinage se déplace en provoquant un basculement de la tete dû à l'élasticité de ses appuis sur des éléments de guidage et à la déformation desdits éléments de guidage. De plus, le coulant bascule du fait de l'élasticité de ses appuis sur la tête d'usinage. However during the movement of exit of the sag outside the machining head, the center of gravity of the machining head moves causing a tilting of the head due to the elasticity of its supports on guide elements and to the deformation of said guide elements. In addition, the slide tilts due to the elasticity of its supports on the machining head.
Enfin, le coulant fléchit sous son propre poids en raison du déplacement de ses appuis. Il résulte de ces différents éléments que l'extrémité du coulant portant la broche porte-outil ne décrit pas une droite parallèle à la table porte-pièce mais une courbe dont la concavité est dirigée vers le bas et il en résulte une. perte de précision.Finally, the slide bends under its own weight due to the displacement of its supports. It follows from these various elements that the end of the slide carrying the tool-holder spindle does not describe a straight line parallel to the work-holding table but a curve whose concavity is directed downwards and this results in one. loss of precision.
Il est connu de corriger ces déformations et de combattre cette perte de précision en aménageant à la partie avant ou arrière du coulant un dispositif destiné à faire varier en hauteur l'un des points d'appui du coulant. It is known to correct these deformations and combat this loss of precision by fitting a device intended to vary one of the bearing points of the runner in the front or rear part of the runner.
Le dispositif suivant la présente invention a pour objet d'automatiser ce dispositif de compensation de flexion du coulant. The purpose of the device according to the present invention is to automate this device for compensating the bending of the runner.
Conformément à la présente invention on utilise un dispositif de compensation de la flexion d'un coulant de machineoutil muni à l'une de ses extrémités d'une broche d'usinage et guidé longitudinalemen. dans une tête d'usinage à ses deux extrémités par des patins fixes et des patins mobiles, caractérisé en ce qu'au moins un patin mobile est en appui contre la face supérieure du coulant sous l'action d'un organe élastique et en ce qu au moins un autre patin mobile est en appui contre la face inférieure du coulant sous l'action d'un moyen de déplacement suivant une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du coulant contre l'action de l'organe élastique. In accordance with the present invention, a device is used to compensate for the bending of a machine tool slide provided at one of its ends with a machining spindle and guided longitudinally. in a machining head at its two ends by fixed pads and movable pads, characterized in that at least one movable pad is in abutment against the upper face of the runner under the action of an elastic member and in that that at least one other movable shoe is in abutment against the underside of the runner under the action of a displacement means in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the runner against the action of the elastic member.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le patin en appui contre la face inférieure du coulant présente la forme d'un coin dont une face inclinée est en contact avec une face inclinée correspondante de la tête d'usinage dont l'axe est diposé suivant l'axe longitudinal du coulant, de telle sorte qu'a un déplacement longitudinal du patin correspond un déplacement perpen- diculaire å l'axe longitudinal. According to another characteristic of the invention, the shoe bearing against the underside of the slide has the shape of a wedge, one inclined face of which is in contact with a corresponding inclined face of the machining head, the axis of which is provided along the longitudinal axis of the runner, so that a longitudinal displacement of the shoe corresponds to a displacement perpendicular to the longitudinal axis.
Le déplacement longitudinal du patin est commandé par des moyens comportant au moins un organe moteur et un organe indicateur de position. The longitudinal movement of the pad is controlled by means comprising at least one motor member and one position indicator member.
Par ailleurs, le déplacement longitudinal du coulant est obtenu par des moyens comportant au moins un indicateur de position. Furthermore, the longitudinal displacement of the slide is obtained by means comprising at least one position indicator.
Les informations délivrées par l'indicateur de position du coulant sont transmises à un organe de commande électronique par exemple un automate programmable ou une commande numérique par calculateur. Compte tenu de ces informations et à l'aide de données mémorisées cet organe de commande électronique calcule la position du patin mobile en forme de coin correspondant a la compensation de la flexion du coulant et transmet aux organes de commande de l'organe moteur les ordres de déplacement jusqu'à ce que les informations transmises par l'indicateur de position du patin lui indiquent que le positionnement correct dudit patin est réalisé. The information delivered by the flow position indicator is transmitted to an electronic control unit, for example a programmable controller or a digital control by computer. Taking into account this information and using stored data, this electronic control unit calculates the position of the wedge-shaped movable shoe corresponding to the compensation of the bending of the runner and transmits the orders to the control members of the drive unit. movement until the information transmitted by the skate position indicator tells it that the correct positioning of said skate is achieved.
Par ailleurs, l'organe de commande électronique calcule et délivre des informations qui sont transmises aux moyens de déplacement de la téta d'usinage dans le sens vertical afin de corriger ce déplacement. Furthermore, the electronic control unit calculates and delivers information which is transmitted to the means for moving the machining head in the vertical direction in order to correct this movement.
Ainsi par le moyen de patins en forme de coin le dispositif replace l'axe de la broche dans un plan horizontal et par le moyen de la correction du déplacement vertical de la tête d'usinage le dispositif rétablit la cote verticale du centre de la broche porte-outil, réalisant ainsi une compensation automatique de la flexion du coulant. Thus by means of wedge-shaped pads the device replaces the spindle axis in a horizontal plane and by means of the correction of the vertical displacement of the machining head the device restores the vertical dimension of the center of the spindle tool holder, thus achieving automatic compensation for the bending of the slide.
Les données mémorisées dans l'organe de commande électronique qui sont utilisées pour les calculs des corrections peuvent être aisément changes, soit par leur introduction sous forme d'informations codées sur une bande, soit par une sélection dans un ensemble de données mémorisées. Il est ainsi possible d'adapter le dispositif aux cas d'usinage où il est nécessaire de monter un accessoire amovible à l'extrémité du coulant. The data stored in the electronic control unit which are used for the calculations of the corrections can be easily changed, either by their introduction in the form of information coded on a tape, or by a selection from a set of stored data. It is thus possible to adapt the device to machining cases where it is necessary to mount a removable accessory at the end of the slide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une fraiseuse aléseuse comportant le dispositif de compensation de flexion d'un coulant suivant l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif suivant l'invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle d'un patin mobile et de son moyen d'entrainament ;
- la figure 4 est une vue en bout à grande échelle de la tête d'usinage de la fraiseuse aléseuse de la figure 1 ;
- la figure 5 est un schéma de l'organe de commande électronique du dispositif suivant l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of an embodiment and with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a side elevational view of a reamer milling machine comprising the bending compensation device of a flow according to the invention;
- Figure 2 is a schematic view in longitudinal section of the device according to the invention;
- Figure 3 is a partial sectional view on a larger scale of a movable shoe and its drive means;
- Figure 4 is a large-scale end view of the machining head of the boring milling machine of Figure 1;
- Figure 5 is a diagram of the electronic control member of the device according to the invention.
A la figure 1 on a représenté une fraiseusealéseuse qui comprend un montant vertical 1 monté coulissant hori zontalement sur un bât4 2 fixé sur le sol à proximité d'une table porte-pièce 3. Sur le montant vertical 1 est montée coulissante verticalement une tête d'usinage 4 guidée par des glissières 5, 5a aménagées sur le montant l, ladite tête d'usinage comportant dans sa partie centrale un écrou à bille 7 dans lequel est engagée une vis à bille 6 montée rotative dans des paliers solidaires du montant 1 et entraînée en rotation par un organe moteur 6a fixé A la partie supérieure du montant 1. In FIG. 1 a boring milling machine has been represented which comprises a vertical upright 1 mounted to slide horizontally horizontally on a frame 2 fixed on the ground near a workpiece table 3. On the vertical upright 1 is vertically sliding mounted a head d machining 4 guided by slides 5, 5a arranged on the upright l, said machining head comprising in its central part a ball nut 7 in which is engaged a ball screw 6 rotatably mounted in bearings integral with the upright 1 and driven in rotation by a motor member 6a fixed to the upper part of the upright 1.
Cette disposition permet d'assurer l'antratnament vertical de la tête d'usinage au moyen de l'écrou 7 de la vis 6 et de l'organe moteur 6a. This arrangement ensures the vertical antratnament of the machining head by means of the nut 7 of the screw 6 and of the drive member 6a.
Dans la tête d'usinage 4 est monté coulissant horizontalement un coulant 8 qui comporte a l'une de ses extrémités une broche rotative porte-outil 9 entraînée en rotation par des moyens connus non représentés au dessin. In the machining head 4, there is a horizontally sliding slide 8 which has at one of its ends a rotary tool-carrying spindle 9 driven in rotation by known means not shown in the drawing.
Lorsque le coulant 8 se déplace horizontalement pour occuper une position 8a représentée en trait interrompu à la figure 11 le centre de gravité de la tête d'usinage 4 se déplace vers la gauche. Les appuis de la tête d'usinage 4 sur les glissières 5,
Sa n'étant pas infiniment rigides, la tête d'usinage 4 tourne dans le sens trigonométrique par rapport au montant 1. Le montant 1 ayant son appui gauche sur le bati 2 surchargé par rapport à son appui droit bascule dans le même sens. Enfin, le coulant 8 n'étant plus maintenu dans la tête d'usinage 4 que par sa partie arrière bascule par déformation élastique de ses appuis sur la tête 4 et fléchit sous son propre poids.When the slide 8 moves horizontally to occupy a position 8a shown in broken lines in Figure 11 the center of gravity of the machining head 4 moves to the left. The supports of the machining head 4 on the slides 5,
Its not being infinitely rigid, the machining head 4 rotates counterclockwise with respect to the upright 1. The upright 1 having its left support on the frame 2 overloaded with respect to its right support rocks in the same direction. Finally, the slide 8 is no longer held in the machining head 4 except by its rear part switches over by elastic deformation of its supports on the head 4 and bends under its own weight.
Ces mouvements et déformations sont amplifiés lorsque pour exécuter un usinage particulier un accessoire amovible est fixé a l'extrémité du coulant, tel, par exemple, que le renvoi d'équerre 10 représenté en trait interrompu à la figure 1. These movements and deformations are amplified when, in order to carry out a particular machining, a removable accessory is fixed to the end of the slide, such as, for example, the angle reference 10 shown in broken lines in FIG. 1.
La tête d'usinage 4 représentée schématiquement à la figure 2 est munie du coulant 8 qui est guidé à sa partie arrière par des patins fixes 11, 12 et à sa partie avant par des patins mobiles 13 et 15. The machining head 4 shown diagrammatically in FIG. 2 is provided with the slide 8 which is guided at its rear part by fixed pads 11, 12 and at its front part by movable pads 13 and 15.
Les patins supérieurs 13 qui sont notamment au nombre de deux sont mobiles selon une direction perpendiculaire à la face supérieure 31 du coulant 8 et ils sont maintenus en appui sur ce coulant par un organe élastique 14 lui-même en appui contre une face de la téta d'usinage 4. Les deux patins inférieurs 15 présentent la forme d'un coin (figures 2 et 3) dont une face inclinée 15a est en contact avec une face inclinée correspondante 32 ménagée sur la tête d'usinage et dont l'axe est disposé suivant l'axe longitudinal du coulant 8. Les patins 15 sont mobiles longi tudinalement et positionnés par des moyens de déplacement 16, de telle sorte qu'à un déplacement longitudinal des patins correspond simultanément un déplacement perpendiculaire à la surface inférieure 33 du coulant. Par ailleurs le coulant 8 comporte un écrou dans lequel est engagée une tige filetée 17 entraînée en rotation par un organe moteur afin d'assurer le coulissement horizontal du coulant 8, ladite tige filetée 17 recevant un capteur rotatif 18 de position du coulant dans la tête d'usinage. The upper pads 13 which are in particular two in number are movable in a direction perpendicular to the upper face 31 of the slide 8 and they are held in abutment on this runner by an elastic member 14 itself in abutment against one face of the teta 4. The two lower pads 15 have the shape of a wedge (Figures 2 and 3), one inclined face 15a is in contact with a corresponding inclined face 32 formed on the machining head and whose axis is disposed along the longitudinal axis of the runner 8. The pads 15 are movable along tudinally and positioned by displacement means 16, so that a longitudinal movement of the pads simultaneously corresponds to a movement perpendicular to the lower surface 33 of the runner. Furthermore, the slide 8 comprises a nut in which is engaged a threaded rod 17 driven in rotation by a motor member in order to ensure the horizontal sliding of the slide 8, said threaded rod 17 receiving a rotary sensor 18 for position of the flow in the head machining.
Chaque patin inférieur 15 présente un trou taraudé 19 dans lequel est engagée une tige filetée 34 maintenue en position longitudinale dans le bâti de la tête d'usinage 4 par une butée rotative 35 montée prisonnière dans une gorge correspondante de la tête d'usinage. Each lower shoe 15 has a threaded hole 19 in which is engaged a threaded rod 34 held in longitudinal position in the frame of the machining head 4 by a rotary stop 35 mounted captive in a corresponding groove in the machining head.
A l'une -de ses extrémités, la tige filetée 34 est solidaire d'un pignon 20 qui engrène avec une crémaillère rectiligne 21 guidée figures 3 et 4) par une glissière 22 fixée sur la tête d'usinage 4,
La crémaillère 21 est reliée à la tige coulissante 23 d'un vérin hydraulique dont le corps 24 est solidaire de la tête d'usinage 4 au moyen d'un organe de support 25. Lors de son fonctionnement le vérin 24 entraîne par sa tige 23 la crémaillère 21 qui, par son déplacement rectiligne, entraîne en rotation le pignon 20 et la vis 34, de telle sorte que le patin 15 se déplace longitudinalement sur la surface inclinée 32.La face supérieure du patin 15 s'élève ou s'abaisse, provoquant le basculement du coulant 8 autour de son organe d'appui arrière constitué par les patins fixes 11, 12 et provoquant un déplacement vertical des patins 13 en appui contre la surface supérieure 31 du coulant sous l'action de l'organe élastique 14.At one of its ends, the threaded rod 34 is integral with a pinion 20 which meshes with a rectilinear rack 21 guided in FIGS. 3 and 4) by a slide 22 fixed on the machining head 4,
The rack 21 is connected to the sliding rod 23 of a hydraulic cylinder whose body 24 is integral with the machining head 4 by means of a support member 25. During its operation the cylinder 24 drives by its rod 23 the rack 21 which, by its rectilinear movement, rotates the pinion 20 and the screw 34, so that the shoe 15 moves longitudinally on the inclined surface 32. The upper face of the shoe 15 rises or lowers , causing the sliding 8 to tilt around its rear support member constituted by the fixed shoes 11, 12 and causing a vertical displacement of the shoes 13 bearing against the upper surface 31 of the sliding under the action of the elastic member 14 .
Un capteur linéaire 26 fixé sur la tête d'usinage et disposé en regard de la crémaillère 21 délivre des informations sur le positionnement de la crémaillère 21 et, par conséquent, sur le basculement du coulant 8 par rapport à la tête d'usinage 4. A linear sensor 26 fixed on the machining head and disposed opposite the rack 21 provides information on the positioning of the rack 21 and, consequently, on the tilting of the slide 8 relative to the machining head 4.
L'organe de commande électronique du vérin 24 commandant les patins inférieurs 15 et de l'organe moteur 6a entraînant la vis 6 est représenté schématiquement à la figure 5. The electronic control member of the jack 24 controlling the lower pads 15 and of the motor member 6a driving the screw 6 is shown diagrammatically in FIG. 5.
L'organe de commande comprend un organe de calcul 29 dont l'entrée est reliée au capteur de position 18 du coulant et dont la sortie est reliée à une servo-valve 27 qui commande l'admission du fluide sous pression P au vérin à double effet 24. The control member comprises a calculation member 29, the inlet of which is connected to the position sensor 18 of the slide and the outlet of which is connected to a servo-valve 27 which controls the admission of the fluid under pressure P to the double jack. effect 24.
L'organe de calcul 29 est également relié au capteur de position 26 de la crémaillère 21, afin de contrôler la position de la crémaillère en fonction des informations reçues par la valve 27.The calculating member 29 is also connected to the position sensor 26 of the rack 21, in order to control the position of the rack as a function of the information received by the valve 27.
L'organe de calcul 29 délivre à la sortie 30 des informations destinées à contrôler l'organe moteur 6a et à corriger les mouvements de la vis 6 de positionnement vertical de la tête d'usinage 4. L'organe de calcul est également relié par son entrée à un pupitre 28 qui lui envoie des informations correspondant au poids d'un accessoire amovible tel que le renvoi 10 représenté à la figure 1. The calculating member 29 delivers information at the output 30 intended to control the driving member 6a and to correct the movements of the screw 6 for vertical positioning of the machining head 4. The calculating member is also connected by its entry into a console 28 which sends it information corresponding to the weight of a removable accessory such as the reference 10 shown in FIG. 1.
La loi de correction de la flexion du coulant 8 en fonction de son poids et de sa position dans la tête d'usinage 4 peut être mémorisée sous la forme d'une fonction ou sous la forme de tableaux de valeurs numériques.The law of correction of the bending of the slide 8 as a function of its weight and of its position in the machining head 4 can be stored in the form of a function or in the form of tables of numerical values.
Le dispositif suivant l'invention corrige donc en fonction de la position du coulant indiquée par le capteur 18 et du poids des accessoires qui y sont fixés, indiqué par les informations du pupitre 28, la position de l'axe de la broche 9. Cette correction de l'axe de la broche 9 est obtenue par l'intermédiaire des organes 26 et 27 de la boucle de positionnement qui agissent sur les patins mobiles 15 afin de rendre l'axe horizontal, et par l'organe de sortie 30 qui envoie des informations au dispositif de déplacement vertical de la tête d'usinage 4 jusqu' ce que le centre de la broche 9 retrouve sa position théorique. The device according to the invention therefore corrects as a function of the position of the flow indicated by the sensor 18 and the weight of the accessories attached thereto, indicated by the information on the console 28, the position of the axis of the spindle 9. This correction of the axis of the spindle 9 is obtained by means of the members 26 and 27 of the positioning loop which act on the movable pads 15 in order to make the axis horizontal, and by the output member 30 which sends information to the vertical movement device of the machining head 4 until the center of the spindle 9 returns to its theoretical position.
Bien entendu, la description n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. Of course, the description is not limiting and those skilled in the art may make modifications to it without departing from the scope of the invention.
Claims (9)
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| FR8110916A FR2506649A1 (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Automatic compensator for flexing of machine tool guide - uses electronic circuit to compute required compensation and electric or hydraulic actuator to move wedge under tool |
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| FR8110916A FR2506649A1 (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Automatic compensator for flexing of machine tool guide - uses electronic circuit to compute required compensation and electric or hydraulic actuator to move wedge under tool |
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| FR2506649A1 true FR2506649A1 (en) | 1982-12-03 |
| FR2506649B1 FR2506649B1 (en) | 1984-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ER | Errata listed in the french official journal (bopi) |
Free format text: 48/82 |
|
| ST | Notification of lapse |