FR2576818A1

FR2576818A1 - Safety device for rapid release, especially on a machine tool

Info

Publication number: FR2576818A1
Application number: FR8501998A
Authority: FR
Inventors: Francois Descombes
Original assignee: RECTIFICATION CYLINDRIQUE FSE
Current assignee: RECTIFICATION CYLINDRIQUE FSE
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-08

Abstract

The invention relates to an electronic control for the direct current motor 7 which provides withdrawal or advance of the headstock 1 carrying the rectification cutter 4 of a machine tool. In the case of the voltage in the electrical supply to the machine tool being cut off, or in case of actuation of the emergency stop, the electronic boxes 9 and 11 containing in particular a battery of loaded capacitors, will still supply the motor 7 with enough energy to obtain emergency withdrawal of the cutter carrying headstock 1, before the relative speeds of the work piece 5 and of the cutter 4 have begun to decrease. Applications: preventing the rectified workpiece 5 from being rejected, in the case of a power cut, and preventing the workpiece from being thrown into orbit due to the high speed which the cutter, maintained in rotation due to its inertia, imparts to it.

Description

On sait en effet que , sur une machine-outil . lorsque 1' coutil est en train d'usiner une pièce ce , il peut -être nécessaire de l'en dégager rapidement pour des raisons de sécurité . Le problème se pose en particulier sur une rectifieuse , lorsque la meule de. rectification est en train d'usiner une pièce tournante . Si - pour une cause quelconque * par exemple une panne de courant électrique ,le mouvement relatif de la pièce et de la meule s'interrompt en cours d'usinage * la pièce est perdue et devra être rebutée. We know indeed that on a machine tool. when the tick is in the process of machining a workpiece, it may be necessary to remove it quickly for safety reasons. The problem arises in particular on a grinding machine, when the grinding wheel. grinding is machining a rotating part. If - for any reason * for example an electrical power failure, the relative movement of the workpiece and the grinding wheel is interrupted during machining * the workpiece is lost and must be discarded.

En effet , si l'on reprenait l'usinage après cette interruption , une trace resterait visible sur la pièce , à l'endroit de l'incident.Indeed, if we resume machining after this interruption, a trace would remain visible on the part, at the location of the incident.

La présente invention a pour but d' éviter ces inconvénients , en proposant un dispositif qui en cas d'incident * et notamment de panne d'électricité , permette de retirer immédiatement l'outil , en l'éloignant de la pièce , avant même que leurs vitesses relatives aient pu sensiblement varier
En particulier , la présente invention a pour but d'obtenir un dégagement de sécurité sur un axe numérique , quel que soit le motif de l'incident
Sur la machine , le pilotage des axes se fait par des moteurs à courant continu , asservis par des variateurs à transistors
A l'heure actuelle , lors d'une coupure d'alimentation électrique ,le variateur n'étant plus alimenté , stoppe les axes numériques qui restent alors sur place . Le fait que les axes restent sur place pose.un problème de sécurité pour l'opérateur .La pièce , ou tout autre objet libre en rotation peut être mis en mouvement par tout mobile en mouvement ayant une grande inertie et dont le blocag#e est impossible
La présente invention a pour objet de pallier ce gros risque'
Conformément à la présente invention, une platine électronique est ajoutée au variateur de vitesse à transistor qui équipe le moteur à courant continu prévu pour reculer l'outil , et le dégager de la pièce
Suivant une autre caractéristique dt l'invention o la platine électronique comprend un dispositif qui maintient constamment chargée une batterie de con densateurs -électriques alors qu'en cas de panne d'électricité , ces condensateurs sont automatiquement déchargés dans le moteur à courant continu auquel ils fournissent une quantité d'énergie suffisante pour assurer immédiatement le recul de l'outil , en l'éloignant de la pièce.The object of the present invention is to avoid these drawbacks by proposing a device which, in the event of an incident * and in particular of a power failure, makes it possible to immediately remove the tool, moving it away from the part, even before their relative speeds may have varied significantly
In particular, the purpose of the present invention is to obtain a safety clearance on a digital axis, whatever the reason for the incident
On the machine, the axes are controlled by direct current motors, controlled by transistor drives
Currently, during a power cut, the drive is no longer powered, stops the digital axes which then remain on site. The fact that the axes remain in place poses a safety problem for the operator. The part, or any other free rotating object can be set in motion by any moving mobile having a high inertia and whose blockage is impossible
The object of the present invention is to overcome this large risk '
In accordance with the present invention, an electronic circuit board is added to the transistor variable speed drive which equips the direct current motor intended to move the tool back and remove it from the work
According to another characteristic of the invention, the electronic circuit board comprises a device which keeps a battery of electric capacitors constantly charged, whereas in the event of a power failure, these capacitors are automatically discharged in the DC motor to which they provide enough energy to immediately move the tool back, away from the work.

Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. The appended drawing, given by way of nonlimiting example, will allow a better understanding of the characteristics of the invention.

Figure 1 est une vue montrabt schématiquement le montage selon l'invention , prévu pour équiper la meule d'une rectifieuse. Figure 1 is a schematic montrabt view of the assembly according to the invention, intended to equip the grinding wheel with a grinding machine.

La machine outil illustrée sur la figure 1 comprend un chariot 1 mobile en translation comme indiqué par la flèche 2 . Ce chariot porte l'arbre 3 d'une meule circulaire 4 , utilisée pour rectifier une pièce 5 qui tourne autour de' son axe géométrique 6 . Les mouvements d'avance et de recul du chariot 1 ( direction de la flèche 2) sont commandés par un moteur électrique 7 .Ce dernier est généralement un moteur à courant continu , alimenté à partir d'un câble 8
Selon l'invention , on intercale sur le câble 8
- un boîtier 9 contenant une platine électronique 10 dont
le câblage est figuré sur la figure 2 i
- un boîtier variateur 11 , contenant notamment la batte
rie des condensateurs 12 selon l'invention ( figures 1
et 2)
On voit , sur la figure 2 , que le moteur à courant continu 7 est alimenté à partir d'une ligne d'alimentation indiquée sc#hématiquement par la ligne verticale 13 , sur la figure 2 . En particulier , la tension alternative du réseau ( par exemple 110 volts ou 220 volts) entre dans le circuit par les bornes 14 et 15 .C'est en cas de panne de la tension d'alimentation entre les bornes 14 et 15 , que le dispositif selon l'invention permet au moteur 7 de fonctionner encore un temps suffisamment long pour assurer le recul d'urgence du chariot 1 ou poupée por te-meule.afin tséloigner rapidement la meule 4 de la surface qu ' elle était en train d'usinuer sur la pièce 5.The machine tool illustrated in FIG. 1 comprises a carriage 1 movable in translation as indicated by the arrow 2. This carriage carries the shaft 3 of a circular grinding wheel 4, used to rectify a part 5 which rotates around its geometric axis 6. The forward and backward movements of the carriage 1 (direction of the arrow 2) are controlled by an electric motor 7. The latter is generally a direct current motor, supplied from a cable 8
According to the invention, the cable 8 is inserted
- a box 9 containing an electronic circuit board 10 of which
the wiring is shown in Figure 2 i
- a variator unit 11, containing in particular the bat
of the capacitors 12 according to the invention (Figures 1
and 2)
It can be seen in FIG. 2 that the DC motor 7 is supplied from a supply line indicated sc hematically by the vertical line 13 in FIG. 2. In particular, the alternating voltage of the network (for example 110 volts or 220 volts) enters the circuit via terminals 14 and 15. It is in the event of a failure of the supply voltage between terminals 14 and 15, that the device according to the invention allows the motor 7 to operate for a sufficiently long time to ensure the emergency back-up of the carriage 1 or headstock for te-mill. In order to quickly move the wheel 4 away from the surface it was in the process of machine on part 5.

Le boîtier li cuntient.outre la batterie des condensateurs 12 , les circuits habituels d'un variateur de vitesse à transistors équipant le moteur à courant continu 7. The housing li cuntient.outre the battery of the capacitors 12, the usual circuits of a variable speed drive with transistors equipping the DC motor 7.

Le fonctionnement est le suivant
La machine-outil ayant démarre, suivant le processus de mise en route habituelsles contacts de commande 45 et 46 correspondant à la ligne verticale 13 se ferment.Le variateur 11 est mis en route il alimente les bornes 16 et 17 et provoque la charge des condens#ateurs 12 lesquels sont alors désormais capables d'alimenter les bornes 18 et 19. The operation is as follows
The machine tool having started, following the usual start-up process, the control contacts 45 and 46 corresponding to the vertical line 13 close. The variator 11 is started, it supplies the terminals 16 and 17 and causes the charging of the condens #ators 12 which are now able to supply terminals 18 and 19.

La borne 16.est reliée à l'une des bornes 20 du moteur 7*par un contact d'ouverture ou de fermeture 21.De même la borne 18 est reliée à cette même borne 20 par une diode 21*un contact d'ouverture ou de fermeture 22 une résistance 23 et deux contacts successifs 24 * 25 . '
L'autre borne 26 du moteur 7 est reliée à à la borne 19 par une diode 27 inversée par rapport à la dio
de 21 et par trois contacts d'ouverture et de fermeture 28
29 5 30 , placés en derie -à la borne 27,par un contact d'ouverture et de fermeture 31.Terminal 16. is connected to one of the terminals 20 of the motor 7 * by an opening or closing contact 21. Likewise terminal 18 is connected to this same terminal 20 by a diode 21 * an opening contact or closing 22 a resistor 23 and two successive contacts 24 * 25. ''
The other terminal 26 of the motor 7 is connected to terminal 19 by a diode 27 inverted with respect to the dio
of 21 and by three opening and closing contacts 28
29 5 30, placed in derie - at terminal 27, by an opening and closing contact 31.

Les contacts 21#.25,3o,31 sont ceux d'un même relais de puissance à déclenchement rapi#de 32,A la position déclenchée c'est#à-dire en cas de panne aux bornes d'alimentation i,15 , le relais 32 tombe , ert ses contacts occupent la position illustrée sur la figure 2 c'est-à-dire que les contacts 25 et 30 sont fermés. The contacts 21 # .25.3o, 31 are those of the same power relay with quick release # of 32, in the triggered position, that is to say in the event of a failure at the supply terminals i, 15, the relay 32 falls, ert its contacts occupy the position illustrated in Figure 2 that is to say that the contacts 25 and 30 are closed.

Les contacts 24 et 29 ? ainsi que deux autres 33 et 34 sont ceux d'un même relais de puissance. 35. Contacts 24 and 29? as well as two others 33 and 34 are those of the same power relay. 35.

Ce relais est commandé par le contact de fin de-course 42 signalant ainsi le recul maximum de la poupée porte-meule 1.Lorsque la poupée porte-meule 1, n'est pas au maximum de sa course,les contacts du relais 35 occupent la position illustrée sur la figure 2c'est-à-dire que les contacts 24 et 29 sont fermes,alors que les contacts 33 et 34 sont ouverts. This relay is controlled by the limit switch 42 thus signaling the maximum recoil of the grinding wheel headstock 1. When the grinding wheel headstock 1 is not at its maximum travel, the contacts of relay 35 occupy the position illustrated in Figure 2, that is to say that the contacts 24 and 29 are closed, while the contacts 33 and 34 are open.

Les contacts 22 et 28 ainsi que les contacts 36 et 45 ~ sont ceux d'un même relais 37. Contacts 22 and 28 as well as contacts 36 and 45 ~ are those of the same relay 37.

Un pont de diodes 38 reçoit,en fonct-ionnement normal
Sa tension provenant des bornes 14 et 15 de la télécomxande . Le courant du pont de diodes 38 va , par une diode 39 , attaquer le relais 37 qui monte -. Ce dernier est shunté par une diode 40 d qui évite les à-coups de fonctionnement . Ce courant charge également un condensateur 41 monté en parallèle sur le bobinage du relais 37
De même le courant du pont de diodes 38 charge à travers la diode 46
Ie condeneateur 43. Le variateur li est alors mis en puissance par le contact 45 , et les condensateurs 12 se chargent .Le relais 32 étant sollicité 2 les contacts 21 et 32 sont fermés w ce qui assure l'alimentation du moteur 7. Par contre , les contacts 25 et 30 sont ouverts , ce qui interrompt la ligne alimentée par les bornes 18 et 19.A diode bridge 38 receives, in normal operation
Its voltage from terminals 14 and 15 of the remote control. The current from the diode bridge 38 will, via a diode 39, attack the relay 37 which goes up. The latter is shunted by a diode 40 d which avoids operating jolts. This current also charges a capacitor 41 mounted in parallel on the winding of the relay 37
Likewise the current from the diode bridge 38 charges through the diode 46
Ie condeneateur 43. The variator li is then powered by the contact 45, and the capacitors 12 are charged. The relay 32 being requested 2 the contacts 21 and 32 are closed w which ensures the supply of the motor 7. By cons , the contacts 25 and 30 are open, which interrupts the line supplied by the terminals 18 and 19.

En cas dinterruption de l'alimentation 14 , 15 , le recul dfurgence de la poupée 1 portant la veule 4 s'effeotue de la façon suivante s
h la coupure du courant entre 14 et 15 , ou 11 ouverture du contact de commande 44 , le variateur 11 cesse d'alimenter les bornes 1:6 et 1:7 . Le condensateur 41 va se décharger dans la relais 39 qui reste donc provisoirement maintenu s les contacts 22 , 36 , 28 , ne changent pas d'état.Ce retard , de l'ordre de la fraction de seconde , permet d'établir la mise en court-circuit du moteur T dans la résistance 23 afin de décharger le moteur 7 de l'énergie emmagasinée par ses bobinages au cours du déplacement prévu cédant le défaut d'alimentation en 14 et 15 ou la perte du contact de commande 44 . Ce contact 44 peut outre utilisé notamment pour déclencher un arrêt dturgence
Le pont de diodes 38 n'est pl#8~alimenti , de même que le relais 32 qui retombe .Ainsi , les contacts 21 et 31 s' ouvrent , ce qui ouvre le circuit principal du moteur 7
Les contacts 25 et 30 se ferment , ce qui pré- dispose à l'alimentation du moteur 7 par le circuit d'urgence à partir des condensateurs 12 . ss cet instant , la borne 20 du moteur 7 est reliée à la résistance 23 gracie aux contacts 25 et 24 . Le retour de la résistance 23 au moteur 7 s'établit par les contacts 29 et 30 , et par le contact 36 du relais 37 qui est encore fermé.In the event of an interruption in the supply 14, 15, the emergency retreat of the doll 1 carrying the flap 4 fades as follows s
h the power failure between 14 and 15, or 11 opening of the control contact 44, the variator 11 stops supplying terminals 1: 6 and 1: 7. The capacitor 41 will discharge in the relay 39 which therefore remains provisionally maintained if the contacts 22, 36, 28 do not change state. This delay, of the order of a fraction of a second, makes it possible to establish the setting in short-circuit of the motor T in the resistor 23 in order to discharge the motor 7 of the energy stored by its windings during the planned displacement yielding the supply fault at 14 and 15 or the loss of the control contact 44. This contact 44 can also be used in particular to trigger an emergency stop
The diode bridge 38 is pl # 8 ~ powered, as is the relay 32 which drops. Thus, the contacts 21 and 31 open, which opens the main circuit of the motor 7
The contacts 25 and 30 close, which pre-arranges the supply of the motor 7 by the emergency circuit from the capacitors 12. ss this instant, the terminal 20 of the motor 7 is connected to the resistor 23 free of contacts 25 and 24. The return of the resistor 23 to the motor 7 is established by the contacts 29 and 30, and by the contact 36 of the relay 37 which is still closed.

Lorsque le condensateur 41 est déchargé , le relais 37'retombe t les contacts 22 et 28 se ferment : le contact 36 s'ouvre . Ainsi s'établît la continuité des lignes reliant les condensateurs 12 par les bornes 18 , 19 , au bornes 20 et 26 du moteur 7
Le recul de la poupée 1 portant la meule 4 peut agir en fin de course sur un contact de fin de course 42 , dont la fermeture permet la décharge d'un condensateur 43 en parallèle sur le relais 35 . Ce dernier change donc d'état : ses contacts 24 ét 29 stouvrent , ce qui interrompt le circuit dlurgence . D'autre part , ses contacts 33 et 34 se ferment , ce qui met en courtcircuit les bornes 18 et 19 de la batterie des condensateurs t2 . When the capacitor 41 is discharged, the relay 37 ′ drops the contacts 22 and 28 close: the contact 36 opens. Thus is established the continuity of the lines connecting the capacitors 12 by the terminals 18, 19, to the terminals 20 and 26 of the motor 7
The rearward movement of the headstock 1 carrying the grinding wheel 4 can act at the end of the travel on an end of travel contact 42, the closing of which allows the discharge of a capacitor 43 in parallel on the relay 35. The latter therefore changes state: its contacts 24 and 29 open, which interrupts the emergency circuit. On the other hand, its contacts 33 and 34 close, which short-circuits the terminals 18 and 19 of the battery of the capacitors t2.

Ces derniers se déchargent donc à travers la résistance 23. Le moteur 7 s'arrête , , et le mouvement de recul d'urgence de la poupée porte-meule 1 cesse
On voit que le dispositif selon l'invention présente l'avantage d'éloigner la meule d'usinage 4 de la pièce 5 , dès qu'un défaut d'alimentation apparatt entre les bornes 14 et 15 notamment sur une action commandée par le contact 44 , par exemple pour un arrêt d' urgence 2.et ceci avant que les vitesses de rotation respectivement de la pièce 5 et de la meule 4 aient eom- mencé à décroître notablement The latter therefore discharge through the resistor 23. The motor 7 stops,, and the emergency recoil movement of the grinding wheel headstock 1 ceases
We see that the device according to the invention has the advantage of moving the machining wheel 4 away from the part 5, as soon as a supply fault appears between the terminals 14 and 15 in particular on an action controlled by the contact. 44, for example for an emergency stop 2. and this before the speeds of rotation of the part 5 and of the grinding wheel 4 respectively have started to decrease appreciably

Claims

REVENDIC-ATI0NS

1 - Safety device for quick release on a digital axis - (3) of an electrically powered machine tool (14). (15). Intended to equip the electric motor (7) which controls the recoil movement d '' a carriage or doll (1) carrying the digital axis (3), characterized in that it comprises an electronic circuit board (10). now during service a battery of electric capacitors (12) constantly charged while it comprises means for automatically discharging the capacitors (12) in the motor (7) in the event of an incident on the supply of the machine which supplies the motor (7) with an amount of energy sufficient for the desired recoil of the digital axis (3).

2 - Safety device according to claim 1, characterized in that the capacitor bank (12) is incorporated in the variator housing (11) which normally fitted to the motor (7).

3 - Safety device according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor (7) is a direct current electric motor, while the supply (14), (15) is carried out in single-phase alternating current .

4 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the digital axis (3) is that of a grinding wheel (4) fitted to a grinding machine.

5 - Safety device according to any one of the preceding claims, characterized in that between the terminals (18), (19) of the capacitor bank (12) and the terminals (20), (26) of the motor ( 7) are inserted contacts.

(22) (36) (28) controlled by a relay (37) :( 24) (33) (34) (29) controlled by a relay (35) ~, (21) (25) (30) (31) controlled by a relay (32).

6 - Device according to claim 5, characterized in that the relays (32) (35) and (37) are power relays with quick engagement and quick trip for the relay (32), delayed for the relay (37) , while for the relay (35), its triggering is rapid when the contact (42) is opened or delayed if the latter remains closed.

7 - Device according to claim 5 ca --- ca acterized in that the contacts (24) and (29) are closed when the contacts (33) and (34) are open 5 and vice versa, the contacts (33) and (34) being connected to each other X so as to short-circuit, when they are closed, the battery of the capacitors (12).

e -Safety device according to claim 7, characterized in that the relay is actuated to close the contacts (33) and (34) when at the end of its recoil movement s the carriage or headstock (1) actuates a limit switch (42).

9 - Safety device according to claims 5 and 6, characterized in that the delay induced between the fallout of the relays (32) and (37) allows to cancel the electrical energy stored in the motor (7) 1 which has the effect of causing a retraction of the grinding wheel headstock (t) of substantially constant quantity whatever the direction and the speed thereof when the twisting is given to move back,