FR2600002A1 - Dispositif de controle de la portee d'une arete tranchante d'un outil d'une machine-outil pour l'usinage de metaux par enlevement de copeaux - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA PORTEE D'UNE ARETE TRANCHANTE D'UN OUTIL DE COUPE D'UNE MACHINE-OUTIL A BRAS MOBILE 1 COMPREND UN CORPS 10 AVEC UNE OUVERTURE 11, FERMEE PAR UN COUVERCLE 12. UN COULISSEAU 13, PORTANT UNE TETE DE MESURE 14, EST MONTE DANS LE CORPS 10 ET EST REALISE DE MANIERE A POUVOIR AVANCER LA TETE DE MESURE 14 DU CORPS 10. LE CORPS 10 EST MONTE SUR UN BATI DE MANIERE A POUVOIR SE DEPLACER CONJOINTEMENT AVEC LE BRAS 1. LE MECANISME D'ENTRAINEMENT 19 DU COUVERCLE DE PROTECTION ET DU COULISSEAU COMPORTE UN MOTEUR REVERSIBLE 30, A UN ARBRE HELICOIDAL 31 LIE CINEMATIQUEMENT A UN ARBRE DUDIT MOTEUR REVERSIBLE, UN ECROU 34 MONTE SUR L'ARBRE HELICOIDAL 31 ET POSSEDANT DES DENTS DE PIGNON 34 VENANT EN PRISE AVEC LE PIGNON 35 LIE CINEMATIQUEMENT AU COULISSEAU 13. DES GORGES ANNULAIRES SONT PRATIQUEES SUR LES DENTS DU PIGNON 34 ET FORMENT UNE CREMAILLERE QUI COOPERE AVEC LE PIGNON MENANT 37 LIE CINEMATIQUEMENT AU COUVERCLE 12. ON ASSURE AINSI UN CONTROLE SUR ET PRECIS DE LA PORTEE D'UNE ARETE TRANCHANTE D'UN OUTIL, SURTOUT EN CAS D'USINAGE DES PIECES DE GRANDE HAUTEUR.

Description

La présente invention concerne la construction des machines-outils et a

notamment pour objet un dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil pour l'usinage de métaux par enlèvement de copeaux. La présente invention s'applique avantageusement aux machines-outils de grande taille pour l'usinage des métaux par enlèvement de copeaux et comportant un bras mobile tel que des tours verticaux équipés d'un système de commande programmée nu10 mérique, notamment pour l'usinage des pièces, dont la hauteur

est relativement importante.

Le dispositif de contrôle de la portée de l'arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage par enlèvement des copeaux peut être employé également dans d'autres machines15 outils, notamment dans des machines-outils d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux multiopérationnelles équipées de systèmes de commande programmée numérique avec un dispositif

d'introduction de corrections pour une dimension réelle d'un outil de coupe qui varie au cours d'usinage d'une pièce à la 20 suite de l'usure de l'arête tranchante d'un outil.

Bien que chaque homme de l'art de qualification moyenne qui travaille dans ce domaine connaisse le terme "portée", on va le préciser. Par portée d'une arête tranchante d'un outil de coupe, on entend la distance entre le point extrême 25 de l'arête tranchante et l'axe longitudinal théorique du coulisseau du chariot porte-outil et entre le point extrême de l'arête tranchante et la face en bout du coulisseau du chariot porte- outil à laquelle est fixé un porte-outil muni d'un

outil de coupe.

Après la mesure de ces distances réelles, on les compare avec un point imposé sur la machine-outil, dont la position est prédéterminée.

Ce point sur la machine-outil est un point qui appartient au dispositif de contrôle de la portée de l'arête tran-

chante de l'outil de coupe et, plus précisément, le point se

trouvant au centre du palpeur de sa tête de mesure.

Il existe un dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usi5 nage des métaux par enlèvement de copeaux (cf. prospectus de la compagnie "Elsag' Italie, "Notiziaro", n 19, 1981) monté fixe sur une glissière de base d'un bâti sur laquelle est monté mobile un bras portant un chariot porte-outil pouvant

être déplacé sur celui-ci.

Le chariot porte-outil renferme un coulisseau sur, lequel est monté un porte-outil portant un outil de coupe, dont l'arête tranchante doit se trouver à une ditance déterminée par rapport à l'axe longitudinal et à sa face en bout

à laquelle est associé le porte-outil.

Le dispositif connu pour le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux comporte un corps fixé à demeure sur la glissière de base du bâti et renferme un coulisseau portant une tête de mesure. Une ouverture est 20 prévue dans le corps pour que le coulisseau mobile portant

la tête de mesure puisse sortir au-delà du corps vers l'extérieur et est fermée par un couvercle de protection.

Le coulisseau peut se déplacer dans la direction vers l'arête tranchante de l'outil monté dans le porte-outil. 25 La tête de mesure munie d'un palpeur, est liée au coulisseau. Le palpeur sert de capteur pour envoyer une impulsion au moment o il touche l'arête tranchante de l'outil

fixé sur le coulisseau du chariot porte-outil.

Le palpeur vient toucher l'arête tranchante de

l'outil pendant le déplacement du coulisseau du chariot porteoutil.

Le moment o le palpeur touche l'arête tranchante de l'outil est enregistré par le système de mesure de la machineoutil d'usinage moyennant des capteurs de ligne qui sont ap35 pelés à informer de la position du coulisseau du chariot porte-outil ainsi que de la position du chariot porte-outil

sur le bras.

Les capteurs de ligne montrent, à ce moment, les distances réelles de la portée de l'arête tranchante de l'outil.

Le corps est muni d'un couvercle de protection, destiné

à protéger le coulisseau avec la tête de mesure contre les 5 copeaux et la poussière résultant de l'usinage d'une pièce.

Le couvercle de protection du corps peut tourner dans

le plan perpendiculaire à la direction du mouvement du coulisseau conjointement avec la tête de mesure.

L'orientation du couvercle de protection et le mouve10 ment du coulisseau portant la tête de mesure s'effectuent' successivement par des mécanismes indépendants qui mettent

en mouvement le coulisseau avec la tête de mesure et le couvercle de protection.

Le couvercle de protection continue son pivotement 15 jusqu'à la sortie du coulisseau portant la tête de mesure.

Pour la transmission des mouvements au coulisseau et

au couvercle de protection, les mécanismes d'entraînement du coulisseau avec la tête de mesure et le couvercle de protection sont munis de commandes hydrauliques indépendantes et 20 de chaînes cinématiques isolées.

Les mécanismes susmentionnés sont commandés à l'aide

des interrupteurs de fin de course qui contrôlent les positions extrêmes du couvercle et du coulisseau.

La séquence des mouvements du couvercle de protection 25 et du coulisseau est imposé par un programme d'une machineoutil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux.

Le dispositif connu contrôlant la portée de l'arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux permet d'effectuer automati30 quement le processus de mesure de la portée d'une arête tranchante d'un outil pendant l'usinage des pièces sur cette machine-outil. En cas d'usinage de grosses pièces, surtout des pièces dont la hauteur est importante, quand le bras se trouve dans 35 une des positions extrêmes supérieures, le corps du dispositif connu réalisant le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil est fixé immobile sur la glissière de base du bâti de la machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux dans la position qui est la même lorsque le bras est en position inférieure, le coulisseau du chariot porte-outil doit être déplacé à une longueur totale pour que l'arête tranchante de l'outil puisse toucher le palpeur de la tête de mesure. Après que le coulisseau ait été avancé à la longueur totale, sa face en bout, sur laquelle est monté le porteoutil avec un outil de coupe, se trouve décalée quelque peu par rapport à sa position supérieure par suite des défauts de fabrication et de montage des éléments de la machine-outil d'usinage, surtout, du coulisseau du c h a r i o t

porte-outil et du bâti.

Ce décalage de la face en bout du coulisseau diminue 15 la précision de la mesure de la portée de l'arête tranchante et nuit, par conséquent, à la précision d'usinage de grosses pièces de grande hauteur sur une machine-outil d'usinage des

métaux par enlèvement de copeaux.

En même temps, la sortie totale du coulisseau du chariot porte-outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux entraîne l'augmentation du temps mort de la machine-outil, car le temps est utilisé pour la mesure de la portée de l'arête tranchante de l'outil, ce qui baisse la productivité de cette machine et l'utilisation du 25 dispositif de contrôle de la portée de l'arête tranchante de l'outil. Les mécanismes d'entraînement du coulisseau et du couvercle de protection, utilisés dans le dispositif connu, sont relativement compliqués, en ce qui concerne leur com30 mande et nécessitent des dispositifs hydrauliques complémentaires pour assurer le fonctionnement fiable des mécanismes et la réalisation d'une séquence imposée de mouvements:

orientation du couvercle de protection et avance du coulisseau avec la tête de mesure et son rappel dans la position 35 de départ.

On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement

de copeaux dans lequel le montage du corps et la réalisation du mécanisme d'entraînement du couvercle de protection et du coulisseau assurent une précision relativement élevée de me5 sure de la portée de l'arête tranchante d'un outil, surtout, en cas d'usinage de grosses pièces d'une grande hauteur.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement 10 de copeaux comprenant un bras portant un chariot porte-outil, ledit dispositif comportant un corps monté sur la glissière de base du bâti et ayant une ouverture fermée par un couvercle de protection dans lequel est monté un coulisseau portant une tête de mesure et réalisé de manière qu'il avance la tête de mesure du corps vers l'extérieur à travers l'ouverture, et un mécanisme d'entraînement du couvercle de protection et du coulisseau, caractérisé, selon l'invention en ce que le corps est monté de manière à pouvoir se déplacer conjointement avec le bras mobile, que le mécanisme d'entraînement 20 du couvercle de protection et du coulisseau comporte un moteur réversible, un arbre hélicoldal lié cinématiquement à l'arbre du moteur reversible, un écrou monté sur l'arbre hélicoïdal et ayant, sur sa surface extérieure, des dents de pignon qui s'étendent suivant sa longueur et se trouvent en prise cons25 tante avec un pignon menant, lié cinématiquement audit coulisseau, que des gorges annulaires sont pratiquées sur les dents de pignon pour former une crémaillère en prise constante avec le pignon menant lié cinématiquement au couvercle

de protection.

La fait que le corps soit monté avec la possibilité de se dépldcer conjointement avec le bras permet de réaliser le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil avec

une haute précision, le coulisseau du chariot porte-outil étant mis en petits mouvements quelle que soit la hauteur 35 de la pièce à usiner.

La haute précision de contrôle de la portée de l'arête tranchante d'un outil est assurée grace à ce que la portée de l'arête tranchante de l'outil est, maintenant, mesurée dans une telle position du coulisseau du chariot porte-outil de la machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux qui ne dépend plus de la position prise sur le bâti par le bras portant le chariot porte-outil avec le coulisseau. Ce mode de montage du corps permet de garder une distance constante entre le palpeur de la tête de mesure et la face en bout du coulisseau et son axe longitudinal. Cette distance reste constante quelles que soient les positions du 10 bras avec le chariot porte-outil du fait que le corps dudispositif de contrôle de la portée de l'arête tranchante de

l'outil est lié rigidement au bras mobile.

Cette distance est choisie minimale en vue de supprimer les erreurs inévitables de mesure pouvant se produire 15 lors de la mesure de la portée de l'arête tranchante d'un outil à cause des défauts de fabrication du coulisseau du chariot porte-outil et des défauts de montage du bras sur le bâti. Ce mode de réalisation du mécanisme d'entraînement 20 du couvercle de protection et du coulisseau portant la tête

de mesure permet d'utiliser un seul moteur électrique reversible.

L'emploi d'un écrou sur la surface extérieure duquel sont taillées suivant toute la longueur des dents d'un pignon 25 et des gorges annulaires sur les dents dudit pignon, qui forment une crémaillère, permet de transmettre, par un mode mécanique le plus simple, le mouvement à partir d'un seul moteur électrique au pignon menant pour l'entraînement du

couvercle de protection et au pignon menant pour l'entraîne30 ment du coulisseau.

Il s'ensuit que le dispositif de contrôle de la portée de l'arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux exécuté, selon la présente invention, assure un contrôle fiable et précis de la portée d'une arête tranchante d'un outil surtout

en cas d'usinage des pièces d'une grande hauteur.

Le dispositif proposé pour le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux est caractérisé par une conception relativement simple, fiable et une grande

durée de vie.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins non limitatifs annexes:

la figure 1 représente, en coupe partielle, un dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil exécuté selon la présente invention, le coulisseau portant la tête de mesure étant en position avancée, et une partie d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement 15 de copeaux, comportant un bâti, un chariot porte-outil, un coulisseau du chariot porte-outil, un porte-outil renfermant un outil; la figure 2 est une vue suivant la flèche A de la figure 1 en coupe partielle; la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3 à l'échelle agrandie; la figure 5 est une coupe suivant V-V de la figure 2. 25 Le dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machineoutil pour l'usinage des métaux par enlèvement de copeaux, réalisé selon la présente

invention, sera nommé, dans la description qui va suivre, en

vue d'abréviation du texte "dispositif revendiqué", est desti30 né à une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux équipé d'un bras mobilel(figure 1) portant un

chariot porte-outil 2.

Le bras mobile 1 est monté sur une glissière de base 3 du bâti 4 avec la possibilité d'effectuer le mouvement verti35 cal sur un bâti 4 au cours d'usinage des pièces (non représentées) de différentes hauteurs. Le chariot porte-outil 2 porte un coulisseau 5 dont l'axe longitudinal 5a est vertical d'après la figure 1. Un porte-outil 7, portant un outil de coupe 8 ayant une arête tranchante 9, est fixé rigidement à

la face en bout inférieure 6 du coulisseau 5.

Le dispositif revendiqué comporte un corps 10 avec une ouverture 11 fermée par un couvercle de protection 12. Le corps 10 est d'une forme rectangulaire allongée dans la direction horizontale sur la figure 1. Le corps 10 abrite un coulisseau 13 portant une tête de mesure 14, destinée à transformer le signal mécanique en 10 signal électrique et à le transmettre à un dispositif (non représenté) de commande programmée numérique réalisé selon une

conception connue.

La tête de mesure 14 peut être réalisée selon une

conception connue convenable à cet objectif.

Le coulisseau 13 est approprié de manière qu'il puisse avancer la tête de contrôle 14 vers l'extérieur du corps 10 à travers l'ouverture 11. Le coulisseau 13 est d'une forme

rectangulaire allongée suivant la longueur du corps 10.

La tête de mesure 14 est munie d'un palpeur 15, dis20 posé suivant l'axe 16 du coulisseau 13. A son extrémité libre, extrémité la plus voisine de l'arête tranchante 9, le palpeur 15 porte un embout 17 faisant fonction d'un capteur mécanique d'une conception connue. L'autre extrémité du palpeur 15 est

destinée à coopérer avec un capteur électronique (non montré), 25 exécuté selon une conception connue, de la tête de mesure 14.

L'embout 17 d'une forme cubique est destiné à entrer

en contact avec l'arête tranchante 9 de l'outil de coupe 8 au cours du contrôle de la portée de l'arête tranchante 9.

Par portée "h" dans la direction verticale de l'arête 30 tranchante 9 de l'outil 8, on entend la distance entre la face en bout inférieure 6 du coulisseau 5 et le point extrême

inférieur d'après la figure 1 (non désigné) de l'arête tranchante 9.

Par portée "1" (figure 2) dans la direction horizon35 tale de l'arête tranchante 9 de l'outil de coupe 8, on entend la distance entre l'axe longitudinal théorique 5b du coulisseau 5 et le point extrême (non désigné par la référence) de

l'arête tranchante 9.

Le corps 10 est monté avec la possibilité de se déplacer conjointement avec le bras mobile 1.

A cet effet, le corps 10 est monté sur la glissière de base 3 (figures 1 et 2) et est associé rigidement au bras

1 au moyen d'une tringle 18 (figure 1).

Le corps 10 porte une partie 20 faisant saillie vers

le haut, d'après la figure 1. Cette partie sert à assurer un déplacement stable du corps 10 sur la glissière de base 3 et 10 se présente sous la forme d'une glissière.

Le corps 10 abrite un mécanisme 19 (figure 2) pour l'entraînement du couvercle de protection 12 et du coulisseau 13. Comme il ressort de la figure 2, la glissière 20 du corps 10 est munie d'un bossage 21, situé à sa partie médiane et destiné à entrer en contact par l'intermédiaire d'une plaque de serrage 22 avec la surface intérieure (non désignée) de la glissière de base 3. Pour le serrage sûr de la plaque de serrage 22 contre la glissière de base 3, on a prévu un vérin hydraulique 23, réalisé selon une conception connue avec une tige (non désignée par la référence), liée à une source

de liquide (non désignée par la référence).

La glissière 20 du corps 10 est munie de bossages extrêmes. Le bossage supérieur 24, d'après la figure 2, est 25 recourbé pour assurer le contact avec une glissière complémentaire 3a du bâti 4 (figure 1) par l'intermédiaire de la plaque de serrage 25 (figure 2) à l'aide d'un vérin hydraulique 26 réalisé selon une conception connue avec une tige

(non désignée par la référence) reliée à une source de liqui30 de (non désignée par la référence).

Le bossage inférieur 27, d'après la figure 2, de la glissière 20, est rabattu lui aussi pour le contact avec la surface (non désignée par la référence) de la glissière de base 3 par l'intermédiaire de la plaque de serrage 28 à l'aide du vérin hydraulique 29, réalisé selon une conception connue avec une tige (non désignée par la référence), reliée

à une source de liquide (non représentée).

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1-0 Le mécanisme 19 comporte un moteur électrique reversible 30, réalisé selon une conception connue convenable à cet objectif, monté sur le couvercle supérieur (non désigné par la référence) d'après la figure 2, du corps 10. Un arbre hélicoidal 31 est disposé sous ledit couvercle et est lié cinématiquement à un arbre (non désigné par la référence) d'un moteur 30 électrique à l'aide d'un pignon 32, monté sur ledit arbre du moteur électrique 30 et du pignon 33, monté

sur l'arbre hélicoidal 31.

Le corps 10 (voir figure 2) possède une paroi supérieure 10a, une paroi moyenne 10b et une paroi inférieure

amovible 10c.

L'arbre hélicoidal 31 repose sur la paroi supérieure et la paroi moyenne 10b par l'intermédiaire des paliers (non désignés par la référence) réalisés selon une conception connue. L'arbre hélicoidal 31 est pourvu d'un épaulement annulaire 31a par lequel il s'appuie contre la paroi supérieure a. L'arbre hélicoidal 31 porte un écrou 34. Cet écrou 34 est réalisé avec des dents de pignon sur sa surface extérieure, ces dents sont désignées par la même référence 34,

qui s'étendent suivant sa longueur et entrent en prise constante avec un pignon menant 35, lié cinétiquement au coulisseau 13. On va décrire en détails les particularités de 25 cette conception dans la description qui va suivre.

Des gorges annulaires sont pratiquées sur les dents du pignon 34 de façon qu'elles forment une crémaillère 36 (figures 3 et 4) entrant en prise constante avec un pignon

menant 37, lié cinématiquement au couvercle de protection 12 30 (figure 3) .

La liaison cinématique du pignon menant 37 avec le couvercle de protection 12 est réalisée au moyen d'un arbre 38 sur lequel est calé un pignon menant 37 selon un des modes

connus. L'arbre 38 est rendu solidaire du couvercle de pro35 tection 12 et repose sur la paroi 10d du corps 10 par l'intermédiaire d'un palier (non désigné par la référence) réalisé selon une conception connue.

Une came 39 avec un évidement 39a (figure 5) est montée sur une partie (non désignée par la référence) de l'arbre, située entre le pignon 37 et le palier, Cette came sert de butée au pignon 37 limitant son déplacement dans le sens axial (sens longitudinal sur la figure 3). Comme on le voit sur la figure 3, un ressort 40 est monté sur une partie de l'arbre 38, partie la plus voisine

du couvercle de protection 12. Le ressort 40 s'appuie, d'une part, contre une saillie (non désignée par la référence) sur 10 l'arbre 38 et, d'autre part, contre la paroi 10e du corps 10.

Le ressort 40 assure un contact serré du couvercle de prqtection 12 avec le corps 10 en position o il est fermé.

La liaison cinématique avec le coulisseau 13 du pignon

menant 35, solidaire de l'arbre 41 (figure 2) parallèle à 15 l'arbre hélicoldal 31 est réalisée de la manière suivante.

L'arbre 41 s'appuie contre les parois lOa et lob du corps 10 par l'intermédiaire des paliers (non désignés par

la référence) réalisés selon une conception connue.

L'extrémité inférieure (d'après la figure 2) de l'arbre 20 41 porte une vis sans fin 42 (figures 2, 5) destinée à coopérer avec le pignon 43 calé sur un arbre 44 (figure 5).

L'arbre 44 est monté dans le corps 10 sur des paliers, réalisés selon une conception connue, et est disposé perpendiculairement à l'arbre 41 (figure 2).

L'extrémité droite, d'après la figure 5, de l'arbre 44 porte un pignon 45 solidaire avec ledit arbre et coopérant avec la crémaillère 46, montée dans une rainure (non désignée par la référence) du coulisseau 13 et solidaire dudit

coulisseau à l'aide d'éléments de fixation connus.

Comme on le voit sur la figure 5, les surfaces d'appui (non désignées par les références) du coulisseau 13 sont inclinées de manière identique par rapport à l'axe vertical (non désigné par la référence) d'après la figure 5, des surfaces d'appui sont appliquées intimement sur des surfaces 35 de guidage (non désignées par la référence) de la paroi inférieure amovible 0lc du corps 10 à l'aide de ressorts 48 (figure 2) par l'intermédiaire d'une plaque 49, montée dans un évidement longitudinal d'après la figure 2 (non désigné par la référence) du coulisseau 13,

La plaque 49 est appliquée constamment contre une cloison 49a du corps 10 suivant toute sa longueur pendant l'avan5 cement du coulisseau 13.

Un biseau transversal (non désigné par la référence) contre lequel s'appuie un arrêtoir 47 (figures 2 et 5) est prévu sur la surface supérieure, d'après la figure 2, du

coulisseau 13, surface la plus proche de son extrémité à la10 quelle est fixée la tête de mesure 14.

L'axe longitudinal de l'arrétoir 47 est disposé dans le même plan que l'axe de l'arbre 38 (figure 2). L'arrêtoir 47 est exécuté sous la forme d'une tige poussée par un ressort et ayant une tête (non désignée par la référence) à l'une de 15 ses extrémités, destinée à;s'apuyer contre le biseau sur le coulisseau 13. L'autre extrémité de la tige, située à l'opposé de la tête, est destinée à coopérer avec la came 39, montée

sur l'arbre 38.

Une tige 50 est montée dans le corps 10 sous sa paroi 20 moyenne 10b comme représenté sur la figure 2.

La tige 50 est montée avec la possibilité d'effectuer un déplacement axial suffisant pour que le couvercle de protection 12 puisse se fermer au moment o le coulisseau 13 a

été avancé.

- Une extrémité de la tige 50, extrémité droite d'après la figure 2 est montée dans un orifice pratiqué dans la paroi latérale droite du corps 10 à laquelle est appliqué le couvercle de protection 12 en position fermée. L'autre extrémité de la tige 50 est rendue solidaire de la plaque 50a contre laquelle s'appuie la face en bout gauche, d'après la

figure 2, du coulisseau 13.

A sa partie médiane, la tige 50 porte un ressort 50b, dont une extrémité s'appuie contre la cloison verticale (non

désignée par la référence) du corps 10 à sa partie médiane. 35 L'autre extrémité du ressort 50b s'appuie contre un épaulement (non désigné par la référence) prévu sur la tige 50.

Ce ressort 50b est destiné à faire déplacer la tige 50 dans le sens axial, quand le couvercle 12 est en position ouverte

et dès que le coulisseau 13 a commencé à se déplacer.

On va décrire le fonctionnement des éléments du dispositif proposé pour le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machineoutil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux, pendant le processus de

mesure de la portée d'une arête tranchante.

Le processus de mesure de la portée d'une arête tranchante d'un outil s'effectue avant une opération de 10 finition d'une pièce sur une machineoutil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux et, si nécessaire, après

le remplacement d'un outil déjà utilisé pour l'usinage.

A cet effet, d'après un signal fourni par un dispositif de commande programmée numérique, le bras mobile 1 15 se déplace sur le bâti 4 et prend une position déterminée en hauteur sur ce bâti, dans laquelle peut être réalisée

l'opération d'usinage d'une pièce montée dans la machineoutil d'usinage, en fonction d'un programme.

Pendant que le bras 1 se déplace, le chariot porte20 outil 2 et le coulisseau 5 se trouvent dans leurs positions de départ constantes pour la machine-outil en question. Ces positions de départ sont connues et sont introduites dans le programme de la machine-outil, de même que la position

de départ tridimentionnelle de l'embout 17 du palpeur 15 25 de la tête de mesure 14.

La position de départ de l'embout 17 du palpeur 15 est déterminée à l'aide de la distance "H" (figure 1) et "L" (figure 2) o: "H" est la distance entre l'axe longitudinal 16 et la face en bout6du coulisseau 5 et "L" 30 est la distance entre l'axe longitudinal 16 et l'axe

longitudinal 5b (figure 2) du coulisseau 5.

Pendant le déplacement du bras 1, les positions mutuelles du chariot porte-outil 2, du coulisseau 5 et de l'embout 17 du palpeur 15 restent constantes du fait que 35 le palpeur 15 est déplacé conjointement avec le corps 10

et avec le bras 1 à l'aide de la tringle 18.

Ce déplacement du bras 1 conjointement avec la glissière 20 a lieu dans le cas o il est imposé par la hauteur d'une pièce montée sur la machineoutil d'usinage.

Pendant l'usinage d'une pièce, le bras mobile 1 est serré intimement contre les glissières 3 et 3a du bâti par les dispositifs connus (non représentés) convenables à cet objectif. La glissière 20 est serrée elle aussi intimement contre la glissière de base 3 et la glissière complémentaire 3a du bâti 4 à l'aide des vérins hydrauli10 ques 23, 26 et 29 par l'intermédiaire des plaques 22, 25, 28 respectivement. C'est ainsi qu'on assure la position

constante de l'embout 17 du palpeur 15, de la tête de mesure 14 par rapport au chariot porte-outil 2 du coulisseau 5.

Avant de déplacer la glissière 20 conjointement avec le bras 1, on écarte des glissières 3a et 3 du bâti 4 des plaques 22, 25, 28 en refoulant, à cet effet, du liquide dans les vérins 23, 26, 29. Après avoir déplacé lebras 1 conjointement avec la glissière 20 dans une nouvel20 le position sur le bâti 4, on le serre intimement contre les glissières 3 et 3a du bâti 4 en opérant de manière

identique au cas décrit ci-dessus.

Les déplacements de positionnement du bras 1 et de la glissière 20 étant terminés, lé dispositif de contrôle 25 de la portée de l'arête tranchante d'un outil est prêt à l'usinage. Il convient de noter que, dans la position de départ, le couvercle de protection 12 est fermé et le coulisseau 13 se trouve à l'intérieur de corps 10 comme

montré sur la figure 2. A l'arrivée d'un signal produit par 30 la commande programmée numérique de la machine-outil d'usinage, le moteur électrique reversible 30 entre en action.

La rotation de l'arbre du moteur électrique 30 portant le pignon 32 est transmise par le pignon 33 à l'arbre

hélicoidal 31.

En tournant, l'arbre hélicoidal 31 met l'écrou 34 en mouvement sur l'arbre 31. A ce moment, les dents extérieures du pignon sur l'écrou 34 sont en prise avec le pignon 35 et glissent suivant leur longueur sans provoquer la rotation du pignon 35. Le pignon 35 ne tourne pas, car la chaîne cinématique: pignon 35-vis sans fin 42 - pignon - crémaillère 46 coulisseau 13 est bloquée par l'ar5 rêtoir 47 et la came 39. Les gorges annulaires pratiquées sur la surface extérieure des dents du pignon sur l'écrou 34 et formant la crémaillère 36, sont en prise avec le

pignon menant 37.

L'écrou 34 en se déplaçant axialement met en rota10 tion les pignons 37 avec l'arbre 38. En tournant les pignons 37 font pivoter le couvercle de protection 12 par l'intermédiaire de l'arbre 38. Le couvercle de protection 12 tourne jusqu'à ce que l'écrou 34 vienne toucher l'épaulement annulaire 31a sur l'arbre hélicoidal 31. Etant ar15 rivé dans cette position, le couvercle de protection 12 ouvre l'ouverture 11. A ce moment, la came 39 tourne elle aussi conjointement avec l'arbre 38 et son évidement 39a

prend la position en face de la tige de l'arrêtoir 47.

Dans cette position, la tige de l'arrêtoir 47 peut être 20 déplacée axialement pour le déblocage du coulisseau 13.

Après que l'écrou 34 ait touché l'épaulement 31a sur l'arbre hélicoidal 31, il commence à tourner conjointement avec l'arbre hélicoidal 31. En tournant, l'écrou 34 met en rotation les pignons 35. Les gorges annulaires 25 de l'écrou 34 glissent alors suivant les dents du pignon 37 sans provoquer le pivotement du couvercle de protection 12. La rotation du pignon 35 est transmise par l'arbre 41 à la vis sans fin 42 et, ensuite, au pignon 43, à l'arbre

44 et au pignon 45.

La rotation du pignon 45 est transmise à la crémaillère 46 en provoquant le déplacement axial du coulisseau 13 avec la tête de mesure 14. En se déplaçant, le coulisseau 13 comprime le ressort de l'arrêtoir 47 qui est

noyé et libère le coulisseau 13.

Le coulisseau 13 se déplace alors suivant son axe 16 vers l'arête tranchante 9 de l'outil de coupe 8, monté dans le porte-outil 7 du coulisseau 5. Ensuite, en se déplaçant le coulisseau 13 libère la tige 50 à ressort qui se dégage à une certaine distance de l'orifice de la face en bout (non désigné par la référence) du corps 10. La tige dégagée de la face en bout du corps 10 au-delà de la face 5 en bout du corps 10 bloque le couvercle 12 en l'empêchant de pivoter jusqu'à ce que le coulisseau 13 reste dansla position avancée. Lorsque le coulisseau 13 se déplace, les ressorts 48 appliquent la plaque 49 contre la cloison intermédiaire

horizontale 49a du corps 10.

Le coulisseau 13 se trouve alors serré intimement contre les surfaces de guidage de la paroi inférieure amovible LOc, ce qui contribue à la suppression des jeux entre les surfaces de guidage de la paroi amovible 10c et le coulisseau 13. En serrant intimement le coulisseau 13 contre les surfaces de 15 guidage de la paroi amovible 10c, on assure une position

constante du coulisseau 13 par rapport au chariot porte-outil 2 et au coulisseau 5, ce qui augmente la précision des mesures grâce à la suppression des jeux éventuels dans l'assemblage mobile du coulisseau 13 avec les surfaces de guidage 20 de la paroi amovible 10c.

Le coulisseau 13 se déplace jusqu'à la butée (non représentée) fixée sur le corps 10,alors que la position avancée du coulisseau 13 est contrôlée par un interrupteur de

fin de course (non représenté) réalisé selon une conception 25 connue.

L'interrupteur de fin de course envoie-le signal pour l'arrêt du moteur électrique reversible 30 et simultanément pour la continuation du processus de mesure de la valeur de la portée "h" ou "1'. A ce moment, dès l'arrivée d'un signal 30 fourni par le dispositif de commande programmée numérique de la machine-outil d'usinage, le chariot porte- outil 2 ou le

coulisseau 5 commence à se déplacer.

Pendant le contrôle de la portée "h" de l'arête tranchante 9 de l'outil 8, c'est le chariot porte-outil 2 qui est 35 mis en mouvement le premier et, ensuite, le coulisseau 5 avec le porte-outil 7. Le coulisseau 5 continue à se déplacer jusqu'à ce que l'arête tranchante 9 de l'outil de coupe 8

vienne toucher l'embout 17 du palpeur 15.

Au moment ot l'arête tranchante 9 vient toucher l'embout 17 de la tête de mesure 14, un signal électrique est envoyé au dispositif de commande programmée numérique pour 5 la mesure et la lecture de la coordonnée de la position du coulisseau 5. Il est alors utilisé le système des capteurs de lignes (non représentés) de position des organes mobiles

réalisés selon les conceptions connues prévu dans la machineoutil d'usinage.

Apres que l'arête tranchante 9 soit venue en contact

avec l'embout 17, le coulisseau 5 s'arrête.

La distance "h" est comparée par le dispositif de com- mande programmée numérique avec une valeur imposée selon le programme. Le dispositif de commande programmée numérique de la machine-outil d'usinage détermine la différence entre la distance mesurée et la distance imposée "h", et puis, la correction est introduite automatiquement, cette correction

étant prise en considération pendant l'usinage ultérieur de 20 la pièce.

Si cette différence dépasse les limites imposées, cela signale une cassure de l'arête tranchante 9 de l'outil 8, et la machine-outil d'usinage s'arrête. Ensuite, un signal est envoyé au pupitre de commande de la machine-outil d'usinage. 25 Pendant le contrôle de la portée "1" de l'arête tranchante 9 de l'outil 8, c'est le coulisseau 5 qui commence à se déplacer le premier et puis le chariot porte-outil 2. Après

l'avancement du coulisseau 5 à une certaine distance, le coulisseau 5 reste immobile.

Le chariot porte-outil 2 continue à se déplacer jusqu'à ce que l'arête tranchante 9 vienne en contact avec l'embout 17 du palpeur 15. Ensuite le processus s'effectue de la

manière décrite pour le cas de contrôle de la portée "h".

A la suite des déplacements décrits, le coulisseau 5 35 et le chariot porte-outil 2 prennent la position et les éléments du dispositif revendiqué coopèrent selon la séquence inverse. Le dispositif de commande programmée numérique de la machine-outil d'usinage fournit le signal pour la mise en marche du moteur électrique réversible 30 dans la direction inverse. La rotation de l'arbre du moteur électrique 30 est

transmise par l'intermédiaire des pignons 32 et 33 à l'arbre hélicoïdal 31.

L'arbre hélicoïdal 31 tourne l'écrou 34. Du fait que le couvercle de protection 12 est bloqué par l'extrémité 10 dégagée de la tige 50, l'écrou 34 ne peut pas se déplacer dans le sens axial le long de l'arbre hélicoïdal 31. L'écrou 34 tourne conjointement avec l'arbre hélicoïdal 31. Les dents du pignon sur l'écrou 34 mettent en rotation le pignon et font déplacer par l'interméidiare de l'arbre 41, de 15 la vis sans fin 42, du pignon 43, de l'arbre 44, du pignon , la crémaillère 46 conjointement avec le coulisseau 13

dans la direction inverse.

Le coulisseau 13 revient dans sa position de départ.

En se rapprochant de la position extrême rappelée, le 20 coulisseau 13 appuie sur la plaque 50a de la tige 50 et, en comprimant le ressort 50b, fait déplacer la tige 50. En se déplaçant, la tige 50 et son extrémité dégagée, libèrent

le couvercle de protection 12 au moment o la tête de mesure 13 et l'embout 17 sont entièrement rappelées à travers 25 l'ouverture il dans le corps 10.

Le coulisseau 13,arrivé dans sa position rappelée, est bloqué par l'arrêtoir 47. La tête de l'arrêtoir 47 est noyée dans l'évidement transversal du coulisseau 13. Le coulisseau 13 s'appuie contre le butoir et s'arrête. Apres que le cou30 vercle 12 ait été libéré et que le coulisseau 13 se soit arrêté- la rotation des pignons 45, 43, de la vis sans fin 42 et du pignon 35 s'arrête. L'écrou 34 s'arrête lui aussi et l'arbre hélicoïdal 31 continue à tourner. Le couvercle

12 peut de nouveau se déplacer.

En tournant l'arbre hélicoïdal 31 met en mouvement axial l'écrou 24 dans la direction inverse. En déplaçant l'écrou 34 fait tourner les pignons 37, l'arbre 38, le butoir 39 et le couvercle de protection 12 dans la direction inverse

jusqu'au butoir (non représenté).

La position fermée du couvercle de protection 12 est

contrôlée par l'interrupteur de fin de course (non représen5 té) d'une conception connue. L'interrupteur de fin de course envoie le signal pour l'arrêt du moteur électrique 30.

Le dispositif de contrôle de l'arête tranchante de

l'outil reprend sa position initiale. Après cela, l'usinage de la pièce montée dans la machine-outil d'usinage continue 10 selon le programme imposé compte tenu des mesures réalisées.

Un modèle expérimental du dispositif de contrôle dç la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machineoutil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux a été

exécuté, selon la présente invention, et a été soumis aux 15 essais sous tous les aspects.

Les résultats des essais ont confirmé une haute précision du contrôle de la portée de l'arête tranchante de l'outil, surtout, en cas d'usinage de grosses pièces de

grande hauteur.

Le dispositif proposé pour le contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil d'une machine-outil d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux est caractérisé par un haut rendement et permet d'automatiser entièrement

la mesure de la portée et de tenir compte de la correction.

25 Sa conception est simple et fiable.

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Dispositif de contrôle de la portée d'une arête tranchante d'un outil de coupe d'une machine-outil à bras mobile (1) portant un chariot porteoutil (2) comprenant un corps (10) monté sur une glissière de base (3) d'un bâti et ayant une ouverture (11.) fermée par un couvercle de protection (12) dans lequel est monté un coulisseau (13) pourvu d'une tête de mesure (14) et réalisé pour avancer la tête de mesure (14) vers l'extérieur depuis le corps (10) à travers l'ouvertuqe (11) et un mécanisme (19) d'entraînement du couvercle de protection et du coulisseau, caractérisé en ce que le corps (10) est monté de manière à pouvoir se déplacer conjointement avec le bras mobile (1), que le mécanisme d'entraînement (1.9) du couvercle de protection et du coulisseau comporte un moteur reversible (30), un arbre hélicoïdal (31) lié cinématiquement à un arbre dudit moteur reversible (30), un écrou (34) monté sur l'arbre hélicoidal (31) et ayant, sur sa surface extérieure, des dents de pignon (34) qui s'étendent suivant sa longueur et entrent en prise constante avec un pignon menant (35) 20 lié ciné:matiquement au coulisseau (13), que des gorges annulaires sont pratiquées sur les dents du pignon (34) pour former une crémaillère (36) en prise constante avec le pignon

   menant (37) lié cinématiquement au couvercle de protection (12).