FR2715093A1 - Reproduction or shaping device for three=dimensional form at different scale - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF ET PROCEDE DE REPRODUCTION D'UNE FORME
EN TROIS DIMENSIONS A UNE ECHELLE DIFFERENTE.DEVICE AND METHOD FOR REPRODUCING A SHAPE
IN THREE DIMENSIONS ON A DIFFERENT SCALE.
La présente invention concerne un dispositif pantographe, de reproduction d'une forme en trois dimensions à une échelle différente. Elle concerne également un procédé permettant la reproduction d'une telle forme à une échelle différente. The present invention relates to a pantograph device for reproducing a three-dimensional shape on a different scale. It also relates to a method allowing the reproduction of such a shape on a different scale.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de la sculpture, en vue d'obtenir, à partir d'un modèle préalablement façonné en terre par un sculpteur, une figure en relief de plus grandes dimensions permettant de réaliser une statue en métal ou en pierre. It finds a particularly important although not exclusive application in the field of sculpture, with a view to obtaining, from a model previously shaped in the ground by a sculptor, a relief figure of larger dimensions making it possible to make a statue made of metal or stone.
Pour mieux comprendre l'intérêt d'une telle invention, il est utile de rappeler en quoi consiste la fabrication d'une statue en bronze ou en fonte. To better understand the interest of such an invention, it is useful to recall what is involved in making a bronze or cast iron statue.
Selon Pausanias, l'art de couler le bronze fut initialement utilisé par deux artistes de la cité grecque de Samos, Rhoecus et son fils Théodore, au sixième siècle avant Jésus-Christ. According to Pausanias, the art of casting bronze was initially used by two artists from the Greek city of Samos, Rhoecus and his son Theodore, in the sixth century BC.
L'invention des artistes samiens consistait à couler le bronze dans un moule à noyau qui permettait de diminuer l'épaisseur du métal au gré du sculpteur. The invention of Samian artists consisted in casting bronze in a core mold which made it possible to reduce the thickness of the metal at the discretion of the sculptor.
Aujourd'hui le sculpteur qui réalise une statue en bronze procède différemment. I1 façonne tout d'abord un modèle en terre de la statue en vraie grandeur. Quand ce modèle est fini, il réalise un moule en plâtre, en deux ou plusieurs morceaux, lui permettant de prendre l'empreinte de son oeuvre. Ce qui était en relief dans le modèle en terre est donc en creux dans le moule en plâtre. Lorsque l'on rassemble ensuite les divers morceaux du moule en plâtre, on obtient donc la statue représentée par le vide. Today the sculptor who makes a bronze statue does it differently. He first of all shapes a full-size earthen model of the statue. When this model is finished, he makes a plaster mold, in two or more pieces, allowing him to take the imprint of his work. What was in relief in the clay model is therefore hollow in the plaster mold. When we then gather the various pieces of the plaster mold, we obtain the statue represented by the vacuum.
On coule alors du plâtre liquide à prise rapide dans ce vide ce qui permet d'obtenir une figure en plâtre identique au modèle en terre. Liquid quick-setting plaster is then poured into this vacuum, which makes it possible to obtain a plaster figure identical to the clay model.
C'est cette figure qui sert de base à la statue de bronze et c'est également l'équivalent de cette figure que le dispositif et le procédé selon l'invention permettent de réaliser directement en un matériau tel que du polystyrène, à partir d'un modèle en terre de petites dimensions, et ce de façon particulièrement avantageuse. It is this figure which serves as the basis for the bronze statue and it is also the equivalent of this figure that the device and the method according to the invention make it possible to produce directly from a material such as polystyrene, from '' a model in earth of small dimensions, and this in a particularly advantageous way.
Pour compléter la description du procédé de fabrication d'une statue, on va maintenant exposer brièvement ci-après quelles sont les étapes suivantes permettant de changer la figure obtenue ci-dessus en une statue de bronze, selon le procédé dit "à cire perdue" qui est le plus fréquemment utilisé. To complete the description of the process for manufacturing a statue, we will now briefly describe below which are the following steps for changing the figure obtained above into a bronze statue, according to the process known as "lost wax" which is most frequently used.
I1 s'agit là d'étapes d'un procédé connu, données à titre d'information et permettant donc de replacer la présente invention dans un contexte plus général. These are steps of a known method, given for information and therefore making it possible to place the present invention in a more general context.
On prend tout d'abord une nouvelle empreinte de la figure, en général en plâtre, pour constituer un second moule creux en plusieurs morceaux. We first take a new imprint of the figure, usually plaster, to form a second hollow mold in several pieces.
On assemble ensuite les morceaux de ce second moule dans des pièces plus grandes appelées chapes, qui sont réunies pour définir une cavité représentant à nouveau la statue recherchée par le vide. The pieces of this second mold are then assembled in larger pieces called yokes, which are brought together to define a cavity again representing the statue sought by the vacuum.
Si la statue devait être en bronze massif, il suffirait alors de couler du bronze dans le second moule creux, en ayant soin de constituer ce moule en ciment capable de supporter l'opération. Mais la statue serait très lourde, nécessiterait une trop grande consommation de métal et serait de très mauvaise qualité. If the statue were to be made of solid bronze, it would suffice to pour bronze into the second hollow mold, taking care to constitute this cement mold capable of supporting the operation. But the statue would be very heavy, would require too much metal consumption and would be of very poor quality.
Pour obtenir une statue en bronze aussi mince et légère que possible, on utilise donc le procédé dit "à cire perdue". To obtain a bronze statue as thin and light as possible, we therefore use the so-called "lost wax" process.
Pour ce faire, on applique sur l'intérieur du second moule une épaisseur de cire égale à celle que l'on veut donner au bronze. Puis on assemble le second moule autour d'une armature de soutien, le tout étant par exemple maintenu par des cercles de fer.
on coule ensuite un mélange réfractaire dans le second moule revêtu de cire qui donne ainsi la forme de la statue au mélange pour constituer ce qu'on appelle le noyau.To do this, we apply a thickness of wax on the inside of the second mold equal to that which we want to give to the bronze. Then the second mold is assembled around a support frame, the whole being for example maintained by iron circles.
a refractory mixture is then poured into the second wax-coated mold which thus gives the shape of the statue to the mixture to constitute what is called the core.
Une fois solidifié, ce noyau ne fait donc plus qu'un avec l'armature et la pellicule de cire qui les recouvre. Once solidified, this core becomes one with the frame and the wax film that covers them.
Le second moule enlevé, le sculpteur peut alors réparer son ouvrage, s'il y a lieu. La surface de cire est ensuite raccordée à divers tuyaux qui vont permettre l'évacuation de la cire fondue, puis l'introduction du métal en fusion, et l'éventage du procédé. The second mold removed, the sculptor can then repair his work, if necessary. The wax surface is then connected to various pipes which will allow the evacuation of the molten wax, then the introduction of the molten metal, and the venting of the process.
On enrobe ensuite la figure en cire avec ses tuyaux dans le même mélange réfractaire ce qui constitue un troisième moule appelé "forme" ou cocon par les sculpteurs. We then coat the figure in wax with its pipes in the same refractory mixture which constitutes a third mold called "shape" or cocoon by the sculptors.
Une fois ce troisième moule solidifié, la cire est fondue en chauffant. Puis on remplit le vide laissé par la cire par du bronze pour donner naissance à la statue de bronze. Once this third mold has solidified, the wax is melted when heated. Then we fill the void left by the wax with bronze to give birth to the bronze statue.
On casse ensuite le troisième moule laissant apparaître la sculpture que l'on vide de son noyau. We then break the third mold revealing the sculpture that we empty of its core.
Celle-ci est alors sablée, ébarbée, soudée, limée et poncée pour donner à la sculpture sa forme et sa patine définitives. It is then sanded, deburred, welded, filed and sanded to give the sculpture its final shape and patina.
De ce qui précède, il ressort que l'étape de constitution de ce qui est appelé ci-avant la figure, n'est que la première partie du procédé de fabrication complet d'une statue, mais que cette étape est essentielle car elle constitue la base du travail de sculpture proprement dit. From the above, it appears that the step of constituting what is called above figure, is only the first part of the complete process of manufacturing a statue, but that this step is essential because it constitutes the basis of the actual sculpture work.
Cependant, si fabriquer une figure de même dimension qu'un modèle en terre de petite taille ne pose guère de problème, il en est différemment dès que l'on souhaite réaliser une statue de plus grande dimension. However, if making a figure of the same size as a small earthen model is hardly a problem, it is different when you want to make a larger statue.
En général ces agrandissements sont effectués manuellement par un atelier spécialisé utilisant par exemple un fil à plomb. In general these enlargements are carried out manually by a specialized workshop using for example a plumb line.
On connaît certes, depuis le XVIIIe siècle, des dispositifs mécaniques permettant de reproduire dans l'espace en trois dimensions les cotes d'une figure à partir d'un modèle de dimensions différentes, dans le domaine de la sculpture. We have certainly known, since the 18th century, mechanical devices making it possible to reproduce in three-dimensional space the dimensions of a figure from a model of different dimensions, in the field of sculpture.
Mais de tels dispositifs, également connus sous le nom de pantographes du sculpteur, présentent des inconvénients. However, such devices, also known under the name of sculptor's pantographs, have drawbacks.
Ils sont en effet uniquement manuels, demandent à l'opérateur de se déplacer autour de la sculpture, et sont dénués de souplesse au niveau de la modification des échelles d'agrandissement recherchées. Ils sont de plus fragiles, peu fidèles et difficiles à mettre en oeuvre. They are in fact only manual, require the operator to move around the sculpture, and are devoid of flexibility in terms of modifying the desired enlargement scales. They are more fragile, not very faithful and difficult to implement.
Enfin ils ne comprennent pas de moyens proprement dits permettant de façonner le bloc, c'est à dire de tailler, de découper, d'usiner ledit bloc ou encore de détacher ou d'enlever des morceaux à partir dudit bloc dans lequel est sculpté la figure. Finally, they do not include means proper for shaping the block, that is to say cutting, cutting, machining said block or even detaching or removing pieces from said block in which is carved the figure.
Dans la suite le terme moyens de façonnage signifie donc des moyens propres à découper et à enlever des morceaux de matière dans le bloc, morceaux pouvant être de volume important (plusieurs dm3), pour le dégrossissage, de volume moyen (plusieurs cm3,) pour l'affinage et de volume faible (de l'ordre du mm3), pour la finition. In the following, the term shaping means therefore means suitable for cutting and removing pieces of material from the block, pieces which may be of large volume (several dm3), for roughing, of average volume (several cm3,) for refining and low volume (of the order of mm3), for finishing.
La présente invention vise à fournir un dispositif et un procédé de reproduction d'une forme à trois dimensions à une échelle différente, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet des agrandissements précis et fidèles, en ce qu'elle est aisée et peu coûteuse à mettre en oeuvre et en ce qu'elle permet de façonner reellement le bloc pour obtenir rapidement une reproduction exacte à partir du modèle, à une échelle différente. The present invention aims to provide a device and a method for reproducing a three-dimensional shape on a different scale, responding better than those previously known to the requirements of practice, in particular in that it allows precise and faithful enlargements, in that it is easy and inexpensive to implement and in that it allows to actually shape the block to quickly obtain an exact reproduction from the model, on a different scale.
Dans ce but, l'invention propose essentiellement un dispositif pantographe, de reproduction d'un modèle en trois dimensions présentant une forme déterminée, pour obtenir une figure en trois dimensions présentant la même forme à une échelle différente, à partir d'un bloc de matière, comprenant - des moyens palpeurs du modèle, - des moyens de déplacement des moyens palpeurs par rapport au modèle, - des moyens de contact avec le bloc, - des moyens de déplacement des moyens de contact par rapport au bloc, - et des premiers moyens de corrélation entre les mouvements de déplacement des moyens palpeurs et les mouvements de déplacement des moyens de contact, caractérisé en ce que il comporte de plus des moyens de déplacement du modèle par rapport aux moyens palpeurs, des moyens de déplacement du bloc par rapport aux moyens de contact, et des seconds moyens de corrélation entre les mouvements de déplacement du modèle et les mouvements de déplacement du bloc, et en ce que les moyens de contact comportent des moyens de façonnage de la figure dans le bloc. To this end, the invention essentially proposes a pantograph device, for reproducing a three-dimensional model having a determined shape, to obtain a three-dimensional figure having the same shape on a different scale, from a block of material, comprising - probe means of the model, - means of displacement of the probe means with respect to the model, - means of contact with the block, - means of displacement of the contact means with respect to the block, - and first means of correlation between the movements of movement of the feeler means and the movements of movement of the contact means, characterized in that it further comprises means of movement of the model relative to the feeler means, means of movement of the block with respect to the contact means, and second means of correlation between the movements of movement of the model and the movements of movement of the block, and in c e that the contact means comprise means for shaping the figure in the block.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - les premiers et seconds moyens de corrélation comprennent au moins en partie des moyens électroniques de commande des mouvements relatifs du bloc par rapport aux moyens de façonnage, à partir des mouvements relatifs du modèle par rapport aux moyens palpeurs - les premiers moyens de corrélation comprennent des moyens de liaison mécanique entre les moyens palpeurs et les moyens de façonnage et les moyens de déplacement des moyens de contact sont directement actionnables manuellement par un opérateur et agencés pour être sensiblement bloqués ou freinés dans leur mouvement lorsque les moyens palpeurs sont en contact avec le modèle ; - les premiers et seconds moyens de corrélation comprennent des moyens électroniques de commande des mouvements relatifs des moyens palpeurs par rapport au modèle, à partir des mouvements relatifs des moyens de contact par rapport au bloc - les moyens de déplacement des moyens de contact sont directement actionnables par un opérateur et agencés pour être sensiblement bloqués ou freinés dans leur mouvement lorsque les moyens palpeurs sont en contact avec le modèle - les moyens de déplacement relatif du bloc par rapport aux moyens de contact comprennent
- des moyens capteurs des positions en X, Y et
Z dans un repère trirectangle OX, oy, OZ,
respectivement du bloc et des moyens de
contact et
- des moyens capteurs de la position angulaire
du dit bloc par rapport à une position de
référence, et les moyens électroniques de commande comprennent
- des moyens d'initialisation de la position du
modèle et des moyens palpeurs par rapport aux
positions du bloc et des moyens de façonnage,
- des moyens de commande du déplacement des
moyens palpeurs et du modèle dans ledit repère
trirectangle OX, OY et OZ à partir desdits
moyens capteurs, avec un rapport d'homothétie
entre modèle et figure prédéterminé et
- des moyens de commande du mouvement de
rotation du modèle autour d'un axe vertical à
partir du mouvement de rotation du bloc autour
d'un axe vertical parallèle, avec un même angle
de rotation - les moyens électroniques de commande comprennent des moyens de synchronisation des mouvements relatifs entre le bloc et les moyens de façonnage d'une part, avec les mouvements relatifs entre le modèle et les moyens palpeurs d'autre part, comportant une seule source d'impulsions - les moyens électroniques comprennent des moyens diviseurs du nombre desdites impulsions - les moyens de corrélation sont agencés pour permettre le façonnage en automatique dans le bloc de matière d'une figure de forme homothétique de dimensions plus grandes que celles du modèle, et comprennent des moyens de réglage du rapport d'agrandissement pouvant varier de façon programmée entre une valeur un peu supérieure à un et cent, par exemple entre cinq et cinquante, par exemple de façon continue - le dispositif comporte des moyens de stockage des données correspondantes à la forme du modèle et des moyens de restitution de ces données connectés aux moyens de corrélation - le dispositif comporte de plus des moyens de transmission à distance des informations stockées sur la forme du modèle, avec les moyens de corrélation - les moyens palpeurs du modèle comprennent au moins un capteur capacitif - les moyens palpeurs comprennent un support du capteur capacitif et des moyens de détection d'un contact latéral entre ce support et une partie de la figure, agencés pour arrêter les mouvements relatifs entre le modèle et les moyens palpeurs en cas de déclenchement dudit contact - le capteur capacitif est réglé pour détecter la surface du modèle à une distance déterminée propre à permettre la détection quelque soit l'inclinaison du support du capteur entre une première position angulaire et une deuxième position angulaire par rapport audit modèle. L'angle au sommet entre positions angulaires est par exemple supérieur à 100 , par exemple de 150 ou 160 - les moyens de contact comprennent des moyens détecteurs de la surface du bloc, situés à une distance réglable des moyens de façonnage, vers l'extérieur par rapport à l'emplacement du bloc et solidaires desdits moyens de façonnage - le bloc étant en polystyrène expansé, les moyens de façonnage comprennent au moins un fil chauffant en alliage chrome-nickel - le fil est en forme de boucle - les moyens de déplacement des moyens de contact comportent deux colonnes avec tige vis à bille et les moyens de façonnage comportent un fil chauffant tendu entre les deux colonnes - les moyens de déplacement du modèle par rapport aux moyens palpeurs, et les moyens de déplacement du bloc par rapport aux moyens de contact, comprennent respectivement une table de présentation et des moyens de rotation de ladite table autour d'un axe vertical - le dispositif comporte de plus des moyens de rotation desdites tables autour d'axes horizontaux respectifs et des moyens de corrélation entre eux desdits mouvements de rotation - les moyens de déplacement des moyens palpeurs par rapport au modèle et les moyens de déplacement des moyens de contact par rapport au bloc comprennent des tiges vis à bille - les moyens de déplacement comprennent des moteurs pas à pas.In advantageous embodiments, recourse is had to one and / or the other of the following arrangements - the first and second correlation means comprise at least in part electronic means for controlling the relative movements of the block by relative to the shaping means, from the relative movements of the model with respect to the feeler means - the first correlation means comprise mechanical connection means between the feeler means and the shaping means and the means of displacement of the contact means are directly manually operable by an operator and arranged to be substantially blocked or braked in their movement when the feeler means are in contact with the model; - The first and second correlation means comprise electronic means for controlling the relative movements of the feeler means relative to the model, from the relative movements of the contact means relative to the block - the means of displacement of the contact means are directly actuable by an operator and arranged to be substantially blocked or braked in their movement when the feeler means are in contact with the model - the means for relative movement of the block relative to the contact means comprise
- sensor means of positions in X, Y and
Z in a direct coordinate system OX, oy, OZ,
block and means respectively
contact and
- angular position sensors
of the said block with respect to a position of
reference, and the electronic control means include
means for initializing the position of the
model and feeler means compared to
positions of the block and the shaping means,
- means for controlling the movement of
feelers and model means in said frame
OX, OY and OZ trirectangle from said
sensor means, with a homothetic report
between model and predetermined figure and
- means for controlling the movement of
rotation of the model around a vertical axis at
from the rotational movement of the block around
of a parallel vertical axis, with the same angle
of rotation - the electronic control means comprise means for synchronizing the relative movements between the block and the shaping means on the one hand, with the relative movements between the model and the feeler means on the other hand, comprising a single source d pulses - the electronic means comprise means dividing the number of said pulses - the correlation means are arranged to allow the automatic shaping in the block of material of a figure of homothetic shape of dimensions larger than those of the model, and comprise means for adjusting the magnification ratio which can vary in a programmed manner between a value slightly greater than one and one hundred, for example between five and fifty, for example continuously - the device comprises means for storing data corresponding to the form of the model and means of restitution of this data connected to the correlation means - the availability sitive further comprises means for remote transmission of information stored on the shape of the model, with the correlation means - the probe means of the model comprise at least one capacitive sensor - the probe means comprise a support of the capacitive sensor and means of detection of a lateral contact between this support and part of the figure, arranged to stop the relative movements between the model and the feeler means in the event of triggering of said contact - the capacitive sensor is adjusted to detect the surface of the model at a distance determined to allow detection whatever the inclination of the sensor support between a first angular position and a second angular position relative to said model. The apex angle between angular positions is for example greater than 100, for example 150 or 160 - the contact means comprise means for detecting the surface of the block, situated at an adjustable distance from the shaping means, towards the outside relative to the location of the block and integral with said shaping means - the block being made of expanded polystyrene, the shaping means comprise at least one heating wire of chromium-nickel alloy - the wire is in the form of a loop - the displacement means contact means comprise two columns with ball screw rod and the shaping means comprise a heating wire stretched between the two columns - the means for moving the model relative to the feeler means, and the means for moving the block relative to the means contact, respectively comprise a presentation table and means for rotating said table about a vertical axis - the device further comprises m means of rotation of said tables around respective horizontal axes and means of correlation between them of said rotational movements - the means of movement of the feeler means with respect to the model and the means of movement of the contact means with respect to the block comprise rods ball screw - the displacement means comprise stepper motors.
L'invention propose également un procédé de reproduction d'un modèle en trois dimensions présentant une forme déterminée, pour obtenir une figure en trois dimensions présentant la même forme à une échelle différente, à partir d'un bloc de matière, procédé dans lequel on déplace simultanément, et de façon corrélée en respectant un rapport d'homothétie préalablement établi, des moyens palpeurs du modèle avec des moyens de contact avec le bloc comprenant des moyens de façonnage du bloc et des moyens détecteurs de la surface du bloc en retrait par rapport auxdits moyens de façonnage et solidaires desdits moyens de façonnage, lorsque lesdits moyens détecteurs de la surface viennent en contact avec le bloc en vis à vis on arrête les déplacements relatifs, on recule les moyens de façonnage pour leur donner une position en retrait et décalée par rapport à la précédente, ce qui enlève un morceau dudit bloc, et on réitère lesdits déplacements par rapport à cette nouvelle position en enlevant ainsi des morceaux du bloc dans un même plan vertical ou horizontal dudit bloc jusqu'à ce que les moyens palpeurs viennent en contact avec le modèle, puis on déplace de façon corrélée le bloc et le modèle dans une nouvelle position appartenant à un plan parallèle au plan précédent et on réitère les opérations ci-dessus et ainsi de suite jusqu'à obtenir la figure recherchée. The invention also provides a method of reproducing a three-dimensional model having a determined shape, to obtain a three-dimensional figure having the same shape on a different scale, from a block of material, method in which one simultaneously moves, and in a correlated manner while respecting a previously established homothetic relationship, feeler means of the model with means of contact with the block comprising means for shaping the block and means for detecting the surface of the block recessed with respect to to said shaping means and integral with said shaping means, when said surface detecting means come into contact with the facing block, the relative movements are stopped, the shaping means are moved back to give them a position in withdrawal and offset by compared to the previous one, which removes a piece of said block, and it repeats said displacements by repor t at this new position, thereby removing pieces of the block in the same vertical or horizontal plane of said block until the feeler means come into contact with the model, then the block and the model are moved in a correlated manner to a new position belonging to a plane parallel to the previous plane and the above operations are repeated and so on until the desired figure is obtained.
Avantageusement, on commande les déplacements des moyens palpeurs et du modèle à partir des déplacements des moyens de contact et du bloc. Advantageously, the movements of the feeler means and of the model are controlled from the movements of the contact means and of the block.
Egalement avantageusement, on commande les déplacements homothétiques entre le modèle et le bloc en divisant un signal commun de synchronisation. Also advantageously, the homothetic displacements between the model and the block are controlled by dividing a common synchronization signal.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description des modes de réalisation de l'invention donnés ci-après à titre d'exemple non limitatif. The invention will be better understood on reading the description of the embodiments of the invention given below by way of nonlimiting example.
Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure 1 est un schéma en perspective et en situation, d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention. It refers to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a diagram in perspective and in situation, of a device according to a first embodiment of the invention.
- La figure 2 est un schéma en perspective et en situation, d'un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention.- Figure 2 is a diagram in perspective and in situation, of a device according to a second embodiment of the invention.
- Les figures 3 et 3a montrent schématiquement respectivement un montage appliqué au dispositif de la figure 2 permettant le dégrossissage d'un bloc de matière tel que du polystyrène, et un détail de ce montage.- Figures 3 and 3a show schematically respectively an assembly applied to the device of Figure 2 for the roughing of a block of material such as polystyrene, and a detail of this assembly.
- La figure 4 est une vue latérale d'un mode de réalisation des moyens de façonnage utilisables avec le dispositif selon l'invention.- Figure 4 is a side view of an embodiment of the shaping means usable with the device according to the invention.
- La figure 5 montre, en coupe, un mode de réalisation de moyens palpeurs utilisables avec le dispositif selon l'invention.- Figure 5 shows, in section, an embodiment of feeler means usable with the device according to the invention.
- La figure 6 montre schématiquement un capuchon à fixer sur les moyens palpeurs lors des étapes préliminaires de dégrossissage du bloc. - Figure 6 shows schematically a cap to be fixed on the feeler means during the preliminary roughing of the block.
- La figure 7 est un schéma électrique correspondant au dispositif de la figure 2.- Figure 7 is an electrical diagram corresponding to the device of Figure 2.
- La figure 8 est un organigramme donnant les étapes principales du procédé selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici.- Figure 8 is a flowchart giving the main steps of the method according to the embodiment of the invention more particularly described here.
La figure 1 montre un dispositif 1 de reproduction d'un modèle 2 en trois dimensions pour obtenir une figure 3 en trois dimensions présentant la même forme à une plus grande échelle, à partir d'un bloc 4 de matière par exemple en polystyrène expansé. Figure 1 shows a device 1 for reproducing a model 2 in three dimensions to obtain a figure 3 in three dimensions having the same shape on a larger scale, from a block 4 of material, for example expanded polystyrene.
Le dispositif 1 comprend des moyens 5 palpeurs du modèle, des moyens 6 de déplacement des moyens palpeurs par rapport au modèle, des moyens 7 de contact avec le bloc et des moyens 8 de déplacement des moyens de contact par rapport au bloc. The device 1 comprises means 5 of the model feelers, means 6 of movement of the feeler means with respect to the model, means 7 of contact with the block and means 8 of movement of the contact means with respect to the block.
Le dispositif comporte de plus des premiers moyens 9 de corrélation entre les mouvements de déplacement des moyens 5 palpeurs et les mouvements de déplacement des moyens 7 de contact, des moyens 10 de déplacement du modèle par rapport aux moyens palpeurs, des moyens 11 de déplacement du bloc par rapport aux moyens de contact et des seconds moyens 12 de corrélation entre les mouvements de déplacement du modèle 2 et les mouvements de déplacement du bloc 4. The device further comprises first means 9 for correlation between the movements of movement of the probe means 5 and the movements of movement of the contact means 7, means 10 of movement of the model relative to the probe means, means 11 of movement of the block relative to the contact means and second means 12 for correlation between the movements of movement of the model 2 and the movements of movement of the block 4.
Les moyens 7 de contact comportent des moyens 13 de façonnage de la figure dans le bloc. The contact means 7 comprise means 13 for shaping the figure in the block.
Les moyens 6 de déplacement des moyens 5 palpeurs par rapport au modèle 2 comportent une tige vis à bille 14, d'axe horizontal, de déplacement selon une direction parallèle à l'axe OZ d'un repère trirectangle OX,OY,OZ de référence, d'une pièce palpeuse 15 axialement solidaire de la tige et propre à détecter la forme du modèle. The means 6 of movement of the means 5 feelers relative to the model 2 comprise a ball screw rod 14, of horizontal axis, of displacement in a direction parallel to the axis OZ of a reference mark OX, OY, OZ of reference , of a feeler piece 15 axially integral with the rod and suitable for detecting the shape of the model.
La tige vis à bille 14 coopère avec un écrou à bille 16 axialement solidaire d'une pièce de fixation 17 mobile le long d'une colonne verticale 18 parallèle à l'axe OY, ladite colonne comprenant par exemple deux montants supports parallèles verticaux fixés au sol. The ball screw rod 14 cooperates with a ball nut 16 axially integral with a fixing piece 17 movable along a vertical column 18 parallel to the axis OY, said column comprising for example two vertical parallel support posts fixed to the ground.
L'écrou 16 est mobile en rotation autour de l'axe parallèle à OZ. I1 est actionné en rotation de façon connue en elle-même par un moteur pas à pas fixé à la pièce de fixation 17, permettant ainsi le déplacement horizontal de la tige 14 et donc de la pièce palpeuse 15. The nut 16 is movable in rotation about the axis parallel to OZ. I1 is actuated in rotation in a manner known per se by a stepping motor fixed to the fixing part 17, thus allowing the horizontal displacement of the rod 14 and therefore of the feeler part 15.
Les moyens 6 comprennent également une seconde tige vis à bille 20 d'axe vertical, appartenant à la colonne 18, qui coopère avec un écrou à bille 21 solidaire de la pièce de fixation 17. The means 6 also include a second ball screw rod 20 with a vertical axis, belonging to the column 18, which cooperates with a ball nut 21 secured to the fixing part 17.
La tige 20 est mobile en rotation autour de son axe. Elle est actionnée en rotation de façon connue en elle-même par un moteur pas à pas 22 monté en haut de la colonne 18. The rod 20 is movable in rotation about its axis. It is rotated in a manner known per se by a stepping motor 22 mounted at the top of the column 18.
Les moyens 10 de déplacement du modèle comprennent quant à eux, une table 23 de support du modèle, actionnable en rotation autour d'un axe vertical 24 par un moteur pas à pas 25 et une tige vis à bille 26 d'axe horizontal parallèle à OX, de déplacement horizontal de la table 23, en vis à vis des moyens palpeurs 5. The means 10 for moving the model comprise, for their part, a table 23 for supporting the model, which can be actuated in rotation about a vertical axis 24 by a stepping motor 25 and a ball screw rod 26 with a horizontal axis parallel to OX, for horizontal displacement of the table 23, facing the feeler means 5.
Deux montants parallèles horizontaux, situés symétriquement de part et d'autre de la tige vis à bille 26, guidant et supportant la table, sont par ailleurs prévus. Two horizontal parallel uprights, located symmetrically on either side of the ball screw rod 26, guiding and supporting the table, are also provided.
Pour permettre son déplacement, la table 23 est munie d'un écrou à bille axialement solidaire de la table, la tige 26 étant actionnée en rotation par un moteur pas à pas 27. To allow its displacement, the table 23 is provided with a ball nut axially integral with the table, the rod 26 being actuated in rotation by a stepping motor 27.
De façon similaire, mais avec des dimensions plus importantes, par exemple 3 fois plus importantes, les moyens 8 de déplacement des moyens de contact comportent une tige vis à bille 28, d'axe horizontal de déplacement parallèle à l'axe OZ, des moyens de contact 7 et notamment des moyens 13 de façonnage. Similarly, but with larger dimensions, for example 3 times larger, the means 8 for moving the contact means comprise a ball screw rod 28, with a horizontal axis of movement parallel to the axis OZ, means contact 7 and in particular means 13 for shaping.
La tige vis à bille 28 coopère avec un écrou à bille 29 axialement solidaire d'une pièce 30, ellemême mobile le long d'une colonne verticale 31, parallèle à la colonne 18, comprenant ici encore deux montants verticaux. The ball screw rod 28 cooperates with a ball nut 29 axially integral with a part 30, itself movable along a vertical column 31, parallel to the column 18, here again comprising two vertical uprights.
L'écrou 29 est mobile en rotation autour de l'axe parallèle à OZ. I1 est actionné en rotation par un moteur pas à pas 32 solidaire de la pièce de fixation 30, ce qui permet ainsi le déplacement des moyens 7 le long d'un axe horizontal parallèle à OZ. The nut 29 is movable in rotation about the axis parallel to OZ. I1 is actuated in rotation by a stepping motor 32 integral with the fixing part 30, which thus allows the displacement of the means 7 along a horizontal axis parallel to OZ.
Les moyens 8 comprennent également une seconde tige à vis à bille 33 d'axe vertical parallèle à OY, qui coopère avec un écrou à bille 34 fixé à la pièce 30. The means 8 also comprise a second ball screw rod 33 with a vertical axis parallel to OY, which cooperates with a ball nut 34 fixed to the part 30.
La tige 33 est mobile en rotation autour de son axe et actionnée en rotation par un moteur pas à pas 35. The rod 33 is movable in rotation about its axis and actuated in rotation by a stepping motor 35.
Les moyens 11 de déplacement de la figure 2 comprennent quant à eux une table 36 de support du bloc, actionnable en rotation autour d'un axe vertical 37, ici encore grâce à un moteur pas à pas (en 38), et une tige vis à bille 39 d'axe horizontal parallèle à OZ, de déplacement de la table. The displacement means 11 of FIG. 2 comprise, for their part, a table 36 for supporting the block, actuable in rotation about a vertical axis 37, here again by virtue of a stepping motor (at 38), and a screw rod ball 39 with a horizontal axis parallel to OZ, of displacement of the table.
Deux montants parallèles horizontaux, situés symétriquement de part et d'autre de la tige à vis, guidant et supportant la table 36 sont par ailleurs prévus. Two horizontal parallel uprights, located symmetrically on either side of the screw rod, guiding and supporting the table 36 are also provided.
Pour permettre le déplacement selon une direction parallèle à OX, la table est munie d'un écrou à bille qui lui est axialement solidaire, la tige étant actionnée en rotation par un moteur pas à pas 40. To allow movement in a direction parallel to OX, the table is provided with a ball nut which is axially integral with it, the rod being actuated in rotation by a stepping motor 40.
Le dispositif 1 comporte de plus des moyens capteurs 41, 42 et 43, respectivement des positions en X du bloc et en Y, Z des moyens de contact, par exemple constitués par des capteurs optiques détectant des impulsions lumineuses obtenues au travers de roues dentées, solidaires en rotation des vis à bille correspondantes. The device 1 further comprises sensor means 41, 42 and 43, respectively positions in X of the block and in Y, Z of the contact means, for example constituted by optical sensors detecting light pulses obtained through toothed wheels, integral in rotation with the corresponding ball screws.
Des moyens capteurs de la position angulaire (non représentés) de la table 36 par rapport à une position de référence sont également prévus. Means for sensing the angular position (not shown) of the table 36 relative to a reference position are also provided.
Le sens de déplacement est également discriminé de façon connue en elle-même, par exemple à l'aide de photo-transistors agencés pour capter des impulsions déphasées de 90 transmises par deux couronnes concentriques comportant par exemple 40 cases noires et blanches. The direction of movement is also discriminated in a manner known in itself, for example using photo-transistors arranged to capture pulses phase shifted by 90 transmitted by two concentric rings comprising for example 40 black and white boxes.
Les moyens capteurs 41, 42 et 43 sont connectés via une armoire de raccordement 44, à un circuit diviseur d'impulsions 45, lui-même raccordé à une armoire 46, de commande des moteurs pas à pas 19, 22 et 27. The sensor means 41, 42 and 43 are connected via a connection cabinet 44, to a pulse divider circuit 45, itself connected to a cabinet 46, for controlling the stepping motors 19, 22 and 27.
Les signaux provenant du capteur de position angulaire commandent, quant à eux, directement (ligne 47) la rotation du moteur pas à pas 25. The signals from the angular position sensor directly control (line 47) the rotation of the stepper motor 25.
Des moyens 48 de commande manuelle par un opérateur, des déplacements des moyens 7 de contact sont par ailleurs prévus. Ils sont agencés, grâce au retour d'informations (ligne 49) en provenance des moyens palpeurs 15, pour freiner ou bloquer les moyens 13 de façonnage lorsque les moyens palpeurs sont en contact avec le modèle 2. Par exemple et pour ce faire, un signal électrique actionne un dispositif magnétique de frein d'un disque, connu en lui-même, lorsque les moyens palpeurs sont activés. Means 48 for manual control by an operator, movements of the contact means 7 are also provided. They are arranged, thanks to the feedback (line 49) from the feeler means 15, to brake or block the shaping means 13 when the feeler means are in contact with the model 2. For example and to do this, a electric signal activates a magnetic brake device of a disc, known in itself, when the feeler means are activated.
Le disque est relié mécaniquement aux manettes 48' qui servent de commandes manuelles des mouvements des moyens 7 de contact et des mouvements de la table support 23, selon des directions parallèles à
OX, OY et OZ, ainsi que des mouvements de rotation de la table. De ce fait, l'opérateur a ses mouvements bloqués et ne peut façonner la figure plus avant, tant que le contact entre moyens palpeurs et modèle est maintenu.The disc is mechanically connected to the levers 48 'which serve as manual controls of the movements of the contact means 7 and of the movements of the support table 23, in directions parallel to
OX, OY and OZ, as well as table rotation movements. Therefore, the operator has his movements blocked and can not shape the figure further, as long as the contact between feeler means and model is maintained.
Les moyens palpeurs 15 sont par exemple constitués par un micro-capteur fabriqué par la société française CROUZET ou par un capteur capacitif, par exemple de 1 mm de diamètre du type connu sous la référence KAS 70C2/8S de 0 à 8 mm de portée, et fabriqué par la société RECHNER. The feeler means 15 are for example constituted by a micro-sensor manufactured by the French company CROUZET or by a capacitive sensor, for example with a diameter of 1 mm of the type known under the reference KAS 70C2 / 8S from 0 to 8 mm in range, and manufactured by the company RECHNER.
Les moyens de façonnage sont quant-à-eux par exemple constitués par un fil nickel-chrome de 2 mm de diamètre, chauffant, et/ou une fraise rotative, le fil et la fraise ayant une forme homothétique à celles des moyens palpeurs 15, suivant le rapport d'agrandissement. The shaping means are for example constituted by a 2 mm diameter nickel-chromium wire, heating, and / or a rotary milling cutter, the wire and the milling cutter having a shape which is homothetic to that of the feeler means 15, according to the enlargement report.
On va maintenant décrire brièvement ci-après le fonctionnement du premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention en référence à la figure 1. The operation of the first embodiment of the device according to the invention will now be described briefly below with reference to FIG. 1.
Les moyens de façonnage 13 réalisent la taille de la figure 3 dans le bloc de polystyrène, à une échelle plus grande que celle du modèle, en semiautomatique. Les moyens 13 sont commandés par un opérateur grâce au boîtier 48, les mouvements de déplacement linéaires du bloc et des moyens de contact en X, Y et Z commandant ensuite les mouvements du modèle et des moyens palpeurs. The shaping means 13 realize the size of FIG. 3 in the polystyrene block, on a larger scale than that of the model, in semi-automatic mode. The means 13 are controlled by an operator using the housing 48, the linear movement movements of the block and contact means in X, Y and Z then controlling the movements of the model and of the feeler means.
Pour ce faire, les impulsions provenant des moyens capteurs 41, 42 et 43 suite aux mouvements de la table 36 et donc du bloc et des moyens de contact, sont mises en forme, par exemple grâce à un trigger de Schmidt, puis divisées en 45 suivant le rapport d'agrandissement recherché, qui a été préalablement réglé de façon connue en elle-même. To do this, the pulses coming from the sensor means 41, 42 and 43 following the movements of the table 36 and therefore of the block and the contact means, are shaped, for example by means of a Schmidt trigger, then divided into 45 according to the enlargement ratio sought, which has been previously adjusted in a manner known in itself.
Les signaux divisés commandent ensuite le mouvement des moteurs pas à pas du modèle et des moyens palpeurs de façon connue en elle-même. Seul le nombre d'impulsions provenant des moyens capteurs 41, 42 et 43, sont divisées par le diviseur de fréquence 45, les signaux du capteur de rotation agissant directement (ligne 47) sur le moteur 25. The divided signals then control the movement of the stepping motors of the model and of the feeler means in a manner known per se. Only the number of pulses from the sensor means 41, 42 and 43 are divided by the frequency divider 45, the signals from the rotation sensor acting directly (line 47) on the motor 25.
Lorsque les moyens capteurs entrent en contact avec le modèle, il y a arrêt du mouvement des moyens de façonnage dans la matière. When the sensor means come into contact with the model, the movement of the shaping means stops in the material.
Les moyens de façonnage se repositionnent ensuite automatiquement de quelques impulsions en arrière par rapport à l'un des axes, grâce à une commande utilisant par exemple un temporisateur à seuil (timer en terminologie anglosaxonne), et un nouveau cycle de travail est initié, jusqu'à ce que les moyens palpeurs rencontrent de nouveau le modèle. La figure se dégage ainsi progressivement du bloc. The shaping means then automatically reposition themselves by a few pulses backwards with respect to one of the axes, thanks to a command using for example a threshold timer (timer in English terminology), and a new work cycle is initiated, until 'that the sensor means meet the model again. The figure thus gradually emerges from the block.
On va maintenant décrire en référence à la figure 2 un autre mode de réalisation, entièrement automatique, d'un dispositif 50 selon l'invention. We will now describe with reference to Figure 2 another embodiment, fully automatic, of a device 50 according to the invention.
Pour simplifier, les mêmes numéros de référence que ceux utilisés dans le cas de la figure 1, sont repris lorsqu'ils désignent les mêmes éléments. For simplicity, the same reference numbers as those used in the case of FIG. 1 are used when they designate the same elements.
Le dispositif 50 comprend deux machines 51 et 52. Chaque machine comprend des éléments horizontaux respectivement 53 et 54, de support des tables 23 et 36, tables dont les mouvements sont actionnés, comme on l'a vu, par les moteurs pas à pas 25 et 27 d'une part, 38 et 40 d'autre part. The device 50 comprises two machines 51 and 52. Each machine comprises horizontal elements 53 and 54 respectively, for supporting the tables 23 and 36, tables whose movements are actuated, as we have seen, by the stepping motors 25 and 27 on the one hand, 38 and 40 on the other.
Les machines 51 et 52 comprennent également deux bâtis verticaux 55 et 56, respectivement porteurs des moyens palpeurs 15 et des moyens de contact 7, dont les déplacements parallèlement à OY et OZ sont respectivement actionnés via des tiges vis à bille, par les moteurs pas à pas 19 et 22 d'une part, 32 et 35 d'autre part. The machines 51 and 52 also include two vertical frames 55 and 56, respectively carrying the feeler means 15 and contact means 7, whose movements parallel to OY and OZ are respectively actuated via ball screw rods, by the stepper motors not 19 and 22 on the one hand, 32 and 35 on the other.
Les machines 51 et 52 sont sensiblement identiques sur le principe, mais dans des proportions différentes, la machine 51 étant plus petite que la machine 52, par exemple 3 fois plus petite. The machines 51 and 52 are substantially identical in principle, but in different proportions, the machine 51 being smaller than the machine 52, for example 3 times smaller.
La machine 52 comporte par ailleurs un bâti supplémentaire simplifié 57 (en trait mixte sur la figure 2) vertical et parallèle au bâti 56, comprenant une tige vis à bille 58 et un écrou 59 (voir figure 3) sur lequel on peut fixer l'extrémité d'un fil chauffant 60. The machine 52 furthermore comprises a simplified additional frame 57 (in phantom in Figure 2) vertical and parallel to the frame 56, comprising a ball screw rod 58 and a nut 59 (see Figure 3) on which the end of a heating wire 60.
Les tiges vis à bille des machines 51 et 52 sont de pas identiques lorsqu'elles concernent des mouvements parallèles des éléments correspondants des deux machines ainsi que les mouvements de rotation des tables. Pour simplifier, toutes les tiges vis à bille sont par exemple de pas identique entre les machines. The ball screw rods of the machines 51 and 52 are of identical pitch when they relate to parallel movements of the corresponding elements of the two machines as well as the rotational movements of the tables. To simplify, all the ball screw rods are for example of identical pitch between the machines.
La tige 28 est munie à son extrémité (voir figure 4) d'un porte outil 61 comportant un tube support évidé dans le prolongement de la tige 28, terminé par une plaque amovible de fixation verticale. The rod 28 is provided at its end (see FIG. 4) with a tool holder 61 comprising a support tube hollowed out in the extension of the rod 28, terminated by a removable vertical fixing plate.
Une fraise rotative 62 escamotable dans le tube, mue par un moteur assynchrone classique (non représenté), avec un capteur de dépassement 63 par exemple constitué par un fin de course et situé en arrière de la fraise, sont prévus. A rotary cutter 62 retractable in the tube, driven by a conventional asynchronous motor (not shown), with an overshoot sensor 63 for example constituted by a limit switch and located behind the cutter, are provided.
Une attache en forme de crochet 64 (voir figure 3a) est fixée de façon amovible sur la fraise et permet d'accrocher le fil chauffant 60, par exemple en nickel-chromé. A hook-shaped fastener 64 (see Figure 3a) is removably attached to the cutter and allows the heating wire 60 to be hung, for example made of chromium-nickel.
Enfin une boucle chauffante 65, par exemple également en nickel chromé et de diamètre compris entre 0,5 mm et 3 mm, par exemple de 0,9 mm, est fixée sur la plaque, vers l'extérieur de celle-ci de façon fixe ou de façon réglable pour donner à la boucle une forme correspondant au volume des copeaux que l'on souhaite enlever. Ici encore, un capteur de dépassement 66 est prévu en arrière de la boucle, mais devant la plaque de fixation. Finally a heating loop 65, for example also in chromed nickel and with a diameter between 0.5 mm and 3 mm, for example 0.9 mm, is fixed to the plate, towards the outside of the latter in a fixed manner or in an adjustable manner to give the loop a shape corresponding to the volume of the chips that one wishes to remove. Here again, an overshoot sensor 66 is provided behind the loop, but in front of the fixing plate.
La tige 14 est munie, quant-à-elle, à son extrémité (voir figure 5), d'une pointe de touche 67 munie d'un capteur capacitif 68 à son extrémité distale et d'un capteur dynamique 69 de microdéplacement à son extrémité proximale fixée sur la tige 14 (genre micro-rupteur). Le capteur capacitif est par exemple un capteur KAS 70C2/85. The rod 14 is provided, for its part, at its end (see FIG. 5), with a test tip 67 provided with a capacitive sensor 68 at its distal end and with a dynamic sensor 69 for microdisplacement at its proximal end fixed to the rod 14 (micro-switch type). The capacitive sensor is for example a KAS 70C2 / 85 sensor.
I1 est prévu à l'extérieur de la pointe de la touche 67 et co-axialement à la partie d'extrémité externe de celle-ci, un capteur dynamique tubulaire 70 de déplacement latéral (droite-gauche-haut-bas). I1 is provided outside the tip of the key 67 and co-axially to the outer end part thereof, a tubular dynamic sensor 70 for lateral displacement (right-left-up-down).
Ce capteur est agencé pour que, lorsque la paroi 71 du capteur, montée isolée par rapport à un tube central 72 coaxial et interne à ladite paroi, tube qui sert de support au capteur 68 et qui est à la masse, touche un objet extérieur, latéralement, il y ait contact en 73.This sensor is arranged so that, when the wall 71 of the sensor, mounted insulated with respect to a central tube 72 coaxial and internal to said wall, tube which serves as support for the sensor 68 and which is grounded, touches an external object, laterally, there is contact at 73.
Des coussinets 74 en mousse de latex par exempl 75 est caché, ce qui déclenche le cycle des mouvements de la phase de 1'EBAUCHE. Temporairement, des capuchons calibrés en bois 76 (en trait interrompu sur la figure 5), dont la forme externe est décrite par une génératrice géométrique proportionnelle à celle décrite par la boucle chaude 65, sont également prévus. Pads 74 of latex foam for example 75 is hidden, which triggers the cycle of movements of the DRAFT phase. Temporarily, calibrated wooden caps 76 (in broken lines in FIG. 5), the external shape of which is described by a geometric generator proportional to that described by the hot loop 65, are also provided.
On va maintenant décrire plus précisément en référence aux figures 2 et 7 le circuit électrique et électronique 80 du dispositif 50 de la figure 2. We will now describe more precisely with reference to FIGS. 2 and 7 the electrical and electronic circuit 80 of the device 50 of FIG. 2.
Le dispositif 50 comporte une alimentation 81 en puissance comportant des transformateurs 82 secteur/basse tension, des résistances d'extinction 83 et un générateur d'horloge 84. Un potentiomètre 85 permet par exemple de faire varier la fréquence entre de l'ordre de 1 Hz et de l'ordre de 100 Hz. The device 50 comprises a power supply 81 comprising transformers 82 sector / low voltage, extinction resistors 83 and a clock generator 84. A potentiometer 85 allows for example to vary the frequency between of the order of 1 Hz and around 100 Hz.
Le circuit 80 comprend un tableau de commande 86 comportant des moyens de sélection d'agrandissement 87, agissant sur six diviseurs d'impulsions 88, par exemple du type CMOS 4017. The circuit 80 comprises a control panel 86 comprising means for selecting enlargement 87, acting on six pulse dividers 88, for example of the CMOS 4017 type.
Le circuit 80 comprend également huit interrupteurs de position 89 concernant les mouvements selon OX, OY et OZ de la machine 52, et le mouvement de rotation de la table 36, respectivement connectés à huit interrupteurs 90 de position concernant les mouvements selon OX, OY et
OZ de la machine 51 et le mouvement de rotation de la table 23, via un commutateur général 91 à verrouillage. Les interrupteurs 89 et 90 sont respectivement connectés via des fins de course 92 et 93 par exemple du type levier à roulette, aux huit électroniques de commandes respectivement 95 et 94, des moteurs pas à pas, par exemple du type moteur CROUZET 89905601 à 200 positions, des machines 52 et 51. Les électroniques de commande de la machine 51 sont par ailleurs connectées aux électroniques de commande de la machine 52, via les circuits diviseurs 88 pour les moteurs 27, 22 et 19 avec les moteurs 40, 35 et 32, et en direct, sans diviseur, pour le moteur 25 avec le moteur 38.The circuit 80 also includes eight position switches 89 concerning the movements according to OX, OY and OZ of the machine 52, and the rotary movement of the table 36, respectively connected to eight position switches 90 concerning the movements according to OX, OY and
OZ of the machine 51 and the rotary movement of the table 23, via a general switch 91 with locking. The switches 89 and 90 are respectively connected via limit switches 92 and 93, for example of the roller lever type, to the eight control electronics 95 and 94 respectively, of the stepping motors, for example of the CROUZET 89905601 motor type with 200 positions. , machines 52 and 51. The control electronics of the machine 51 are also connected to the control electronics of the machine 52, via the divider circuits 88 for the motors 27, 22 and 19 with the motors 40, 35 and 32, and direct, without divider, for the motor 25 with the motor 38.
Le circuit 80 comprend de plus trois interrupteurs 96 permettant de choisir le mode de balayage du bloc propre à agir sur les moteurs correspondants aux axes OX, OY et OZ de façon connue en elle-même. The circuit 80 further comprises three switches 96 making it possible to choose the mode of scanning of the block capable of acting on the motors corresponding to the axes OX, OY and OZ in a manner known per se.
I1 comporte également un commutateur 97 trois positions : MANUEL / EBAUCHE / AUTOMATIQUE. It also includes a three-position switch 97: MANUAL / BLANK / AUTOMATIC.
Un moyen mécanique relie le commutateur 97 avec le quintuple interrupteur 91. En effet ce dernier ne peut être manoeuvré que si le commutateur 97 est en position MANUEL. Le commutateur 97 est connecté d'un côté au générateur d'horloge 84 et de l'autre côté de la façon suivante. A mechanical means connects the switch 97 with the five-fold switch 91. Indeed the latter can only be operated if the switch 97 is in the MANUAL position. The switch 97 is connected on one side to the clock generator 84 and on the other side as follows.
Dans la position MANUEL (plot 103)
- si l'interrupteur 91 est vers le haut (cf.
figure 7) les mouvements de moteurs sont
entièrement indépendants : les impulsions de
l'horloge 84 vont via les interrupteurs 90 et
les fins de course 93 aux moteurs 19, 22, 27,
25 ; ainsi que via les interrupteurs 89 et les
fins de course 92 aux moteurs 32, 35, 38, 40.In the MANUAL position (pad 103)
- if switch 91 is up (cf.
figure 7) the motor movements are
fully independent: the pulses of
clock 84 go via switches 90 and
limit switches 93 to motors 19, 22, 27,
25; as well as via switches 89 and
limit switches 92 to motors 32, 35, 38, 40.
- Si l'interrupteur 91 est vers le bas (cf.
figure 7), les mouvements des moteurs sont liés
par les diviseurs 88. Les interrupteurs 89
n'ont plus de pouvoir et les impulsions de
l'horloge 84 vont via l'interrupteur 90 et les
fins de course 93 aux moteurs 19, 22, 25 et 27
; puis après division 88 aux moteurs 32, 35,
40, 38.- If switch 91 is down (cf.
Figure 7), the movements of the motors are linked
by dividers 88. Switches 89
have no more power and the impulses of
the clock 84 go via the switch 90 and the
limit switches 93 on motors 19, 22, 25 and 27
; then after division 88 to motors 32, 35,
40, 38.
Dans la position AUTOMATIQUE (plot 99) l'horloge 84 est raccordée au circuit 100 de temporisation permettant via les temporisateurs 101 commandés par 68 et 66
- le retour du mouvement selon OZ seulement,
- l'avance commune des mouvements selon OZ et OY
- l'arrêt du mouvement selon OY tandis que
continue l'avance du mouvement selon OZ.In the AUTOMATIC position (pad 99) the clock 84 is connected to the timing circuit 100 allowing via the timers 101 controlled by 68 and 66
- the return of the movement according to OZ only,
- the joint advance of movements according to OZ and OY
- the movement stops according to OY while
continues the movement advance according to OZ.
Dans la position EBAUCHE (plot 98) : l'horloge 84 est raccordée à un circuit (non représenté) similaire au circuit 100 permettant via les temporisateurs commandés par un photo-capteur 75 l'avance des mouvements comme précédemment mais en changeant OZ par OX. In the DRAFT position (pad 98): the clock 84 is connected to a circuit (not shown) similar to the circuit 100 allowing via the timers controlled by a photo-sensor 75 the advance of the movements as before but by changing OZ by OX .
Enfin un compteur préprogrammable (non représenté), des mouvements de rotation des moteurs est également prévu. I1 est par exemple constitué par plusieurs circuits CMOS4510 en cascade. Finally a preprogrammable counter (not shown), motor rotation movements is also provided. I1 is for example constituted by several CMOS4510 circuits in cascade.
On va maintenant décrire en référence à la figure 8 un exemple d'agrandissement d'un modèle avec le dispositif selon la figure 2. We will now describe with reference to FIG. 8 an example of enlarging a model with the device according to FIG. 2.
Pour ce faire, les étapes (101 à 111) suivantes sont réalisées
(101) - choix d'un rapport d'agrandissement (x 2 ; x 3 ; x 3,7 ; x n) en agissant sur le sélecteur 87, le commutateur 97 étant sur MANUEL et le commutateur 91 étant ouvert
(102) - mise à zéro des machines 51 et 52 en positionnant la pointe de touche 68 au centre de la table ou plateau 23 et en positionnant l'extrémité de la fraise 62 au centre de la table ou plateau 36. To do this, the following steps (101 to 111) are carried out
(101) - choice of an enlargement ratio (x 2; x 3; x 3.7; xn) by acting on the selector 87, the switch 97 being on MANUAL and the switch 91 being open
(102) - zeroing of the machines 51 and 52 by positioning the test tip 68 in the center of the table or tray 23 and by positioning the end of the cutter 62 in the center of the table or tray 36.
Pour ce faire on agit sur les commutateurs 89 et 90, le commutateur 97 étant toujours sur MANUEL et le commutateur 91 étant ouvert
(103) - connexion des machines 51 et 52 en fermant l'interrupteur 91. Les machines 51 et 52 sont alors, et resteront jusqu'à la fin du procédé, électroniquement liées et solidaires l'une de l'autre ;
(104) - retour en arrière et mise en position de "zéro décalé" des pointes de touche 68 et de fraise 62 en agissant sur les interrupteurs 89. La position de "zéro décalé" est matérialisée par une pointe fixe sur le support de la table 23 de la machine 51 et par une pointe réglable sur le support de la table 36 de la machine 52. Ceci est prévu pour un éventuel réajustage en cours d'agrandissement en cas accidentel de perte de synchronisme ; en effet les centres des tables ne seront alors plus accessibles, à cause de la présence du modèle et du bloc sur les tables
(105) - fixation du modèle (sculpture à agrandir) sur la table 23 et positionnement d'un bloc 4 de polystyrène expansé sur la table 36 en repérant quelques points, par action sur les commandes des mouvements en OX, OY et OZ et rotation, via les interrupteurs 89, l'interrupteur 97 étant toujours sur MANUEL
(106) - prépositionnement des plans de coupe rapide du bloc en agissant sur le comptéur de rotation et accrochage du fil chauffant 60 sur le crochet 64 de la fraise 62 (figure 3a), le fil étant tendu entre la fraise et l'écrou 59 coopérant avec la tige vis à bille 58 ; positionnement des fins de course de la machine 51
(107) - le commutateur 97 étant alors placé sur
EBAUCHE, enclenchement du départ de coupe rapide.To do this we act on switches 89 and 90, switch 97 being always on MANUAL and switch 91 being open
(103) - connection of the machines 51 and 52 by closing the switch 91. The machines 51 and 52 are then, and will remain until the end of the process, electronically linked and integral with one another;
(104) - backtracking and setting the "zero offset" position of the test probes 68 and of the cutter 62 by acting on the switches 89. The "zero offset" position is materialized by a fixed point on the support of the table 23 of the machine 51 and by an adjustable tip on the support of the table 36 of the machine 52. This is provided for a possible readjustment during enlargement in the event of accidental loss of synchronism; indeed the centers of the tables will no longer be accessible, because of the presence of the model and the block on the tables
(105) - fixing of the model (sculpture to enlarge) on the table 23 and positioning of a block 4 of expanded polystyrene on the table 36 by locating a few points, by action on the movement controls in OX, OY and OZ and rotation , via switches 89, switch 97 is always on MANUAL
(106) - prepositioning of the rapid cutting planes of the block by acting on the rotation counter and attachment of the heating wire 60 to the hook 64 of the cutter 62 (FIG. 3a), the wire being stretched between the cutter and the nut 59 cooperating with the ball screw rod 58; positioning of the machine limit switches 51
(107) - the switch 97 then being placed on
DRAFT, start of fast cut start.
Des copeaux de polystyrène sont alors successivement découpés selon un plan vertical ou horizontal. En fin de course, réitération de la coupe selon un plan adjacent mais selon une autre position angulaire. La fin de cette opération est signalée de façon connue en soi, par exemple par une sonnerie. La période de dégrossissage dure environ 20 minutes pour une sculpture de 1,50 m
(108) - revêtement de la fraise (machine 52) avec une boucle chaude (figure 4) ; revêtement de la pointe de touche (machine 51) avec un capuchon 76 d'un diamètre de valeur égale ou sensiblement égale ou un peu supérieur à celle de la boucle chaude, divisée par le rapport d'agrandissement choisi. Le commutateur 97 est alors mis sur AUTOMATIQUE
(109) - enclenchement du départ de la boucle chaude selon une droite verticale des copeaux de polystyrène étant enlevés un par un ; la fin de l'opération 8 est signalée ici encore de façon connue en elle-même. Elle dure environ 2 à 3 heures pour une sculpture de 1,50 m
(110) - retrait du capuchon de la pointe de touche (machine 51) et retrait de la boucle chaude (machine 52) ; choix d'un mode de "balayage" en 96
(111) - enclenchement du démarrage de la fraise qui est mise en position, le commutateur 97 étant toujours sur AUTOMATIQUE. A la fin signalée du cycle de cette opération, répétition si nécessaire de cette opération mais avec un autre mode de balayage.Polystyrene chips are then successively cut along a vertical or horizontal plane. At the end of the race, reiteration of the cut along an adjacent plane but according to another angular position. The end of this operation is signaled in a manner known per se, for example by a bell. The roughing period lasts about 20 minutes for a 1.50 m sculpture
(108) - coating of the cutter (machine 52) with a hot loop (FIG. 4); coating of the test tip (machine 51) with a cap 76 of a diameter equal to or substantially equal to or slightly greater than that of the hot loop, divided by the enlargement ratio chosen. Switch 97 is then set to AUTOMATIC
(109) - engagement of the start of the hot loop along a vertical line of the polystyrene chips being removed one by one; the end of operation 8 is signaled here again in a manner known per se. It lasts approximately 2 to 3 hours for a sculpture of 1.50 m
(110) - removal of the tip cap (machine 51) and removal of the hot loop (machine 52); choice of a "scanning" mode in 96
(111) - starting of the cutter which is put in position, the switch 97 is always on AUTOMATIC. At the signaled end of the cycle of this operation, repeat if necessary of this operation but with another scanning mode.
La durée de cette opération est ici encore de 2 à 3 heures pour une sculpture de 1,50 m. The duration of this operation is here again 2 to 3 hours for a sculpture of 1.50 m.
A l'aide de rapes, rifloirs et rapier abrasif, le sculpteur réalise ensuite la finition de la peau de la sculpture, ou procède à des changements eurythmiques de formes et de lignes pour des raisons artistiques. With the help of rapes, rifleurs and abrasive rapier, the sculptor then realizes the skin of the sculpture, or proceeds to eurythmic changes of shapes and lines for artistic reasons.
Claims (25)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| FR9400552A FR2715093B1 (en) | 1994-01-19 | 1994-01-19 | Device and method for reproducing a three-dimensional shape on a different scale. |
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| FR2715093A1 true FR2715093A1 (en) | 1995-07-21 |
| FR2715093B1 FR2715093B1 (en) | 1996-03-08 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2715093B1 (en) | 1996-03-08 |
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| ITTO940245A0 (en) | 1994-04-01 |
| IT1273102B (en) | 1997-07-04 |
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