WO1990013073A1 - Dispositif et procede pour le reglage ou la correction d'un outil d'alesage de precision - Google Patents

Dispositif et procede pour le reglage ou la correction d'un outil d'alesage de precision Download PDF

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WO1990013073A1
WO1990013073A1 PCT/CH1989/000072 CH8900072W WO9013073A1 WO 1990013073 A1 WO1990013073 A1 WO 1990013073A1 CH 8900072 W CH8900072 W CH 8900072W WO 9013073 A1 WO9013073 A1 WO 9013073A1
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WO
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bore
measurement
control unit
value
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PCT/CH1989/000072
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English (en)
Inventor
Andreas Von Siebenthal
Original Assignee
Compagnie D'outillages De Precision S.A.
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Priority to PCT/CH1989/000072 priority patent/WO1990013073A1/fr
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/50296—Tool offset by verifying piece and registrating errors

Definitions

  • the present invention relates to a device for adjusting a precision boring tool, comprising a bore measurement device and a measurement sensor capable of being fixed to the boring tool.
  • This invention also relates to a method of adjusting or correcting a reaming tool, comprising, after the tool has moved out of the bore, the installation of a device for measuring the bore and the installation of a measurement sensor on the boring tool.
  • the object of the present invention is to manage the information supplied following the measurement of a bore and the aim is to facilitate, if necessary, the correction of the tool used for the execution of this bore.
  • This device / installation is mainly intended for industries machining metals by means of boring machines, milling machines or pointers, this during operations of pre-finishing or finishing of bores.
  • the generally used method consists in having the operator and the machine measure, using an internal micrometer, the diameter of the bore which has just been executed, to memorize this measurement then access the reaming tool to modify the setting thereon, of the difference between the measured value and the value to be obtained.
  • This operation involves a risk of error on the part of the operator, who increasingly uses a pocket calculator to determine this difference.
  • the present invention aims to cancel this risk of error and, moreover, to allow several possibilities of using a boring tool, ranging from manual use to use (measurement and correction of the 'tool) fully automatic.
  • the device which is characterized by a control box provided with an input for the value of the required diameter of the bore, with an input for the effective measurement of the bore connected to the measuring device, and an input for measuring the position of the cutting blades of the tool, connected to the measuring sensor, the control unit comprising means for determining the correction value of the tool.
  • the control unit may include an addition circuit connected to the input for effective measurement of the bore and to the input for measuring the position of the cutting blades of the tool.
  • the control unit can also include a subtraction circuit connected to the input for the value of the required diameter and to the input of the actual measurement of the bore, and a data memory for storing the difference in these measures.
  • the value of the required diameter, the actual measurement of the bore and the measurement of the position of the cutting blades of the boring tool are numerical values.
  • the device can also include a correction motor connected to an output for a correction signal from the control unit and provided with a mechanical coupling capable of being coupled to the boring tool.
  • this mechanical coupling between the correction motor and the reaming tool is arranged coaxially with respect to the axis of rotation of the tool.
  • the method of the present invention comprises the following operations:
  • the method of this invention comprises the following operations: Enter the value of the required diameter of the bore in a control box, enter the effective measurement of the bore in this control box, determine, at using the control unit, the difference between the value of the required diameter and the actual measurement of the bore, store the value of this difference, enter the signal from the measurement sensor in the control unit and set to zero this position signal of the cutting blades of the boring tool, mechanically couple a correction motor connected to the control unit, with the boring tool, start the correction motor, record the increasing signal from the measurement sensor , while comparing it with the difference stored in memory and stopping the correction motor when the signal from the measurement sensor and said difference are equal.
  • the operation of recording the signal from the measurement sensor and of comparing it with the difference stored in memory can be carried out using a countdown counter included in the control unit, initiated by said difference and set in starts to measure the increasing signal from the measuring sensor, the correction for the position of the cutting blades of the tool stops when the countdown counter reaches zero.
  • Fig. 1 is a general diagram which gives an overall overview of this device.
  • Fig. 2 is also a general diagram which illustrates the different genres or possible modes of use.
  • Fig.3 is a front view of the front panel of the control unit which is the central element of this invention.
  • Fig.4 shows a front view of a modular boring head with double cutting blades.
  • This boring head is equipped with a measuring device, the feeler of which is in contact with one of the cutting blades.
  • Fig.5 is a plan view of the modular bore head shown from the front in Fig.4.
  • Fig.6 shows a device for measuring a bore and transfer, by a connecting cable, the value of the measured diameter to the control unit 100, Fig.3.
  • Fig.7 is a front view of a device fixed on the table of a machine tool which allows automatic correction of the modular boring head shown in Fig.4 and 5.
  • Fig.8 shows an internal plan view of the automatic correction device seen from the front in Fig.7.
  • Fig.9 illustrates a section of a hexagon provided with springs which will be introduced into the modular bore head shown in Figs. 4, 5, 10 and 11 and which, by its rotation, will ensure the correction of said head.
  • Fig. 10 is a sectional view of the modular head shown in Figs. 4 and 5, the cutting blades of which are almost entirely extended and the view of the hexagon in which will introduce the hexagon adjustment rod, shown in fig. 9.
  • Fig.11 is a sectional view identical to Fig.10 with the only difference that the cutting blades are almost completely retracted.
  • control unit 100 is the central element of the installation.
  • this control unit To be able to fulfill its mission, this control unit must receive the following information:
  • the value of the measured bore by manual or automatic means.
  • control unit will process the latter so that the correction of the boring head can be carried out safely via a sensor for measuring the position of one of the two cutting blades for the tool and, if the machine is installed correctly, to evaluate and operate automatically. through the digital control of the machine, the necessary correction.
  • Mode 1 is intended for conventional manual measurements of a bore.
  • the operator after having measured a bore, will manually enter the value read on the control unit panel. This value will appear on the display of the control unit. The rest of the operations are explained in detail in the chapter "USING THE MODES”.
  • - Mode 2 is intended for manual measurements by means of a measuring instrument having a digital reading and a transmission of values either to a printer or to a computer.
  • the operator when measuring the bore, presses the "DATA" key on the bore measurement device. (see keyboard 24 of the measuring device fig. 6). From this instant, the measured value is transmitted and displayed on the screen 2 of the control unit 100, fig. 3. The rest of the operations are explained in detail in the chapter "USING THE MODES".
  • - Mode 3 is intended for automatic measurements of bores, this on the machine tools by a measuring device belonging to it.
  • the measured values are transmitted to the control unit via the machine's digital control.
  • the machine tool must be equipped with the automatic tool correction device illustrated in figs. 7 and 8.
  • the boring head 13 can be fixed by means of the fitting 9 on an adapter conforming to the spindle of any machine tool.
  • Modular boring head is the subject of international application No PCT / CH 88/00200, filed on 01. Nov. 1988.
  • the use of this boring head is essential if the installation is placed in MODE 3 (automatic measurement and correction of tools) because this boring head has a correction system accessible on its front and on its axis of rotation.
  • This boring head 13 has two cutting blades 10 and 10o. as well as two grooves provided with plates 19 which allow the manual positioning of the measurement sensor support 12, this by means of two permanent magnets 18 and 18o.
  • the measurement sensor 11 is held on the support 12 by the knurled button 14 which, when released, allows the measurement sensor 11 to slide in the groove 20 in the direction of the boring head 13 until the moment when the probe 15 which allows an axial stroke of approximately 5 mm comes into contact with the cutting blade 10.
  • the measuring device 26 shown in the example cited above is of the brand "AIRGISS" and is the subject of the international application filed on September 18, 1986, bearing the number PCT / CH 86/00131 and the title of "MICROMETER A DIGITAL DISPLAY".
  • the operator introduces the measuring device into the bore 21 and presses the key 23.
  • This action extends the feelers 22 against the walls of the bore and records the value of the measurement of the diameter of the bore.
  • This value is then transferred to the control unit by the link 25 by pressing the "DATA" button present on the panel 24.
  • the control unit 100, fig.3 will display the transferred value.
  • the example which has just been quoted on the previous page illustrates the means of measuring a bore in MODE 2 (fig. 2).
  • the spindle of the machine tool whose angular orientation is determined contains a conical adapter 31 equipped with a boring head 32.
  • the position of the spindle on the X and Y axes of movement of the machine tool is pre-programmed as a function of the position of the correction device 33 on the machine table and the position of the spindle on the axis of movement Z is pre-programmed according to the length of the tool to be adjusted.
  • the measurement sensor 34 by moving on the slides 41 (fig.8) from its standby position 35, brings the probe 36 into contact with the cutting blade 10 (fig.4) which is integral with the head bore 32.
  • the displacement of the measurement sensor 34 is ensured by the screw 40 and the motor 39 controlled by the digital control of the machine tool to which it is connected by the cable 38.
  • the probe 36 signals a movement caused by its contact with the cutting blade 10 (fg.4)
  • the movement of the sensor 34 is stopped and the axial position of the probe 36 relative to the sensor 34 is initialized.
  • This information is transmitted to the control unit 100, fig.3, by the connecting cable 42.
  • the said control unit having previously received the value of the bore measured by the machine tool will calculate the difference between this value and the value of the diameter to be produced.
  • This difference or difference value will be transmitted to the numerical control of the machine tool which, in turn, will order by means of the link 43 the activation of the motor 44, this, until the control unit 100, by operating a countdown, registers a difference or a zero deviation value.
  • the tool is corrected mechanically as follows:
  • the motor 44 drives the tangent screw 45 which in turn rotates the toothed wheel 46.
  • the plate 47 visible in FIG. 9 is integral with the toothed wheel 46. Said plate angularly and axially maintains the hexagonal sockets 37 which are pushed axially by the springs 48.
  • the toothed wheel, plate and hexagon assembly are angularly joined along 49.
  • the tool When on the machine tool, the tool is in the correct X, Y, Z correction position and as soon as the engine 44 starts operating, fig. 8. the appropriate hexagon 37, pushed by the springs 48, engages itself in the internal hexagon 51 of the modular bore head visible in FIGS. 10 and 11. Consequently, the correction of the tool s 'engage.
  • Fig.10 schematically illustrates, in section, a bore head from which the cutting blades are extracted almost to the maximum, the internal hexagon 51 cited above as well as the probe 36 which, housed in the sensor 34 is in contact with one of the cutting blades of the boring head.
  • Fig.11 is a view identical to Fig.10 with the only difference that the cutting blades are almost completely retracted. USE OF MODES
  • MODE 1 Manual measurement of a bore and manual correction of a bore head.
  • MODE 2 Manual measurement of a bore with a measuring device recording the measured value and manual correction of a bore head.
  • MODE 3 Automatic measurement of a bore and automatic correction of the tool by the machine tool.
  • the machine tool To use this mode 3, the machine tool must have:
  • a digital control suitable for automatic measurement of bores and automatic correction of tools to be bored.
  • This digital control processes the results obtained during the measurements and transmits to the control unit, whether integrated or not, only the value of the measured diameter.
  • the machine moves the axis of its spindle, still fitted with the boring tool, on the rotary axis 49, fig. 9, so that the six internal panel 51, fig. 10 of the boring head is engaged on the external hexagon 37, fig. 9.
  • the machine moves the tool away from the correction device fig. 7 and 8 and continues the programmed machining cycles.

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Abstract

Cette invention a pour but de permettre la correction automatique d'un outil d'alésage de précision. A cet effet, le dispositif comprend un appareil de mesure de l'alésage (26), un capteur de mesure (11) de la position des lames de coupe de l'outil d'alésage (13) et un moteur de correction (44) mécaniquement accouplable à l'outil. Ces éléments sont reliés à un boîtier de commande (100). La correction de l'outil s'effectue en mesurant l'alésage réalisé, puis en déterminant la différence de cette mesure et du diamètre exigé, en mettant à zéro la valeur de sortie du capteur de mesure (11) placé sur l'outil (13), en corrigeant l'outil (13) manuellement ou à l'aide du moteur de correction (44) jusqu'au moment où la valeur de sortie du capteur de mesure (11) est égale à la différence précitée.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR LE REGLAGE OU LA CORRECTION D'UN
OUTIL D'ALESAGE DE PRECISION
La présente invention concerne un dispositif pour le réglage d'un outil d'alésage de précision, comprenant un appareil de mesure de l'alésage et un capteur de mesure apte à être fixé à l'outil d'alésage. Cette invention concerne aussi un procédé de réglage ou de correction d'un outil d'alésage, comprenant, après le déplacement de l'outil en dehors de l'alésage, la mise en place d'un appareil de mesure de l'alésage et la mise en place d'un capteur de mesure sur l'outil d'alésage.
La présente invention a pour objet, la gestion des informations fournies à la suite de la mesure d'un alésage et pour but, de faciliter, si nécessaire, la correction de l'outil ayant servi à l'exécution de cet alésage.
Ce dispositif/installation est principalement destiné aux industries usinant les métaux au moyen d'aléseuses, fraiseuses ou pointeuses, ceci lors des opérations de préfinition ou de finition des alésages.
A ce jour, la méthode généralement utilisée consiste à faire mesurer, par l'opérateur et sur la machine, au moyen d'un micromètre d'intérieur, le diamètre de l'alésage qui vient d'être exécuté, de mémoriser cette mesure puis d'accéder à l'outil d'alésage pour modifier le réglage sur celui-ci, de la différence entre la valeur mesurée et la valeur à obtenir. Cette opération comporte un risque d'erreur de la part de l'opérateur qui a recours, de plus en plus souvent, pour déterminer cette différence, à une calculatrice de poche.
La présente invention a pour but d'annuler ce risque d'erreur et, de surcroît, de permettre plusieurs possibilités d'utilisation d'un outil d'alésage, allant de l'utilisation manuelle à l'utilisation (mesure et correction de l'outil) entièrement automatique. Selon la présente invention, ces objets et ces buts sont atteints par le dispositif qui est caractérisé par un boîtier de commande muni d'une entrée pour la valeur du diamètre exigé de l'alésage, d'une entrée pour la mesure effective de l'alésage reliée à l'appareil de mesure, et d'une entrée pour la mesure de la position des lames de coupe de l'outil, reliée au capteur de mesure, le boîtier de commande comprenant des moyens pour la détermination de la valeur de correction de l'outil. Le boîtier de commande peut comprendre un circuit d'addition relié à l'entrée pour de la mesure effective de l'alésage et à l'entrée pour la mesure de la position des lames de coupe de l'outil. Le boîtier de commande peut aussi comprendre un circuit de soustraction relié à l'entrée pour la valeur du diamètre exigé et à l'entrée de la mesure effective de l'alésage, et une mémoire de données pour la mise en mémoire de la différence de ces mesures. De préférence, la valeur du diamètre exigé, la mesure effective de l'alésage et la mesure de la position des lames de coupe de l'outil d'alésage sont des valeurs numériques. Le dispositif peut aussi comprendre un moteur de correction relié à une sortie pour un signal de correction du boîtier de commande et muni d'un accouplement mécanique apte à être accouplé à l'outil d'alésage. De préférence, cet accouplement mécanique entre le moteur de correction et l'outil d'alésage est disposé de manière coaxiale par rapport à l'axe de rotation de l'outil.
Selon l'un des modes de fonctionnement, le procédé de la présente invention comprend les opérations suivantes:
Entrer la mesure effective de l'alésage dans un boîtier de commande, entrer le signal du capteur de mesure dans le boîtier de commande et mettre à zéro ce signal de position des lames de coupe de l'outil d'alésage, effectuer une correction de la position des lames de coupe de l'outil, enregistrer le signal croissant du capteur de mesure tout en l'additionnant à la mesure effective de l'alésage et arrêter la correction de l'outil au moment où le résultat de cette addition atteint la valeur du diamètre exigé de l'alésage. Selon un autre mode de fonctionnement, le procédé de cette invention comprend les opérations suivantes: Entrer la valeur du diamètre exigé de l'alésage dans un boîtier de commande, entrer la mesure effective de l'alésage dans ce boîtier de commande, déterminer, à l'aide du boîtier de commande, la différence entre la valeur du diamètre exigé et la mesure effective de l'alésage, mettre en mémoire la valeur de cette différence, entrer le signal du capteur de mesure dans le boîtier de commande et mettre à zéro ce signal de position des lames de coupe de l'outil d'alésage, accoupler mécaniquement un moteur de correction relié au boîtier de commande, avec l'outil d'alésage, démarrer le moteur de correction, enregistrer le signal croissant du capteur de mesure, tout en le comparant avec la différence mise en mémoire et arrêter le moteur de correction au moment où le signal du capteur de mesure et ladite différence sont égaux.
L'opération de l'enregistrement du signal du capteur de mesure et de sa comparaison avec la différence mise en mémoire peut être effectuée a l'aide d'un compteur à rebours compris dans le boîtier de commande, initié par ladite différence et mis en marche à la mesure du signal croissant du capteur de mesure, l'arrêt de la correction de la position des lames de coupe de l'outil intervenant au moment où le compteur à rebours atteint la valeur zéro.
L'opération de la détermination de la différence entre la valeur du diamètre exigé et la mesure effective de l'alésage peut comprendre une division par deux de cette différence, l'opération suivante de la mise en mémoire s'effectuant avec le résultat de cette division. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'exemples de réalisation représentées à l'aide des dessins annexés dans lesquels:
La fig.1 est un schéma général qui donne un aperçu global de ce dispositif.
La fig.2 est également un schéma général qui illustre les différents genres ou mode d'utilisations possibles.
La fig.3 est une vue de face du panneau frontal du boîtier de commande qui est l'élément central de cette invention,
La fig.4 représente une vue de face d'une tête d'alésage modulaire à double lames de coupe. Cette tête d'alésage est équipée d'un dispositif de mesure dont le palpeur est en contact avec l'une des lames de coupe.
La fig.5 est une vue en plan de la tête d'alésage modulaire représentée de face à la fig.4.
La fig.6 représente un appareil permettant de mesurer un alésage et de transférer, par un câble de liaison, la valeur du diamètre mesuré au boîtier de commande 100, fig.3.
La fig.7 est une vue de face d'un dispositif fixé sur la table d'une machine-outils qui permet une correction automatique de la tête d'alésage modulaire représentée aux fig.4 et 5.
La fig.8 représente une vue en plan interne du dispositif de correction automatique vu de face à la fig.7.
La fig.9 illustre une coupe d'un six pans muni de ressorts qui s'introduira dans la tête d'alésage modulaire représentée aux fig.4, 5, 10 et 11 et qui, par sa rotation, assurera la correction de la dite tête.
La fig.10 est une vue en coupe de la tête modulaire représentée aux fig.4 et 5 dont les lames de coupe sont presque entièrement sorties et la vue du six-pans dans lequel s'introduira la tige de réglage à six pans, représentée à la fig.9.
La fig.11 est une vue en coupe identique à la fig.10 à la seule différence que les lames de coupe sont presque complètement rentrées.
En se référant au schéma général illustré à la fig.1, l'on démontre que le boîtier de commande 100 est l'élément central de l'installation.
Pour pouvoir remplir sa mission, ce boîtier de commande doit recevoir les informations suivantes :
La valeur de l'alésage mesuré, ceci par voies manuelles ou automatiques.
- La valeur de l'alésage que l'utilisateur veut obtenir, ceci également par voies manuelles ou automatiques.
Tenant compte des deux informations ci-dessus, le boîtier de commande traitera ces dernières afin que la correction de la tête d'alésage puisse s'opérer avec sécurité par l'intermédiaire d'un capteur de mesure de la position de l'une des deux lames de coupe de l'outil et, si l'installation de la machine est adéquate, d'évaluer et d'opérer automatiquement. par l'intermédiaire de la commande numérique de la machine, la correction nécessaire.
En se référant à la fig.2. l'on remarquera que le dispositif inventé offre trois mode d'utilisation.
Le mode 1 est destiné aux mesures manuelles conventionnelles d'un alésage. Dans ce cas, l'opérateur, après avoir mesuré un alésage, introduira manuellement sur le panneau du boîtier de commande la valeur lue. Cette valeur apparaîtra sur l'affichage du boîtier de commande. La suite des opérations est expliquée, en détails dans le chapitre "UTILISATION DES MODES".
- Le mode 2 est destiné aux mesures manuelles au moyen d'un instrument de mesure possédant une lecture numérique et une transmission des valeurs soit à une imprimante, soit à un ordinateur. Dans ce cas, l'opérateur, lors de la mesure de l'alésage, presse la touche "DATA" de l'appareil de mesure d'alésage. (voir clavier 24 de l'appareil de mesure fig. 6). Dès cet instant, la valeur mesurée est transmise et affichée sur l'écran 2 du boîtier de commande 100, fig.3. La suite des opérations est expliquée en détails dans le chapitre "UTILISATION DES MODES".
- Le mode 3 est destiné aux mesures automatiques d'alésages, ceci sur la machine-outils par un dispositif de mesure lui appartenant. Les valeurs mesurées sont transmises au boîtier de commande par l'intermédiare de la commande numérique de la machine. De plus, la machineoutils doit être équipée du dispositif de correction automatique de l'outil illustré aux fig.7 et 8.
En se référant à la fig.3 qui représente le panneau frontal du boîtier de commande 100, l'on pourra aisément suivre les diverses manipulations expliquées au chapitre "UTILISATION DES MODES". Il faut également noter que toutes les interventions manuelles sont sans effet lorsque la mesure automatique des alésages et la correction automatique de l'outil sont utilisés (mode 3).
En se référant aux fig.4 et 5, la tête d'alésage 13 peut être fixée au moyen de l'emmanchement 9 sur un adapteur conforme à la broche de n'importe quelle machine-outils. Cette; tête d'alésage modulaire fait l'objet de la demande internationale No PCT/CH 88/00200, déposée le 01.nov.1988. L'utilisation de cette tête d'alésage est indispensable si l'installation est placée en MODE 3 (mesure et correction d'outils automatique) car cette tête d'alésage dispose d'un système de correction accessible sur son front et sur son axe de rotation.
Cette tête d'alésage 13 possède deux lames de coupe 10 et 10º. ainsi que deux rainures munies de plats 19 qui permettent la mise en place manuelle du support de capteur de mesure 12, ceci au moyen de deux aimants permanents 18 et 18º. Le capteur de mesure 11 est maintenu sur le support 12 par le bouton moleté 14 qui, lorsqu'il est débloqué, permet le coulissement du capteur de mesure 11 dans la rainure 20 en direction de la tête d'alésage 13 jusqu'au moment où le palpeur 15 qui autorise une course axiale d'environ 5 mm entre en contact avec la lame de coupe 10.
Dès cet instant et sur demande du boîtier de commande 100, fig.3, la position du palpeur est initialisée et cette initialisation est transmise au boîtier de commande 100, fig.3, par la prise 16 et le câble souple 17.
En se référant à la fig.6, l'on illustre un exemple de la mesure d'un alésage 21 d'une pièce quelconque.
L'appareil de mesure 26 démontré dans l'exemple cité cidessus est de marque "AIRGISS" et fait l'objet de la demande internationale déposée le 18 septembre 1986, portant le numéro PCT/CH 86/00131 et le titre de "MICROMETRE A AFFICHAGE NUMERIQUE".
D'autres appareils existant sur le marché peuvent être pris en considération. Il s'agit entre autres, des appareils de mesures ou vérificateurs d'alésages "TRIOMATIC" de Tesa. "DIGITAL SYLVAC" de Bowers-Sylvac SA et de "DIGIMATIC" de Mitutoyo.
La particularité de tous ces instruments est qu'ils peuvent transmettre à un ordinateur ou à une imprimante les valeurs mesurées. Ils sont en conséquence compatibles et peuvent équiper la présente innovation.
Dans l'exemple cité, l'opérateur introduit l'appareil de mesure dans l'alésage 21 et presse la touche 23.
Cette action extend les palpeurs 22 contre les parois de l'alésage et enregistre la valeur de la mesure du diamètre de l'alésage.
Cette valeur est ensuite transférée au boîtier de commande par la liaison 25 en pressant le bouton "DATA" présent sur le panneau 24. Le boîtier de commande 100, fig.3 affichera la valeur transférée. L'exemple qui vient d'être cité à la page précédente illustre le moyen de mesure d'un alésage en MODE 2 (fig.2).
En se référant à la fig.7 l'on trouve un exemple d'application de mesure d'alésages et de correction automatique de l'outil d'alésage dans lequels :
La broche de la machine-outils dont l'orientation angulaire est déterminée contient un adapteur conique 31 équipé d'une tête d'alésage 32.
La position de la broche sur les axes de déplacements X et Y de la machine-outils est pré-programmée en fonction de la position du dispositif de correction 33 sur la table de la machine et la position de la broche sur l'axe de déplacement Z est pré-programmée en fonction de la longueur de l'outil à régler.
Le capteur de mesure 34. en se déplaçant sur les coulisses 41 (fig.8) depuis sa position d'attente 35, fait entrer en contact le palpeur 36 sur la lame de coupe 10 (fig.4) qui est solidaire de la tête d'alésage 32.
En se réfèrent à la fig.8. le déplacement du capteur de mesure 34 est assuré par la vis 40 et le moteur 39 asservi par la commande numérique de la machine-outils auquel il est relié par le câble 38.
Dès que le palpeur 36 signal un déplacement causé par sa prise de contact avec la lame de coupe 10 (fg.4), lé déplacement du capteur 34 est stoppé et la position axiale du palpeur 36 par rapport au capteur 34 est initialisée. Cette information est transmise au boîtier de commande 100, fig.3, par le câble de liaison 42. Le dit boîtier de commande ayant précédemment reçu la valeur de l'alésage mesuré par la machine-outils calculera la différence entre cette valeur et la valeur du diamètre à réaliser.
Cette différence ou valeur d'écart sera transmise à la commande numérique de la machine-outils qui, à son tour, ordonnera au moyen de la liaison 43 la mise en fonction du moteur 44, ceci, jusqu'au moment où le boîtier de commande 100, en opérant un compte à rebours, enregistre une différence ou une valeur d'écart nulle.
Dès cet instant, la correction de l'outil ayant été faite. la commande numérique de la machine-outils stoppe la fonction du moteur 44.
La correction de l'outil s'effectue mécaniquement de la manière suivante:
Le moteur 44 entraîne la vis tangente 45 qui elle, met en rotation la roue dentée 46. La plaque 47 visible à la fig.9 est solidaire de la roue dentée 46. La dite plaque maintient angulairement et axialement les douilles six pans 37 qui sont poussées axialement par les ressorts 48. L'ensemble roue dentée, plaque et six pans sont solidaire angulairement selon 49.
Lorsque sur la machine-outils, l'outil se situe en position de correction X,Y,Z exact et dès la mise en fonction du moteur 44, fig.8. le six pans 37 adéquat, poussé par les ressorts 48, s'engage de lui-même dans le six pans interne 51 de la tête d'alésage modulaire visible aux fig.10 et 11. Dès lors, la correction de l'outil s'engage.
La fig.10 illustre schématiquement, en coupe, une tête d'alésage dont les lames de coupe sont extraites presque au maximum, le six pans interne 51 cité plus haut ainsi que le palpeur 36 qui, logé dans le capteur 34 est en contact avec l'une des lames de coupe de la tête d'alésage.
La fig.11 est une vue identique à la fig.10 à la seule différence que les lames de coupe sont presque complètement rentrées. UTILISATION DES MODES
En se référant au fig.2. 3 et 4. ainsi qu'aux informations ci-dessous, l'on pourra suivre aisément les trois modes d'utilisation.
MODE 1 : Mesure manuelle d'un alésage et correction manuelle d'une tête d'alésage.
- A la mise sous tension du boîtier de commande 100, le mode précédemment utilisé apparaît sur l'écran 2, fig.3. Si le mode affiché n'est pas le mode 1, presser la 8 "MODE", puis la touche "1" du clavier 1. Le mode sélectionné apparaît sur l'écran 2.
- Installer le support 12, fig.4, muni du capteur 11 sur la tête d'alésage. Positionner le capteur 11 et bloquer sa position au moyen du bouton molette 14.
- Mesurer le diamètre de l'alésage concerné au moyen d'un micromètre conventionnel.
- Presser la touche 6 "DIA.MES.". L'écran affiche "----".
- Introduire la valeur mesurée à l'aide du clavier numérique 1. En cas de faute de frappe l'on peut annuler en pressant la touche C.
- Presser la touche 7 "TOOL CORR." qui s'allume, le diamètre mesuré est ainsi validé et, dès cet instant, toute correction de l'outil modifie la valeur affichée.
- Régler manuellement l'outil jusqu'à ce que la valeur affichée sur l'écran 2 corresponde à la valeur désirée.
Il faut noter que la valeur réelle du déplacement du porte-lames est automatiquement doublée du fait que l'on mesure sur le rayon de l'outil alors que l'affichage indique le diamètre qui sera réalisé.
MODE 2 : Mesure manuelle d'un alésage avec un appareil de mesure enregistrant la valeur mesurée et correction manuelle d'une tête d'alésage.
- A la mise sous tension du boîtier de commande le mode précédemment utilisé apparaît sur l'écran 2. fig.3. Si le mode affiché n'est pas le mode 2, presser la touche 8 "MODE" puis la touche "2" du clavier 1. fig.3. Le mode sélectionné apparaît sur l'écran 2. Installer le support 12. fig.4, muni du capteur 11 sur la tête d'alésage, positionner le capteur 11 et bloquer sa position au moyen du bouton molette 14.
- Presser la touche 6, fig.3 "DIÀ.MES.". Cette dernière s'allume et l'écran 2 affiche "-----".
- Mesurer le diamètre de l'alésage concerné au moyen d'un instrument de mesure capable d'enregistrer et de transmettre la valeur mesurée, puis, dans l'exemple de l'appareil "AIRGISS" représenté à la fig.6, presser la touche "DATA" située sur le clavier de commande 24, fig.6. Cette action transfère la valeur mesurée au boîtier de commande 100, fig.3 et affiche cette valeur sur l'écran 2.
- Presser la touche 7 "TOOL CORR." qui s'allume. Le diamètre mesuré est ainsi validé, et, dès cet instant, toute correction de l'outil modifie la valeur affichée.
- Régler manuellement l'outil jusqu'à ce que la valeur affichée sur l'écran 2, fig.3 corresponde à la valeur désirée.
MODE 3 : Mesure automatique d'un alésage et correction automatique de l'outil par la machine-outils.
Pour utiliser ce mode 3, la machine-outils doit disposer :
- D'une commande numérique adaptée à la mesure automatique des alésages et à la correction automatique des outils à aléser.
- De têtes d'alésages dont le lieu de réglage se situe sur le front et sur l'axe de rotation de l'outil selon celles illustrées aux fig.4, 5, 10 et 11.
- D'un dispositif de mesure unidirectionnel et indépendant de la broche de la machine afin que la correction de l'outil s'opère sans extraire cet outil de la broche de la machine.
- D'un dispositif de correction fixé sur la machine et permettant la correction automatique des têtes d'alésages selon celui illustré aux fig.2. 7 et 8.
- D'une programmation spécifique des cycles d'usinage incluant la mesure des alésages et la correction automatique des outils d'alésage. - D'un boîtier de commande illustré aux fig.2 et 3 qui, par ailleurs, peut aisément être intégré à la machine- outils ou à la commande numérique de celle-ci.
Du fait qu'aucune intervention manuelle n'est nécessaire, les explications ci-dessous ne peuvent plus se référer aux figures et numéros mentionnés aux utilisations en mode 1 et 2 cités plus haut.
Il est toutefois à noter que :
- Les commandes utiles aux mesures des alésages sont ordonnées exclusivement par la commande numérique de la machine-outils.
- Cette commande numérique traite les résultats obtenus lors des mesures et transmets au boîtier de commande, qu'il soit intégré ou non, uniquement la valeur du diamètre mesuré.
- En suivant les informations fournies par la commande numérique de la machine, celle-ci déplace l'axe de sa broche, toujours munie de l'outil d'alésage, sur l'axe rotatif 49, fig.9, afin que le six pans interne 51, fig.10 de la tête d'alésage se trouve engagé sur le six pans externe 37, fig.9.
- Dès lors, la suite des opérations de correction de l'outil d'alésage se dérouleront comme décrites précédemment.
- La correction étant effectuée la machine éloigne l'outil du dispositif de correction fig.7 et 8 et poursuit les cycles d'usinage programmés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour le réglage d'un outil d'alésage de précision, comprenant un appareil de mesure (26) de l'alésage (21) et un capteur de mesure (11) apte à être fixé à l'outil d'alésage (13), caractérisé par un boîtier de commande (100) muni d'une entrée (60) pour la valeur du diamètre exigé de l'alésage, d'une entrée (61) pour la mesure effective de l'alésage (21), reliée à l'appareil de mesure (26), et d'une entrée (62) pour la mesure de la position des lames de coupe (10, 10') de l'outil (13), reliée au capteur de mesure (11), le boîtier de commande (100) comprenant des moyens pour la détermination de la valeur de correction de l'outil (13).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de commande (100) comprend un circuit
d'addition relié à l'entrée (61) pour de la mesure effective de l'alésage et à l'entrée (62) pour la mesure de la
position des lames de coupe (10, 10') de l'outil (13).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de commande (100) comprend un circuit de soustraction relié à l'entrée (60) pour la valeur du diamètre exigé et â l'entrée (61) de la mesure effective de l'alésage, et une mémoire de données pour la mise en mémoire de la différence de ces mesures.
4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur du diamètre exigé, la mesure effective de l'alésage et la mesure de la position des lames de coupe (10, 10') de l'outil d'alésage (13) sont des valeurs numériques.
5. Dispositif selon une des revendications 1, 3 et 4, caractérisé par un moteur de correction (44 ) relié à une sortie (63) pour un signal de correction du boîtier de commande (100), et muni d'un accouplement mécanique apte à être accouplé à l'outil d'alésage (13).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'accouplement mécanique entre le moteur de correction (44) et l'outil d'alésage (13) est disposé de manière coaxiale par rapport à l'axe de rotation de l'outil (13).
7. Procédé de réglage ou de correction d'un outil d'alésage, comprenant le déplacement de l'outil (13) en dehors de l'alésage (21), la mise en place d'un appareil de mesure (26) de l'alésage et la mise en place d'un capteur de mesure (11) sur l'outil d'alésage (13), caractérisé par les opérations suivantes:
- entrer la mesure effective de l'alésage dans un boîtier de commande (100),
- entrer le signal du capteur de mesure (11) dans le boîtier de commande (100) et mettre à zéro ce signal de position des lames de coupe (10, 10") de l'outil d'alésage (13),
- effectuer une correction de la position des lames de coupe (10, 10') de l'outil d'alésage (13),
- enregistrer le signal croissant du capteur de mesure (11), tout en l'additionnant à la mesure effective de l'alésage,
- arrêter la correction de la position des lames de coupe (10, 10') au moment où le résultat de cette addition atteint la valeur du diamètre exigé de l'alésage (21), - retirer le capteur de mesure (11) de l'outil (13).
8. Procédé de réglage ou de correction d'un outil d'alésage, comprenant le déplacement de l'outil (13) en dehors de l'alésage (21), la mise en place d'un appareil de mesure (26) de l'alésage et la mise en place d'un capteur de mesure (11) sur l'outil d'alésage (13), caractérisé par les opérations suivantes:
- entrer la valeur du diamètre exigé de l'alésage dans un boîtier de commande (100),
- entrer la mesure effective de l'alésage (21) dans le
boîtier de commande (100), - déterminer, à l'aide du boîtier de commande (100), la différence entre la valeur du diamètre exigé et la mesure effective de l'alésage (21),
- mettre en mémoire la valeur de cette différence,
- entrer le signal du capteur de mesure (11) dans le boîtier de commande (100) et mettre à zéro ce signal de position des lames de coupe (10, 10') de l'outil d'alésage (13),
- accoupler mécaniquement un moteur de correction (44) relié au boîtier de commande (100), avec l'outil d'alésage (13), - démarrer le moteur de correction (44),
- enregistrer le signal croissant du capteur de mesure (11), tout en le comparant avec la différence mise en mémoire,
- arrêter le moteur de correction (44) au moment où le
signal du capteur de mesure (11) et ladite différence sont égaux,
- retirer le capteur de mesure (11) et le moteur de correction (44) de l'outil d'alésage (13).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération de l'enregistrement du signal du capteur de mesure (11) et de sa comparaison avec la différence mise en mémoire est effectuée à l'aide d'un compteur à rebours compris dans le boîtier de commande (100), initié par ladite différence et mis en marche à la mesure du signal croissant du capteur de mesure (11), et en ce que l'arrêt de la correction de la position des lames de coupe (10, 10') de l'outil (13) intervient au moment où le compteur à rebours atteint la valeur zéro.
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'opération de la détermination de la différence entre la valeur du diamètre exigé et la mesure effective de l'alésage (21) comprend une division par deux de cette différence, et en ce que l'opération suivante de la mise en mémoire s'effectue avec le résultat de cette division.
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