Machine-outil semi-automatique. La présente invention a pour objet une machine-outil semi-automatique destinée no tamment au travail de masses -explosives, qui se distingue des machines connues par le fait qu'elle comporte un dispositif hydraulique à pression constante de l'outil sur la masse à travailler, le cycle des mouvements de cet outil,
nécessaire pour une opération d'usinage donnée étant commandé électriquement par nu moins un relais é, temps déterminant la .durée de chaque course -de travail de l'outil entre deux mouvements -de retrait de celui-ci, des organes de commande étant prévus pour commander le mouvement d'avancement de l'outil après chaque course de retrait et pour commander, -lorsque l'opération d'usinage est terminée, le, retour de l'outil à ;
sa position de repos et l'arrêt de la commande de son avan cement.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem- ple et schématiquement, une forme d'exécu- tion d'une machine-outil semi-automatique selon l'invention. La fig. 1 est une vue de profil d'une per ceuse selon l'invention, certaines parties étant arrachées.
La fig. 2 est un schéma du dispositif do commande de l'avancement de l'outil.
La machine-outil représentée au dessin est une perceuse pour explosif. Elle comporte un porte-outil ou broche 1 entraîné en rota tion par un moteur 2 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 3, 4, 5, 6. Le moteur 2 est un moteur électrique alimenté en courant par l'intermédiaire d'un contacteur 7. Le porte-outil 1 coulisse dans un guide 8 et la pièce à percer 9 est portée par une table 1(l. Le porte-outil 1 est fixé lui-même sur la tige d'un piston 11 plongeant dans un cylindra 12.
Ce dernier est :alimenté en fluide sous pres- sion constante par une pompe 13 par l'inter médiaire d'un distributeur 14. La commande de l'alimentation et de la vidange du cylindre 12 est effectuée par une vanne 15 comman dée électriquement par un électro-aimant 16.
La mise en circuit et hors-circuit de cet électro-aimant est effectuée par le jeu de di vers organes de commande électriques, com portant un relais à temps 17, deux relais électromagnétiques I .et II, des interrupteurs de fin de course 20 et de retour 21 et des bou tons poussoirs de commande manuelle 22, 23, 24.
La pompe 13 comporte une tubulure d'as piration 25 -dont l'extrémité plonge dans un liquide contenu dans un réservoir 26, et une tubulure de refoulement 27 reliée au distri buteur 14. Cette tubulure 27 est pourvue d'une soupape .de sûreté 28 réglée pour s'ou vrir et laisser échapper du fluide dès que la pression dépasse une limite -donnée.
Le distributeur est constitué par un cylin dre dans lequel coulisse un piston 34 délimi tant quatre chambres à volume variable 31, 32, 33, 34. Les chambres 31, 33 sont alimen tées directement par la conduite de refoule ment 27, tandis que la chambre 34 est ali mentée par cette dernière à travers un poin teau de réglage 29. Cette chambre 34 com porte une conduite,d'évacuation <B>35,</B> dont l'ou verture et la fermeture sont commandées par la vanne 15. La .chambre 31 comporte encore une conduite d'échappement 36 pourvue d'un étranglement réglable 37.
La chambre 32 com porte une conduite d'échappement 38 munie -d'un étranglement 39 et une conduite de re foulement 40 reliée au cylindre 12.
Le relais à temps est un relais de type connu comportant un moteur électrique 41, commandant l'ouverture et la fermeture de deux contacts A1 et A= et dont la durée de son cycle est réglable à volonté. Au début du cycle, le contact. A,, qui est ouvert, se ferme. Vers la fin du cycle, le contact A,, qui est fermé, s'ouvre un instant, puis se referme. A la fin du cycle, A, s'ouvre, ce qui provoque l'arrêt du relais à temps.
Le relais électro magnétique II comporte un électro-aimant 18, un contact à ouverture B, et un contact à fer meture B., tandis que le relais électromagné tique I comporte un électro-aimant 19 et deux contacts à fermeture<I>C, et C,.</I> L'interrupteur de fin dé course 20 comporte un contact à fermeture v, et un contact à ouverture D,, de même que l'interrupteur de retour 21 com porte un contact à fermeture El et un contact à ouverture E,. Les deux boutons poussoirs 22 et 23 sont à ouverture, tandis que le bou ton poussoir 24 est à fermeture.
Le contacteur 7 est de type connu et com porte un électro-aimant 42 actionnant trois contacts 1', I", W permettant de relier le moteur à un réseau électrique<I>R. S. T.</I> Il comporte en outre un contact de réalimenta- tion F à fermeture. La bobine,de maintien du contacteur -est. branchée entre une phase R et le neutre N du réseau.
Le fonctionnement de la. perceuse repré sentée est le suivant: Pour la. mise en marche, il suffit de pous ser le contact à fermeture du bouton pous soir 24. En effet, la, bobine de maintien 42 du contacteur 7 étant alors alimentée par R., 24, 42,N provoque la, fermeture du con tacteur et la mise sous tension du moteur 2. La. fermeture du contacteur provoque aussi la fermeture du contact de réalimenta-tion F. Dés cet instant, la. bobine de maintien 42 étant alimentée par R, F, B,, 23, 42, N, le contacteur reste au collage.
La fermeture du contact de réalimentation F provoque aussi la mise sous tension .du relais magnétique I par R, F. E;;, 19,N et .de l'électro-aimant 16 bran ché en parallèle. Ce dernier provoque la fer meture de la vanne 15 qui ferme la conduite d'échappement 35. L'électro-aimant 19 étant, alimenté, les contacts C., et C_ se ferment, ,de sorte que ce relais I s -e trouve alimenté encore par R, <I>F, C,, A,, 22,</I> D,, 19,<I>N</I> et reste au collage.
La fermeture C, provoque la mise sous tension. du moteur 41 du relais à, temps 17 par R, C,, 43, N. Le moteur 41 se met en marche et actionne le contact A, qui se ferme après quelques secondes de fonctionne ment du relais à temps. La. fermeture du contact A, provoque l'alimentation du moteur 41 du relais à temps 17 par R,<I>A_, 43, N.</I>
Ainsi la, fermeture du contacteur 7 pro voque donc la mise en marche simultanée du moteur 2 et du relais à temps 17.
Le moteur \? entraîne en rotation le porte- outil 1 et actionne la pompe 13. Celle-ci<B>dé-</B> bite par la conduite 27, la chambre 31, la conduite -d'échappement 36 et l'étranglement 37. Ce dernier est réglé- de. manière à créer une légère pression dans la conduite 27.
Cette pression s'établit également dans les cham bres 33 et 34 :du distributeur, du fait que la conduite 35 est fermée par la soupape 15; .ce qui provoque un -déplacement du piston 30 de la droite vers la; gauche. Ce .déplacement éta blit la communication entre la conduite 27 et la chambre 32 et donc l'alimentation en fluide du cylindre 12 par la pompe 13. Le piston 11 est poussé vers le haut et entraîne le porte- outil 1 dans sa course.
Ce déplacement vers le haut du porte-outil 1 libère l'interrupteur de retour 21 et provoque l'ouverture dû con tact E2 et la fermeture,du contact El. E2 étant ouvert, les électro-aimants 16 et 19 ne sont plus alimentés que par le circuit R, F, <I>CI,</I> A1, 22, D2, (16, 19), N.
El étant fermé, l'électro-aimant de main tien 42 -du contacteur 7 est maintenant ali menté par deux circuits différents, première ment par R, F, BI, 23, 42,<I>N,</I> secondement par R, F, E,, 23, 42, N.
Le mouvement ascendant de la broche 1 se poursuit aussi longtemps que le contact Al du relais à temps 17 est fermé.
Ce. contact s'ouvre après un certain temps de fonctionnement du moteur 41, ce temps étant réglable à volonté par un moyen connu. L'ouverture de A, coupe l'alimentation des électro-aimants 16 et 19, ce qui provoque le retour à leur position primitive (position re présentée) de la vanne 15 et -du relais 1, c'est-à-dire des contacts CI et C2.
Le contact A., étant encore fermé, le moteur 41 reste sous tension; par contre, la vanne. 15 étant ouverte, le liquide s'échappe par la conduite 35 et la pression de la chambre 34 devient approximativement nulle;
grâce à l'étrangle ment produit par la vis pointeau 29, le clés- équilibre ,des pressions actionne le piston 30 vers la droite du dessin, qui revient dans la position représentée au .dessin. Pour cette po sition du piston 30, le cylindre 12 est en liai son avec le réservoir 26 par l'intermédiaire -de la chambre 32 et de la conduite<B>38.</B> Dès lors, la broche redescend sous son propre poids, sa vitesse -de descente étant réglée par la section de l'étranglement 39.
Le relais à temps 17 est réglé dte manière que, pendant la course,de retour de la broche 1, le contact <I>AI</I> se ferme puis que le contact AZ .s'ouvre et coupe le courant de l'enroulement 43 du moteur 41. Le relais 17 se trouve ainsi ramené dans sa position -de repos.
Lorsque la broche atteint sa position inférieure, le relais à temps 1.7 est déjà arrêté dans sa position de repos, et elle agit sur l'interrupteur @de retour 21 et provoque â nouveau l'ouverture du contact E,. et la fermeture du contact Ez. Les électro- aimants 16 et 19 sont @de nouveau mis sous tension, ce qui provoque la fermeture des contacts C, et<B>CI</B> ainsi que la fermeture de la vanne 15.
Un nouveau :cycle commence, semblable à celui décrit ci-dessus, qui com porte: a) une montée de la broche qui .dure aussi longtemps que Te contact A, reste fermé; b) la fermeture du contact A,; r_.) l'ouverture du contact A,; d) le retour de la broche à sa position inférieure.
Le travail de l'outil se poursuit ainsi par montées et descentes successives. Les durées -des courses de travail (montée ,de la broche) sont égales entre elles et déterminées par le relais -à temps 17, .dont la durée @d'uu cycle est réglable à volonté; lea déplacements de la broche au ,cours de ses courses successives sont par contre chaque fois plus grands.
Au bout d'un certain nombre -de .montées et descentes successives, la broche atteint finalement (lorsque le perçage atteint la pro fondeur -désirée), sa position, de fin -de course supérieure et actionne l'interrupteur de fin de course 20,
ce qui provoque l'ouverture du contact D2 et la fermeture @du contact Dl. L'ouverture de Dz coupe l'alimentation des électro-aimants 16 et 19 quelle que soit la position momentanée de A,.
Les contacts CI et<B>CI</B> s'ouvrent ainsi que la vanne 15 et la broche redescend sous l'action 4e .son propre poids. La fermeture -de D,_ provoque l'alimenta tion de l'électro-aimant 18 par R, F, Dl, 18, N, ce qui provoque l'ouverture du contact B1 et la fermeture, d'a contact B.2. La fermeture ,de B2 permet l'alimentation de l'électro-aimant 18 par<I>R, F,</I> B=, 18,<I>N,</I> de sorte que,
le relais II reste au collage; par contre, l'ouverture de B, interrompt l'un 4e:s deux circuits d'ali mentation @de l'électro-aimant 42 de maintien .du contacteur 1.7. Lorsque la broche atteint sa position inférieure de repos, elle actionne l'interrupteur 21 qui prend la position repré sentée au @dle@ssin, pour laquelle E, est ouvert.
L'ouverture de E, coupe le second circuit d'alimentation de l'électro-aimant de main tien 42<B>d'a</B> contacteur 17. Ce dernier s'ouvre et le moteur 2 s'arrête, le cycle des opérations nécessaires à l'usinage envisagé étant terminé. Il est à remarquer que lors de l'arrêt du moteur tous les organes du dispositif de com mande de la machine outil -sont à, nouveau dans leur position primitive,
représentée au dessin à l'exception ,du relais à temps 17. En effet, l'ouverture du contacteur 7 provoque l'ouverture du contact F qui coupe l'alimen tation .de l'électro-aimant 18, -de sorte que le relais II revient dans la position représentée;
par contre, le moteur -du -relais à temps 17 reste alimenté par R, A=, 43, N jusqu'à l'ou verture de A2, c'est-à-dire jusqu'à ce que le relais ayant terminé son cycle soit revenu dans sa position -de repos.
Le bouton poussoir à ouverture 22 per met de commander manuellement l'arrêt d'une course de travail et la descente de la broche, tandis que le bouton poussoir à ouver ture 23 permet la commande manuelle de l'arrêt die la machine-outil à tout instant dé siré.
La machine-outil décrite permet donc .d'exécuter entièrement automatiquement par exemple des perçages et autres usinages de mandant au cours de leur exécution le retrait de l'outil, comme par exemple le pilonnage avec pilon rotatif, etc.
Il est évident que le retrait de l'outil peut se faire soit sous l'action du poids de la bro che, comme .dans le cas représenté au dessin, soit sous l'action d'un ressort, d'une pression de liquide ou d'un fluide agissant sur un piston auxiliaire. Dans le cas d'une opération de perçage, par exemple d'explosif, il est avantageux de percer de bas en haut, afin que lors du retrait de l'outil, les copeaux tombent d'eux-mêmes; dans le cas d'une opé ration de pilonnage, il est par contre plus avant.a.geux de travailler de haut en bas.
La pression de l'outil sur la matière à travailler est constante, étant réglée par la soupape 38, tandis que la vitesse d'approche de l'outil est. constante, étant proportionnelle au débit -de la pompe, il s'ensuit logiquement due chaque course de travail partielle de l'ou til est variable selon la dureté de .la. matière, mais que, par contre, les durées de .chacune. des courses -de travail partielles sont égales entre elles, de sorte que, par un choix judi cieux :du temps d'une course, temps réglable à volonté par le relais à temps à cycle régla ble, on peut éviter tout échauffement dange reux.
Semi-automatic machine tool. The present invention relates to a semi-automatic machine tool intended in particular for working with explosive masses, which differs from known machines by the fact that it comprises a hydraulic device at constant pressure of the tool on the mass to work, the cycle of movements of this tool,
necessary for a given machining operation being electrically controlled by bare minus one relay é, time determining the duration of each working stroke of the tool between two movements of withdrawal thereof, control members being provided to control the advancement movement of the tool after each retraction stroke and to control, -when the machining operation is completed, the return of the tool to;
its rest position and stopping the control of its advancement.
The accompanying drawing shows, by way of example and schematically, one embodiment of a semi-automatic machine tool according to the invention. Fig. 1 is a side view of a drill according to the invention, certain parts being cut away.
Fig. 2 is a diagram of the tool advance control device.
The machine tool shown in the drawing is a drill for explosives. It comprises a tool holder or spindle 1 driven in rotation by a motor 2 via a train of gears 3, 4, 5, 6. The motor 2 is an electric motor supplied with current via the intermediary. a contactor 7. The tool holder 1 slides in a guide 8 and the piece to be drilled 9 is carried by a table 1 (1. The tool holder 1 is itself fixed to the rod of a plunging piston 11 in a cylindra 12.
The latter is: supplied with fluid under constant pressure by a pump 13 via a distributor 14. The control of the supply and the emptying of the cylinder 12 is effected by a valve 15 controlled electrically by an electromagnet 16.
The switching on and off of this electromagnet is effected by the set of various electric control devices, comprising a time relay 17, two electromagnetic relays I. And II, limit switches 20 and return 21 and manual control push buttons 22, 23, 24.
The pump 13 comprises a suction pipe 25 -whose end is immersed in a liquid contained in a reservoir 26, and a delivery pipe 27 connected to the distributor 14. This pipe 27 is provided with a safety valve. 28 set to open and release fluid as soon as the pressure exceeds a given limit.
The distributor consists of a cylinder dre in which slides a piston 34 delimiting four variable-volume chambers 31, 32, 33, 34. The chambers 31, 33 are supplied directly by the discharge pipe 27, while the chamber 34 is supplied by the latter through an adjustment needle 29. This chamber 34 comprises a pipe, evacuation <B> 35, </B> whose opening and closing are controlled by the valve 15 The chamber 31 further comprises an exhaust pipe 36 provided with an adjustable throttle 37.
The chamber 32 comprises an exhaust pipe 38 provided with a throttle 39 and a discharge pipe 40 connected to the cylinder 12.
The time relay is a relay of known type comprising an electric motor 41, controlling the opening and closing of two contacts A1 and A = and the duration of its cycle of which is adjustable at will. At the start of the cycle, contact. A ,, which is open, closes. Towards the end of the cycle, contact A ,, which is closed, opens for a moment, then closes again. At the end of the cycle, A opens, causing the relay to stop in time.
The electromagnetic relay II comprises an electromagnet 18, an opening contact B, and a closing contact B., while the electromagnetic relay I comprises an electromagnet 19 and two closing contacts <I> C, and C,. </I> The limit switch 20 comprises a closing contact v, and an opening contact D ,, just as the return switch 21 has a closing contact El and a contact with opening E ,. The two push buttons 22 and 23 are open, while the push button 24 is closed.
The contactor 7 is of a known type and comprises an electromagnet 42 actuating three contacts 1 ', I ", W making it possible to connect the motor to an electrical network <I> RST </I> It also comprises a resupply contact. - N closing function F. The contactor holding coil is connected between a phase R and neutral N of the network.
The operation of the. drill shown is as follows: For the. switching on, it suffices to push the closing contact of the button for evening 24. In fact, the holding coil 42 of the contactor 7 then being supplied by R., 24, 42, N causes the contactor to close. and switching on the motor 2. The closing of the contactor also causes the closing of the resupply contact F. From that moment, the. holding coil 42 being supplied by R, F, B ,, 23, 42, N, the contactor remains at the gluing.
Closing of the make-up contact F also causes the magnetic relay I to be energized by R, F. E ;;, 19, N and .of the electromagnet 16 connected in parallel. The latter causes the closing of the valve 15 which closes the exhaust pipe 35. The electromagnet 19 being, supplied, the contacts C., and C_ close, so that this relay I s -e is found. still fed by R, <I> F, C ,, A ,, 22, </I> D ,, 19, <I> N </I> and remains at the gluing.
Closing C causes the power to be switched on. of motor 41 of relay at, time 17 by R, C ,, 43, N. Motor 41 starts up and activates contact A, which closes after a few seconds of operation of the time relay. Closing contact A causes the motor 41 to be supplied with time relay 17 via R, <I> A_, 43, N. </I>
Thus, the closing of the contactor 7 therefore causes the simultaneous starting of the motor 2 and of the time relay 17.
Engine \? drives the tool holder 1 in rotation and activates the pump 13. The latter <B> de- </B> bite through the line 27, the chamber 31, the exhaust-line 36 and the throttle 37. This last one is set. so as to create a slight pressure in the pipe 27.
This pressure is also established in the chambers 33 and 34: of the distributor, because the pipe 35 is closed by the valve 15; .which causes a displacement of the piston 30 from the right to the; left. This displacement establishes communication between the pipe 27 and the chamber 32 and therefore the supply of fluid to the cylinder 12 by the pump 13. The piston 11 is pushed upwards and drives the tool holder 1 in its stroke.
This upward movement of the tool holder 1 releases the return switch 21 and causes the opening due to contact E2 and the closing, of the contact El. E2 being open, the electromagnets 16 and 19 are only supplied with power. by the circuit R, F, <I> CI, </I> A1, 22, D2, (16, 19), N.
El being closed, the main holding electromagnet 42 of the contactor 7 is now supplied by two different circuits, firstly by R, F, BI, 23, 42, <I> N, </I> secondly by R, F, E ,, 23, 42, N.
The upward movement of pin 1 continues as long as contact A1 of time relay 17 is closed.
This. contact opens after a certain time of operation of the motor 41, this time being adjustable at will by known means. The opening of A cuts off the power supply to the electromagnets 16 and 19, which causes the return to their original position (position shown) of the valve 15 and relay 1, that is to say of the CI and C2 contacts.
Contact A., being still closed, motor 41 remains energized; on the other hand, the valve. 15 being open, the liquid escapes through line 35 and the pressure in chamber 34 becomes approximately zero;
thanks to the constriction produced by the needle screw 29, the key-balance, of the pressures actuates the piston 30 to the right of the drawing, which returns to the position shown in the drawing. For this position of the piston 30, the cylinder 12 is in connection with the reservoir 26 via the chamber 32 and the pipe <B> 38. </B> Consequently, the spindle goes back down under its own weight, its descent speed being regulated by the throttle section 39.
The time relay 17 is set so that, during the return stroke of pin 1, the <I> AI </I> contact closes then the AZ contact opens and cuts the current to the winding 43 of the motor 41. The relay 17 is thus returned to its rest position.
When the spindle reaches its lower position, the time relay 1.7 is already stopped in its rest position, and it acts on the return switch 21 and again causes the opening of the contact E i. and closing the Ez contact. The electromagnets 16 and 19 are energized again, which causes the closing of the contacts C, and <B> CI </B> as well as the closing of the valve 15.
A new cycle begins, similar to that described above, which includes: a) a rise of the spindle which lasts as long as the contact A, remains closed; b) closing of contact A; r_.) opening of contact A ,; d) returning the spindle to its lower position.
The work of the tool thus continues with successive ascents and descents. The durations of the working strokes (up, of the spindle) are equal to each other and determined by the time relay 17, whose duration @ of a cycle is adjustable at will; on the other hand, the movements of the spindle during its successive races are each time greater.
After a certain number of successive ascents and descents, the spindle finally reaches (when the drilling reaches the desired depth), its upper limit-of-travel position and actuates the limit switch 20 ,
which causes the opening of the contact D2 and the closing @du contact Dl. The opening of Dz cuts off the power supply to the electromagnets 16 and 19 whatever the momentary position of A i.
The CI and <B> CI </B> contacts open as well as the valve 15 and the spindle goes down again under the action of its own weight. The closing of D, _ causes the electromagnet 18 to be supplied with R, F, Dl, 18, N, which causes the opening of contact B1 and the closing of a contact B. 2 . The closure of B2 allows the electromagnet 18 to be powered by <I> R, F, </I> B =, 18, <I> N, </I> so that,
relay II remains at bonding; on the other hand, the opening of B interrupts one 4th: s two supply circuits @ of the holding electromagnet 42. of contactor 1.7. When the spindle reaches its lower rest position, it actuates switch 21 which assumes the position shown in @ dle @ ssin, for which E is open.
The opening of E cuts off the second power supply circuit of the main electromagnet 42 <B> of a </B> contactor 17. The latter opens and motor 2 stops, the cycle of operations necessary for the envisaged machining being completed. It should be noted that when the engine is stopped all the components of the machine tool control device are again in their original position,
shown in the drawing with the exception of the time relay 17. In fact, the opening of the contactor 7 causes the opening of the contact F which cuts off the supply of the electromagnet 18, so that the relay II returns to the position shown;
on the other hand, the motor of the relay at time 17 remains supplied by R, A =, 43, N until the opening of A2, that is to say until the relay having finished its operation. cycle has returned to its rest position.
The open pushbutton 22 allows manual control of stopping a working stroke and the descent of the spindle, while the opening pushbutton 23 allows manual control of the stopping of the machine tool. any time desired.
The machine tool described therefore makes it possible to carry out fully automatically, for example, drilling and other machining of the mandator during their execution the withdrawal of the tool, such as for example ramming with a rotary ram, etc.
It is obvious that the withdrawal of the tool can be done either under the action of the weight of the spindle, as. In the case shown in the drawing, or under the action of a spring, of a liquid pressure. or a fluid acting on an auxiliary piston. In the case of a drilling operation, for example explosive, it is advantageous to drill from the bottom up, so that when removing the tool, the chips fall by themselves; in the case of a shelling operation, on the other hand, it is better to work from top to bottom.
The pressure of the tool on the material to be worked is constant, being regulated by the valve 38, while the approach speed of the tool is. constant, being proportional to the flow -de the pump, it follows logically due each partial working stroke of the tool is variable according to the hardness of .la. material, but that, on the other hand, the durations of each. Partial working strokes are equal to each other, so that, by a judicious choice: the time of one stroke, time adjustable at will by the adjustable cycle time relay, any dangerous heating can be avoided.