FR2939344A1

FR2939344A1 - Grindstone shaft translating device for digital-controlled centerless grinding machine, has crown whose displacement is controlled by control device that controls actuation of set of crowns including motor, screw, heads and springs

Info

Publication number: FR2939344A1
Application number: FR0806789A
Authority: FR
Inventors: Alain Aveline
Original assignee: Individual
Current assignee: Dinatec Fr
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2010-06-11
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: FR2939344B1

Abstract

The device has a digital control motor (11) mounted on a grindstone shaft (15). A set of longitudinal sliding bearings (31) is mounted on a frame. A non-sliding bearing is mounted on a longitudinal guiding crown (20). A digital control stabilizer (40) balances efforts supported by the shaft, where displacement of the crown is controlled by a mechanical digital control device that controls actuation of a set of crowns including a translating motor (12), a guiding screw (14), two tapered spherical guiding heads (21, 22) and elastic return units (26, 28) i.e. springs.

Description

La présente invention concerne un dispositif de mise en translation d'arbre de meule de rectifieuse sans centre à pilotage numérique. La rectifieuse sans centre est une machine outil de type bien connu qui fabrique des pièces à symétrie axiales qui sont taillées entre une meule de travail et une meule d'entraînement. Le trajet de la pièce entre les deux meules ainsi que le relief des deux meules détermine le tracé de la pièce qui est travaillée par la rectifieuse sans centre. A ce jour, Il n'existe pas encore de dispositif qui agisse sur la translation de l'arbre de meule. Cette mise en translation d'arbre de meule que permet la présente invention apporte de nouvelles possibilités de dessin de taillage de pièces à rectifier. Il n'était pourtant à priori absolument pas évident de vouloir agir en translation sur un arbre de meule. En effet, cette mise en translation pose deux problèmes qui ne sont pas évident à l'homme du métier. Un premier problème est de résoudre la question de la solution technique qui permette cette mise en translation d'une meule en rotation qui présente une forte inertie sans que l'axe de rotation de la meule ne dévie de son axe. Un second problème à résoudre réside dans la haute qualité de définition de cette mise en translation selon l'axe de translation. En effet, les pièces à rectifier selon l'invention nécessitent des degrés de précision jamais atteints jusqu'alors. The present invention relates to a device for translational grinding wheel grinding wheel without a numerical control center. The centerless grinding machine is a well-known machine tool that produces axially symmetrical parts that are cut between a working wheel and a grinding wheel. The path of the piece between the two grinding wheels as well as the relief of the two grinding wheels determines the layout of the piece which is worked by the centerless grinding machine. To date, there is still no device that acts on the translation of the grinding wheel. This translation wheel shaft that allows the present invention provides new drawing possibilities of cutting parts to grind. It was not at first absolutely obvious to want to act in translation on a grinding wheel. Indeed, this translation poses two problems that are not obvious to the skilled person. A first problem is to solve the question of the technical solution that allows this translation in a rotating wheel that has a high inertia without the axis of rotation of the wheel deviates from its axis. A second problem to be solved lies in the high quality of definition of this translation in the translation axis. Indeed, the parts to be grinded according to the invention require degrees of precision never achieved until then.

L'invention demande un degré de précision pouvant atteindre le micron voir le nano. Il est donc bien compris que le dispositif de mise en translation de l'arbre de meule doit atteindre une précision équivalente. Un objet principal de l'invention est de donc de permettre le tracé de nouvelles pièces rectifié par la mise en translation de l'arbre de meule de travail ou par la mise en translation de l'arbre de la meule. Cette translation devant être d'une extrême précision et cette translation ne devant pas risquer de faire dévier de son axe l'axe de rotation de l'arbre de meule. Un objet de l'invention est de proposer une solution qui s'adapte sur une rectifieuse sans centre traditionnelle et ce tant du point de vue de l'encombrement mécanique que du point de vue de la compatibilité du pilotage numérique. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de mise en translation d'arbre de meule qui reste économique à fabriquer et dont l'entretien et la maintenance soit facile. The invention requires a degree of precision of up to one micron and one nanometer. It is therefore well understood that the translation device of the grinding wheel must reach an equivalent accuracy. A main object of the invention is therefore to allow the drawing of new rectified parts by the translation of the working wheel shaft or by the translation of the grinding wheel shaft. This translation must be extremely precise and this translation should not risk to deviate from its axis axis of rotation of the grinding wheel. An object of the invention is to propose a solution that fits on a grinding machine without a traditional center and that both from the point of view of mechanical size as from the point of view of the compatibility of digital control. An object of the invention is to provide a grinding wheel translation device which remains economical to manufacture and whose maintenance and easy maintenance.

Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de mise en translation d'arbre de meule qui nécessite un minimum d'entretien et qui ait une longévité de travail optimum. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de mise en translation d'arbre de meule qui utilise des pièces de mécanique générale qui puissent être fabriquées par les moyens traditionnels ou qui se trouvent dans des catalogues fournisseurs. An object of the invention is to provide a grinding wheel translation device which requires a minimum of maintenance and has an optimum working life. An object of the invention is to provide a grinding wheel translation device which uses general mechanical parts that can be manufactured by traditional means or found in supplier catalogs.

Dans un aspect principal, l'invention utilise une mise un dispositif de mise en translation d'arbre de meule qui utilise un pilotage numérique de visse, la visse agît sur une première tête de couronne, la couronne agit en guidage en translation sur l'arbre de meule, l'arbre de meule est maintenu horizontal par deux autres roulements qui admettent une translation horizontale de l'arbre de meule. Dans un aspect l'invention propose un arbre de meule qui est maintenue par deux roulements avec glissement, par un roulement sans glissement lié à la couronne de guidage, un stabiliseur à commande numérique en seconde extrémité d'arbre et un pilotage numérique motorisé en première extrémité d'arbre. L'ensemble des pilotages numériques, c'est-à-dire de mise en actionnement de translation de vis, de stabilisation d'arbre, de mise en rotation d'arbre sont pilotés par un même ordinateur central qui les coordonne. In a main aspect, the invention uses a setting of a grinding wheel translation device that uses a digital screw driver, the screw acts on a first crown head, the crown acts as a guide in translation on the grinding wheel shaft, the grinding wheel is held horizontally by two other bearings which admit a horizontal translation of the grinding wheel shaft. In one aspect the invention provides a grinding wheel shaft which is held by two sliding bearings, a non-slip bearing connected to the guide ring, a numerically controlled stabilizer at the second shaft end and a first motorized digital control. tree end. All digital control, that is to say activation of translation of screws, shaft stabilization, shaft rotation are controlled by the same central computer that coordinates them.

Les figures annexées représentent un mode particulier de l'invention sur lesquelles : - La figure 1 représente une vue générale de profil du dispositif de mise en translation de l'arbre de meule - La figure 2 représente une vue de face de la couronne de mise en translation de l'arbre de meule - La figure 3 représente une vue de principe en profil des déplacements de la couronne de mise en translation de l'arbre de meule - La figure 4 représente une vue de profil de la couronne de mise en 5 translation de l'arbre de meule - Les figures 5a et 5b représentent deux roulements utilisés par l'invention La figure 1 représente une vue générale de profil du dispositif de mise en translation de l'arbre de meule. La meule (1) est montée sur un 10 arbre (15). L'arbre de meule (15) est entraîné en rotation par un moteur (11) piloté numériquement. Successivement sont montés sur l'arbre de meule (15), le moteur (11), puis un premier support sur bâti (S 1) qui maintient l'arbre en position horizontale en enserrant l'arbre ave un roulement à glissement longitudinal (31) plus particulièrement décrit en 15 figure 5a, puis une couronne de guidage longitudinale (20) plus particulièrement décrite en figures 2 et 4, la couronne de guidage enserre un roulement sans glissement longitudinal (32) plus particulièrement décrit en figure 5a, puis un second support sur bâti (S2) qui maintient l'arbre en position horizontale en enserrant l'arbre avec un roulement à glissement 20 longitudinal (31) plus particulièrement décrit en figure 5a, puis la meule (1) maintenue sur l'arbre par une liaison rigide (33) c'est-à-dire sans aucun glissement longitudinal et sans aucun roulement, puis un stabilisateur d'arbre de meule (40) dont la fonction est de contrebalancer les différents efforts pour reproduire un effort contraire qui annule les efforts qui tendent à faire dévier l'arbre de meule de son axe de rotation. La couronne de guidage (20) de meule présente la forme d'un anneau qui loge en son centre un roulement (32). Le diamètre intérieur du roulement est égal au diamètre de l'arbre de meule (15). La couronne de guidage présente montée symétrique par rapport à son centre deux têtes de guidage (21, 22) qui présentent chacune une forme de sphère tronquée à ses deux pôles. Un dispositif numérique de mise en translation (12, 14) qui comprend un moteur de mise en translation (12) qui agit sur une visse (14) qui se translate et qui coince selon un premier côté la première tête de guidage (21) sur sa partie hémisphérique, la première tête de guidage (21) est coincée sur la partie hémisphérique opposé par des moyens de rappel élastiques (21, 26). Les moyens de rappel élastiques sont par exemple la combinaison d'un ressort (26) qui agit sur une pièce de rappel dont la face de contact avec la première sphère de guidage est plane et reste guidée dans une goulotte dans l'axe de déplacement de la visse (14) de guidage. Il est donc bien compris que le déplacement imposé par la commande numérique du moteur (12) sur la visse de guidage (14) impose un déplacement égale de la première tête de guidage (21) qui est maintenue plaquée contre la tête de visse de guidage (14) au moyen de rappel élastique (26) dirigé dans la direction de la translation de visse. Le mouvement de la seconde tête de guidage (22) est imposé le mouvement de la première tête de guidage (21). Le but recherché par l'invention est de transmettre strictement, dans le cas de cette variante inventive homothétiquement, le mouvement de translation de la première tête de guidage (21) sur l'arbre de meule (15). Cette transmission de mise en translation est obtenu en intégrant sur la partie basse du logement du roulement (32) dans la couronne de guidage (20), et tel que représenté en figure 5b, un asservissement qui lie les deux pièces dans la translation selon l'axe de visse de guidage (14). Cet asservissement est de type connu et se réalise par une décroche (41) qui supprime le degré de liberté de mouvement des roulements dans leur logement qui sont bloqués par l'encoche. Cette encoche maintient les roulements bloqués selon les deux côtés de l'encoche dans la direction de l'axe d'asservissement. Ces roulements peuvent être qualifiés de non glissant, c'est à dire des roulements qui permettent d'assurer d'abord la rotation de deux pièces selon un de deux pièces l'une autour de l'autre et ensuite qui interdisent toute translation d'une pièce par rapport à l'autre selon cet axe de rotation. La figure 5a représente par contre des roulements glissants qui permettent d'assurer d'abord la rotation de deux pièces selon un de deux pièces l'une autour de l'autre et ensuite la translation d'une pièce par rapport à l'autre selon cet axe de rotation. Comme représenté en figure 3, dans une variante de l'invention, le mouvement de la seconde tête de guidage (22) est vertical selon l'axe Y, tandis que le mouvement de la première tête de guidage (21) est horizontal selon l'axe X. la taille de la couronne de guidage est d'environ 30 cm et les déplacements imposés à la première tête de guidage sont en dessous de 0,5 mm. Il est donc bien compris que la couronne (20) étant rigide le déplacement vertical de la seconde tête de guidage (22) sera très faible, en dessous du dixième de mm, tandis que le déplacement de l'arbre de meule sera homothétiquement corrélé au déplacement de la première tête de guidage (21). La seconde tête de guidage est maintenue dans une goulotte (53) positionné sur un retour élastique (28) qui exerce une très légère force de rappel vers le haut. Chaque fois que la première tête de guidage (21) subit une translation de part et d'autre de la verticale, la couronne de guidage (20) se soulève très légèrement et ce tant du à la rigidité de la couronne de guidage (20) que au retour élastique qui soulève la seconde tête de guidage dans sa goulotte (53). La couronne de guidage prend donc alors une très légère inclinaison. Comme représenté en figure 4, le logement du roulement de couronne (32) est du type sans glissement sur le bas et du type avec glissement sur le haut. The attached figures show a particular embodiment of the invention in which: FIG. 1 represents a general profile view of the device for moving the grinding wheel in translation; FIG. 2 is a front view of the setting ring; in translation of the grinding wheel shaft - FIG. 3 represents a basic view in profile of the displacements of the grinding wheel translation ring - FIG. 4 represents a profile view of the grinding ring. translation of the grinding wheel shaft - FIGS. 5a and 5b show two bearings used by the invention FIG. 1 represents a general profile view of the device for translating the grinding wheel shaft. The grinding wheel (1) is mounted on a shaft (15). The grinding wheel shaft (15) is rotated by a digitally driven motor (11). Successively mounted on the grinding wheel shaft (15), the motor (11), then a first frame support (S 1) which holds the shaft in a horizontal position by gripping the shaft with a longitudinal sliding bearing (31). ) more particularly described in Figure 5a, then a longitudinal guide ring (20) more particularly described in Figures 2 and 4, the guide ring encloses a bearing without longitudinal sliding (32) more particularly described in Figure 5a, then a second frame support (S2) which holds the shaft in a horizontal position by gripping the shaft with a longitudinal sliding bearing (31) more particularly described in FIG. 5a, then the grinding wheel (1) held on the shaft by a link rigid (33) that is to say without any longitudinal sliding and without any bearing, then a wheel shaft stabilizer (40) whose function is to counterbalance the various efforts to reproduce a counter force that cancels the efforts which tend to deflect the grinding wheel shaft from its axis of rotation. The wheel guide ring (20) has the shape of a ring which houses a bearing (32) at its center. The inside diameter of the bearing is equal to the diameter of the grinding wheel shaft (15). The guide ring has mounted symmetrically with respect to its center two guide heads (21, 22) which each have a truncated sphere shape at its two poles. A digital translational device (12, 14) comprising a translation motor (12) which acts on a screw (14) which is translated and which jams in a first side the first guide head (21) on its hemispherical portion, the first guide head (21) is wedged on the opposite hemispherical portion by elastic return means (21, 26). The elastic return means are for example the combination of a spring (26) acting on a return piece whose contact face with the first guide sphere is flat and remains guided in a chute in the axis of displacement of the guide screw (14). It is therefore well understood that the displacement imposed by the numerical control of the motor (12) on the guide screw (14) imposes an equal displacement of the first guide head (21) which is kept pressed against the guide screw head (14) by elastic return means (26) directed in the direction of the screw translation. The movement of the second guide head (22) is imposed on the movement of the first guide head (21). The aim of the invention is to transmit strictly, in the case of this homothetically inventive variant, the translational movement of the first guide head (21) on the grinding wheel shaft (15). This translation transmission is obtained by integrating on the lower part of the housing of the bearing (32) in the guide ring (20), and as shown in FIG. 5b, a servocontrol which links the two parts in the translation according to FIG. guide screw axis (14). This slaving is of known type and is realized by a stall (41) which removes the degree of freedom of movement of the bearings in their housing which are blocked by the notch. This notch holds the locked bearings on both sides of the notch in the direction of the servo axis. These bearings can be described as non-slippery, that is to say bearings that ensure first the rotation of two parts in one of two parts around each other and then that prohibit any translation of one piece relative to the other along this axis of rotation. FIG. 5a, on the other hand, shows sliding bearings which make it possible, first of all, to rotate two pieces in one of two pieces around one another and then to move one piece relative to the other according to this axis of rotation. As shown in FIG. 3, in a variant of the invention, the movement of the second guide head (22) is vertical along the Y axis, while the movement of the first guide head (21) is horizontal according to the X axis. The size of the guide ring is about 30 cm and the displacements imposed on the first guide head are below 0.5 mm. It is therefore well understood that the ring (20) being rigid the vertical displacement of the second guide head (22) will be very small, below one tenth of a millimeter, while the displacement of the wheel shaft will be homothetically correlated to the moving the first guide head (21). The second guide head is held in a chute (53) positioned on a springback (28) which exerts a very slight upward force. Whenever the first guide head (21) is translated on either side of the vertical, the guide ring (20) is raised very slightly and both due to the stiffness of the guide ring (20) than elastic return which raises the second guide head in its chute (53). The guide ring then takes a very slight inclination. As shown in FIG. 4, the housing of the crown bearing (32) is of the type with no sliding on the bottom and the type with sliding on the top.

Ce système de roulement hybride permet donc bien de donner une translation à l'arbre de meule qui soit imposé par l'encoche de bas de logement (41), tandis que sur le haut du logement le jeu créé par l'éloignement des parois transversales (40) sur le bord du roulement rend ce roulement glissant et permet donc un jeu (J) qui est celui obtenu par le décalage horizontal entre le haut de logement couronne (40) et le bas de logement de couronne (41). Préférentiellement, l'encoche du bas de logement de couronne (41) adopter une forme cylindrique complémentaire de celle du roulement de façon à absorber l'inclinaison du roulement de couronne (32). La présente invention concerne donc un dispositif de mise en translation d'arbre de meule (15) lié rigidement à une meule (1) de rectifieuse sans centre à pilotage numérique (11, 12, 40) monté sur un bâti caractérisé en ce que sur l'arbre de meule (15) sont montés un moteur (11) à pilotage numérique pour entraîner l'arbre de meule (15), un jeu roulement à glissement longitudinal (31) montés sur le bâti pour maintenir l'arbre de meule (15), un roulement sans glissement montés sur une couronne de guidage longitudinale (20) pour piloter la translation de l'arbre de meule (15), un stabilisateur (40) à commande numérique pour équilibrer les efforts supportés par l'arbre de meule (15), le déplacement de la couronne de guidage longitudinale (20) est piloté par un dispositif mécanique à commande numérique d'actionnement de couronne (12, 14, 21, 26, 22, 28). This hybrid bearing system therefore makes it possible to give a translation to the grinding wheel shaft which is imposed by the housing bottom notch (41), while on the top of the housing the clearance created by the distance of the transverse walls. (40) on the edge of the bearing makes this rolling bearing and thus allows a clearance (J) which is the one obtained by the horizontal offset between the crown housing top (40) and the crown housing bottom (41). Preferably, the notch of the crown housing bottom (41) adopt a cylindrical shape complementary to that of the bearing so as to absorb the inclination of the crown bearing (32). The present invention therefore relates to a grinding wheel translation device (15) rigidly connected to a grinding wheel (1) of numerically controlled centerless grinding machine (11, 12, 40) mounted on a frame characterized in that on the grinding wheel shaft (15) is provided with a numerically controlled motor (11) for driving the grinding wheel shaft (15), a longitudinal sliding bearing assembly (31) mounted on the frame for holding the grinding wheel shaft ( 15), a non-slip bearing mounted on a longitudinal guide ring (20) for controlling the translation of the grinding wheel shaft (15), a numerically controlled stabilizer (40) for balancing the forces supported by the grinding wheel shaft. (15), the displacement of the longitudinal guide ring (20) is controlled by a mechanical numerical control device for operating the ring gear (12, 14, 21, 26, 22, 28).

La présente invention concerne donc un dispositif de mise en translation d'arbre de meule (15) de rectifieuse sans centre caractérisé en ce que la couronne de guidage (20) de meule présente la forme d'un anneau qui loge en son centre un roulement (32), le diamètre intérieur du roulement est égal au diamètre de l'arbre de meule (15), la couronne de guidage présente montée symétrique par rapport à son centre deux têtes de guidage (21, 22) qui présentent chacune une forme de sphère tronquée aux deux pôles. La présente invention concerne donc un dispositif de mise en translation d'arbre de meule (15) de rectifieuse sans centre caractérisé en ce qu'un dispositif numérique de mise en translation (12, 14) qui comprend un moteur de mise en translation (12) agit sur une visse (14) qui se translate et qui coince selon un premier côté la première tête de guidage (21) sur sa partie hémisphérique, la première tête de guidage (21) est coincée sur la partie hémisphérique opposé par des moyens de rappel élastiques (21, 26), le déplacement de la première tête de guidage (21) reste guidé dans l'axe de déplacement de la visse (14) de guidage. La présente invention concerne donc un dispositif de mise en translation d'arbre de meule (15) de rectifieuse sans centre caractérisé en ce que sur la partie basse du logement du roulement (32) dans la couronne de guidage (20) est réalisé un asservissement (41) qui lie le déplacement en translation selon l'axe de visse (14) de la couronne de guidage à celui du déplacement du roulement (32). The present invention therefore relates to a grinding wheel translation device (15) of centerless grinding machine characterized in that the grinding wheel guide ring (20) has the shape of a ring which houses a bearing in its center. (32), the inside diameter of the bearing is equal to the diameter of the grinding wheel shaft (15), the guide ring is symmetrically mounted with respect to its center, two guide heads (21, 22) which each have a shape of truncated sphere at both poles. The present invention therefore relates to a grinding wheel translation device (15) of centerless grinding machine characterized in that a digital translation device (12, 14) which comprises a translation motor (12). ) acts on a screw (14) which is translated and which jams on a first side the first guide head (21) on its hemispherical part, the first guide head (21) is stuck on the opposite hemispherical part by means of elastic return (21, 26), the displacement of the first guide head (21) remains guided in the axis of movement of the screw (14) guide. The present invention therefore relates to a grinding wheel translation device (15) of centerless grinding machine characterized in that on the lower part of the housing of the bearing (32) in the guide ring (20) is formed a servo (41) which links the displacement in translation along the axis of the screw (14) of the guide ring to that of the displacement of the bearing (32).

On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement 5 susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il est défini ci-après. It will be seen that many variants that may be combined here can be provided without ever departing from the scope of the invention as defined below.

Claims

CLAIMS1 - Grinding wheel translation device (15) rigidly connected to a grinding wheel (1) of numerically controlled centerless grinding machine (11, 12, 40) mounted on a frame characterized in that on the shaft of grinding wheel (15) are mounted a numerically controlled motor (11) for driving the grinding wheel shaft (15), a longitudinal sliding bearing assembly (31) mounted on the frame for holding the grinding wheel shaft (15), a non-slip bearing mounted on a longitudinal guide ring (20) for controlling the translation of the grinding wheel shaft (15), a numerically controlled stabilizer (40) for balancing the forces supported by the grinding wheel shaft (15), the displacement of the longitudinal guide ring (20) is controlled by a mechanical device with numerical control of the crown actuation (12, 14, 21, 26, 22, 28).

2 - grinding wheel translation device (15) of centerless grinding machine according to claim 1 characterized in that the wheel guide ring (20) has the shape of a ring which houses in its center a bearing (32), the inside diameter of the bearing is equal to the diameter of the grinding wheel shaft (15), the guide ring has asymmetrically mounted with respect to its center two guide heads (21, 22) which each have a sphere shape truncated at both poles.

3 - grinding wheel translation device (15) without center grinding machine according to claim 1 characterized in that a digital translation device (12, 14) which comprises a translation motor (12). ) acts on a screw (14) which is translated and which jams on a first side the first guide head (21) on its hemispherical part, the first guide head (21) is stuck on the opposite hemispherical part by means of elastic return (21, 26), the displacement of the first guide head (21) remains guided in the axis of movement of the screw (14) guide.

4 - grinding wheel translation device (15) of centerless grinding machine according to claim 1 characterized in that on the lower portion of the housing of the bearing (32) in the guide ring (20) is formed a servo (41) which links the displacement in translation along the axis of screw (14) of the guide ring to that of the displacement of the bearing (32).