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Commande pour machines-outils automatiques, dans lesquelles plusieurs outils mobiles usinent successivement une pièce traitée déplacée par saccades*
La présente invention se rapporte aux machines-outils dans lesquelles plusieurs outils mobiles dans le sens de l'avancement, par exemple des couteaux de tours, effectuent
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successivement, sur un nombre aussi grand qu'on le désire de pièces, chaque fois la même opération d'usinage, chaque pièce étant transportée d'un outil à l'outil voisin par un déplacement aprèsl'achèvement de chaque opérabion d'usinage. De semblables machines-outils sont de préférence établies de telle manière que sur une colonne prismatique ayant par exemple six faces latérales, on a prévu sur cinq de ces faces un tour avec axe vertical,
tandis que sur le dernier côté de la colonne on a placé un dispositif pour le serrage et le desserrage des pièces traitées et celles-ci mêmes sont portées par une table pivotante pourvue de six dispositifs de serrage.
Pour la commande automatique des mouvements de toutes les pièces individuelles n'une semblable machine-outil, on a proposé déjà des moyens à action purement mécaniques. Etant donné le grand nombre des opérations de mouvement à régir et leur dépendance réciproque, une commande purement mécanique d'une semblable machine-outil est tellement compliquée et difficile à surveiller que sa construction, son réglage, la précision de son travail et sa surveillance offrent des difficultés considérables.
Ceci se comprend lorsqu'on se représente les différentes opérations de mouvement nécessaires dans leur ensemble et l'accord nécessaire des unes par rapport aux autres: les outils exécutent un avancement et un recul à différentes vitesses, la pièce traitée effectue d'abord le mouvement de rotation usuel dans les tours ; la table portant les pièces traitées reçoit un mouvement de pivotement se produisant par saccades par rapport auquel le mouvement de certains dispositifs auxiliaires comme des embrayages, des verrouillages et des freins sont sous une dépendance déterminée et avant tout toutes les opérations de mouvement doivent,
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dans leur commande tenant compte du rythme du travail, être mises en concordance avec celui-ci et en concordance entre elles.
En comparaison des inconvénients existant sous de nombreux rapports dans les genres de commande actuelles de ces machines-outils, la présente invention se propose pour but de produire une simplification et par conséquent une augmentation de la clarté et de la sécurité de la commande et une plus grande précision du fonctionnement de la machine, et ce résultat est obtenu en principe par le fait que les opérations de mouvement des outils et du support des pièces traitées sont commandées par une réunion connue de mécanismes de manoeuvre actionnés par des fluides sous pression et électriquement, de telle manière que la commande des outils et du support des pièces traitées,établi en particulier sous la forme d'une table pivotante,
se fait par le fluide sous pression et les moyens de manoeuvre électriques transmettent les impulsions de manoeuvre régissant la dépendance des mouvements des outils et du support des pièces traitées. L'invention se rapporte en outre à la disposition pratique et à la répartition des mécanismes actionnés par fluide sous pression et électriquement en tenant compte particulièrement de la nature des opérations à commander et de leur dépendance réciproque.
L'invention s'étend en outre au serrage et au desserrage des pièces traitées à usiner sur les machines outils en question et à la conformatio, à l'actionnement et à la commande du dispositif de serrage servant à cet effet. Celui-ci est établi de telle manière, suivant la présente invention, que l'opération de serrage peut être effectuée par une manoeuvre simple et en un temps tellement court que le serrage et le desserrage des pièces peut s'adapter au rythme de travail du
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support de pièces traitées, le plus souvent en forme de table pivotante,déplacé d'un poste d'usinage au poste voisin.
Ceci est produit, suivant la pré sente invention, en principe par le fait que le dispositif d'actionnement pour le moyen mobile prévu à chaque poste de serrage pour maintenir les pièces traitées, par exemple des mâchoires de serrage, ainsi que l'accouplement du dispositif d'.actionnement à ces moyens de fixation sont actionnés par un fluide sous pression et que les organes de commande du dispositif d'actionment et de l'embrayage sont reliés ensemble.
La présente invention se rapporte encore à la constitution particulière du dispositif de serrage aans le but d'un déroulement automatique des différentes opérations de mouvement lors du serrage et du aesserrage des pièces traitées, et s'étend également au fait que la commande à fluide sous pression du dispositif de serrage est intercalée de telle manière dans le système de graissage de la machineoutil que la pompe de refoulement de lubrifiant peut agir à volonté sur les organes d'actionnement et de commande des moyens de fixation ou alimentai un réseivoir celleceur ue lubrifiant.
La pompe à, lubrifiant prévue sans celà remplit donc une fonction supplémentaire et on économise de ce fait un générateur de pression particulier et en outre le courant de lubrifiant envoyé au réseivoir collecteur de lubrifiant est toujours interrompu seulement pendant le court temps de l'actionnement de l'organe ae serrage.
L'invention est expliquée plus en aétail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté à la fig.l au dessin sur laquelle on a inaiqué un plan de montage schématique d'une commande suivant l'invention. L'exemple est basé sur une machine-outil du genre décrit ci-dessus dans laquelle cinq
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porte-outils sont disposés sur les côtés d'une colonne hexagonale au.-dessus d'une table à outil pivotante correspondante, à six dispositifs de serrage, tournant de 60 à chaque dépla- cemerit.
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La partie de l' invextior se rarportarkt au dispositif de serrage est représentée schématiquement au dessin à la fig.2; les fig.5 et 4 montrent une partie du dispositif pour différentes positions de manoeuvre.
La commande suivant la réalisation de l'invention de la fig.l comprend d'abord les organes de manoeuvre qui sont prévus pour les mouvements des outils et des porte-outils.
Pour plus de clarté, on a représenté dans la partie de droite du dessin les moyens de commande pour un seul porte-outil; la commande pour les quatre autres outils correspond complètement à celle-ci. Un chariot à outils 6a portant l'outil 6 peut coulisser longitudinalement sur le bâti 6b de la machineoutil et est actionné et commandé par un fluide sous pression -de préférence par de l'huile sous pression-. A cet effet on utilise un cylindre d'avancement 4 dont le pistan 5 est relié rigidement par une tige 7 au chariot à outils 6a.
Entre le cylindre d'avancement 4 et deux pompes 1 et 2 disposé es sur le même axe, on a intercalé un tiroir de distribution 5 qui permet que le chariot à outil 6a effectue un mouvement rapide jusqu'à l'application contre la pièce traitée, un mouvement d'avancement se produisant vers le bas avec une vitesse réglable déterminée pendant l'enlèvement du copeau, et de nouveau un mouvement de recul accéléré vers le haut. La tige 7, établie partiellement en forme de crémaillère .et reliant le piston d'avancement au chariot d'outil 6a, engrène avec une roue dentée Sa qui est reliée rigidement à un disque
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de commande 8. Le disque 8 porte en des endroits déterminés de sa périphérie chaque fois une butée 9 et 10.
A portée de la butée 9 on a placé la tige 12a d'une soupape 12 en forme de double piston dont le cylindre conjugué Il est en communi- cation par une conduite 13 avec le logement du tiroir de distribution 3 et par une conduite 13a avec le cylindre d'avancement 4.. La butée 9 du disque 8, qui tourne dans le sens opposé à la fléche m parvient en prise avec la'tige de piston 12a de la soupape 12 au moment où l'avancement proprement dit de soulèvement du copeau du chariot d'outils 6a commence.
Tandis que jusqu'à ce moment le piston de distribution 3 occupait sa position extrême inférieure et que par conséquent les deux pompes 1 et 2 agissaient sur le piston d'avancement 5 et accéléraient son mouvement vers le bas, la conduite 13a est maintenant obturée par rapport à l'arrivée de fluide sous pression par la soupape 12, de sorte que seule la pompe 1 fournit du fluide sous pression dans la chambre supérieure du cylindre 4. La grandeur de la vitesse d'avancement peut être déterminée par. une mise au point déterminée de la pompe 1 téglable progressivement.
Pour la limitation inférieure du mouvement d'avancement du chariot d'outil 6a pendant l'enlèvement du copeau, on utilise une butée 14 montée de façon réglable surle bâti ôb de la machine. Lorsque cette butée est atteinte, il se proauit dans la conduite de refoulement de la pompe 1 une augmentation de pression qui déplace vers le haut le piston 15a d'une soupape 15 intercalée dans cette conduite, contre l'action d'un ressort 15b, de sorte que par l'intermédiaire d'une conduite 16 ainsi dégagée, le tiroir de distribution 3
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est amené dans la position représentée.
De ce fait la conduite 16a est reliée au réservoir 22 de fluide sous pression et seule la pompe 2 refoule encore par la conduite 15, 13b du fluide sous pression dans le cylindre 4, de sorte que le piston 5 et avec lui le chariot d'outil 6a sont déplacés vers le haut jusque dans la position extrême. Par la possibilité ae déplacement de la butée 14 on procure une possibilité simple pour régler la longueur d'avancement de l'outil dans la course de travail sur la pièce traitée. Le disque 8 participe à ce mouvement de recul dans le sens de la flèche m; dans la position extrême, sa butée 10 s'applique contre un commutateur électrique 23, La même opération se répète pour les quatre autres chariots d'outils, et les commutateurs correspondants 24,25,26 et 27 sont fermés.
Tous ces contacts sont placés en série dans la même ligne 28 qui est par conséquent le siège d'un courant seulement lorsque le. dernier des commutateurs mentionnés est ferma. Si un contact de porte 29 disposé dans cette ligne se trouve dans la position représentée, un commu- tateur automatique 30 est attiré, de sorte que le contact relié à celui-ci ferme une ligne 30a par laquelle un moteur reçoit du courant. Le moteur 31 qui démarre alors actionne une pompe de refoulement de fluide sous pression 32. De ce fait une opération de pivotement de la table pivotante 50 représentée à gauche au dessin est amorcée, cette table portant les six dispositifs de serrage pour les pièces à usiner.
Dans la conduite de refoulement de la pompe 32, on a intercalé un tiroir de distribution 33 dont l'organe mobile en forme de piston à plusieurs étages est placé, aux deux faces frontales de son logement 33a, chaque fois sous l'influence d'un électro-aimant 54 et 35. Par l'action de moyens de
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manoeuvre décrits en détail plus loin, le tiroir de distribution 55 se trouve au commencement de l'opération de pivotement dans la position représentée et relie la conduite de refoulement 52a de la pompe 32, par l'intermédiaire d'une conduite 36, à un côté d'un cylindre 57. La quantité de fluide sous pression entrant dans ce cylindre déplace vers sa position supérieure un piston 38 se trouvant dans le cylindre 37.
Au moyen d'un levier relié à la tige de ce piston, la partie mobile 39 d'un embrayage est dégagée, cet embrayage se trouvant intercalé dans la commande non représentée pour le mouvement de rotation de la pièce traitée. En même temps, par ce mouvement de la pièce d'embrayage 39, un frein 40 est attiré et freine immédiatement le mouvement de rotation de la commande de la pièce traitée.
Lorsque le piston 38 a atteint sa position supérieure, il dégage une conduite de fluide sous pression 41 partant d'un endroit approprié du cylindre 37 et par laquelle le fluide sous pression arrive alors à un cylindre 42. De ce fait un piston 43 guidé dans ce cylindre est déplacé vers le haut et au moyen d'une commande à manivelle 44a, reliée par engrenages à sa tige de piston, il dégage un verrou 44 s'engageant dans la table pivotante 50. Après que le piston 43 a atteint sa position extrême, le fluide sous pression s'écoule par les conduites 42a et 41 vers le cylindre de commande 45 de la table pivotante 50 et déplace le piston 46 de celui-ci dans le sens de la flèche n.
Par l'intermédiaire d'une crémaillère 47 reliée à ce piston et d'un arbre 48 entraîné par celle-ci et d'une roue dentrée 49, la table pivotante 50 se trouvant en prise avec cette roue,est mise en mouvement, Un embrayage 51 disposé sur l'arbre 48 et dont l'organe mobile
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est sous l'influence d'un piston 52 guidé dans le cylindre 53, se trouve alors dans sa position engagée. La course du piston de commande 46 du pivotement doit correspondre avec une très grande précision à l'angle de pivotement de la table 50, dans le cas présent par conséquent à un angle de 60 . Pour la précision du réglage de cette course, on utilise une butée réglable 55.
Avant que le piston 46, lors du mouvement dans le sens de la flèche n, ait atteint la position extrême, il obture d'abord une conduite de fluide sous pression 57 partant du cylindre 45 de sorte que la quantité de fluide sous pression se trouvant devant lui doit alors s'échapper par la conduite de retour 59 et traverser dans celle-ci une soupape d'étranglement réglable 58. L'effet de freinage qui est ainsi produit empêche l'arrivée du piston 56 à la butée 55 et détruit en outre la force vive de la table pivotante 50.
En même temps que se fait l'application de la tige de piston 46a contre la butée 55, un commutateur électrique 56, placé à portée du mouvement de la tige de piston, est fermé; de ce fait la ligne 60 aboutissant à celui-ci reçoit du courant de sorte qu'un commutateur automatique 61 disposé. dans celle-ci est fermé.
Ceci a pour conséquence que par l'intermédiaire d'une ligne 61a fermée en même temps, du courant est également amené à l'aimant 34 du tiroir de distribution 33 de sorte que le tiroir de distribution lui-même est amené dans sa position supérieure de manoeuvre. Par ce changement de connexions, on raccorde à la conduite de refoulement 52a de la pompe à fluide sous pression 32 une conduite 62 qui aboutit d'abord au cylindre 42. Dans celui-ci le piston 45 est déplacé dans le sens de l'engagement du verrou 44 dans un évidement de la table pivotante. En même temps le piston 43 dégage une conoui-
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te 63 par laquelle le liquide sous pression est amené à la conduite 59, qui est obturé toutefois avant le cylindre de commande de pivotement 45 par une soupape 64 chargée d'un ressort.
Le liquide sous pression parvient en même temps par le branchement 59a dans la partie supérieure du cylindre 53 dont le ressort de piston 54 est choisi, pour ce qui concerne sa tension préalable, plus faible que le ressort de la soupape de bloquage 64 de sorte que d'abord le piston 52 est déplacé vers le bas; ceci conduit au dégagement de l' embrayage 51 de sorte qu'alors la commande de la table pivotante 50 est mise hors d'action. L'augmentation de pression de liquide, provoquée par la pompe 32 continuant entretemps à refouler, surmonte alors la résistance de la soupape 64 de sorte que le liquide sous pression s'écoule par la soupape de retenue 65 vers le cylindre 45 et ramène le piston 46 de commanae de pivotement, en marche à vide, dans sa position initiale.
Lorsque le piston 46 a achevé sa course de retour et que le fluide sous pression a subi par suite du refoulement ininterrompu de la pompe 32 une nouvelle augmentation de pression, le fluide sous pression pénètre par la conauite 66 dans le cylindre 67a et refoule son piston 67 contre l'action du ressort de charge 67b.. La tension initiale de ce ressort est choisie de telle façon que lorsqune pression déterminée est atteinte, le liquide sous pression dégage d'abord la conauite 68 et ouvre ainsi pour le fluide sous pression la voie vers le cylindre 37. Dans celui-ci le piston 38 est déplacé vers le bas, le frein 40 empêchant la rotation de la commande de la pièce traitée est dégagé, et l'embrayage 39 pour l'actionnement de la pièce traitée est mis en prise.
Après que le piston 37 a atteint la position extrême, il se
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produit une nouvelle augmentation de pression dans le cylin- dre 67a et ceci déplace le piston 67 plus loin vers le haut, de sorte que le canal 69 est ouvert. Le liquide sous pres- sion s'écoule alors par les cinq conduites raccordées 70,
71,72,73,74 vers.les tiroirs de distribution 3 des commandes des outils. Le tiroir de distribution 3 =est déplacé, de la position représentée, vers le bas ; ce fait l'espace se trouvant dans le cylindre 4 au-dessus du piston 5 de commande de l'outil est relié aux pompes 1 et 2 et l'espace situé en- dessous du piston 5 est en même temps relié au piston 2.
L'a- vancement rapide du chariot à outil et le mouvement qui en résulte de l'outil peuvent alors commencer et ainsi toute l'opération de travail décrite peut se répéter.
Lorsque le mouvement de changement de place de tous les tiroirs de distribution 3 est terminé, l'accroissement de pression nouveau, provoqué par la pompe 32 qui refoule encore toujours, prociuit dans la conduite 66 et dans le cylindre 67a un nouveau déplacement du piston 67, au cours duquel alors le contact de porte 29 est renversé. Les commutateurs élec- triques 23,24,25,26,27 ont entretemps fermé par suite de la rotation déjà produite du disque de commande 8 en sens inverse de la flèche m, la ligne 78 de sorte qu'alors par l'intermédiaire du commutateur 29, la ligne 75 reçoit du courant et le commutateur automatique 76 est attiré.
Ceci a pour conséquence que l'électro-aimant 35 est attiré et que le tiroir de commande 33 est amené dans la position de départ et par conséquent dans sa position de préparation pour les opérations de commande se répétant alors, En même temps par l'attraction du commutateur automatique 76, la ligne 77 conduisant au commutateur automatique 30 est coupée, de sorte
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que le commutateur 30 retombe et l'arrivée de courant au moter 31 est coupée et en conséquence la pompe de refoulement 52 est mise à l'arrêt.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention suivant les fig.2 à 4, le support des pièces traitées a la forme a'une table 101 pouvant pivoter sur un axe 102 et elle porte sur sa périphérie plusieursdispositifs 103 de réception des pièces traitées qui peuvent être mis par un train d'engrenages 104, 105 en rotation comme c' est nécessaire pour le traitement de la pièce. Chaque dispositif 103 possèo-e trois mâchoires mobiles 106 qui peuvent être déplacées dans le sens radial par l'intermédiaire d'un mécanisme connu non représentée au moyen d'une tige filetée 107 et d'un écrou 108. L'écrou 108 est relié de façon ne permettant pas la rotation a une moitié d'embrayage 108 disposée coaxialement.
A l'endroit de la machine-outil destiné au serrage et au desserrage, on a prévu en-dessous du moyen de serrage qui vient d'être décrit un dispositif pour son actionnement qui est fixé au bâti ou au support de la machine et est mis en fonctionnement et commandé par un fluide sous pression. Pour la production de la pression du liquiae d'actionnement et de commande, on emploie une pompe 110 qui est actionnée par un moteur électrique 111 et qui emprunte le liquide , un réservoir 112 et est reliée à celui-ci par une conduite de reflux 113 dans laquelle est intercalée une soupape réglable 114 pour le réglage de la pression.
La conduite de refoulement 115 de la pompe 110 aboutit à un tiroir double l16a, 116b en forme de robinet dont la noix est pourvue de deux Conduits situés dans deux plans parallèles et a par conséquent été représentée pour plus de clarté au dessin en deux parties
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juxtaposées et accouplées ensemble. Au tiroir 116a,116b s'attache au moyen d'une bielle 117a un levier à main 117.
Du tiroir 116a part une conauite 118 allant vers un cylindre 119 et actionnant un piston 120 qui est placé sous l'action d'un ressort antagoniste 121 et dont la tige de piston porte la moitié d'embrayage 122 coopérant avec la moitié d'embrayage' 109.
Si le tiroir 116a, 116b est amené au moyen de la poignée 117 de la position de repos représentée à la fig.2 dans la position de la fig.5, la conduite de refoulement 115 est reliée par l'intermédiaire de la conduite 118 au cylindre 119, de sorte que le piston 120 subit un déplacement vers le haut et amène la moitié d'embrayage 122 en prise avec la moitié d'embrayage 109 de la table 101 des pièces traité es. Lorsque le piston a atteint la position correspondante (voir fig.3) il dégage une conduite 123 allant du cylindre 119 au tiroir l16b et qui, pour la position actuelle du tiroir, amène le fluide sous pression par l'intermédiaire d'une conduite 124 à un moteur à liquide 125 et met le rotor de celui-ci en rotation dans un sens déterminé.
Sur l'arbre du moteur 125 est montée une roue droite 129 qui engrène avec une roue droite 129a qui peut coulisser longitudinalement sur la tige du piston 120 mais est montée de façon à ne pas pouvoir tourner. Pour la position supérieure du piston de commande 120, dont l'embrayage 109,122 est en prise, celui-ci reçoit parl'in... termé diaire de l' actionnement décrit plus haut un mouvement de rotation qui a pour conséquence, au moyen de l'écrou 108 et de la tige filetée 107, un mouvement radial des mâchoires de serrage 106.
La disposition est choisie de telle façon que lorsqu'il reçoit l'action du liquide au moyen de la conduite
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124, le moteur à liquide 125 tourne dans le sens d'un mouvement de déploiement des mâchoires de serrage 106, de sorte que pour une pièce de forme appropriée, par exemple un corps creux cylindrique, l'opération de serrage est effectuée.
La. conduite 126 emmenant le liquide sous pression hors du moteur 125 est reliée par un conduit 127 du tiroir 116b à la conduite 128 qui retourne au réservoir 112 du fluide sous pression.
Lorsque les mâchoires de serrage 106 se sont appliquées contre la pièce traitée et que leur mouvement s'est arrêté la rotation du moteur 125 cesse également et la pompe 110 ne refoule plus dans la conduite 115 mais, par l'intermédiaire de la soupape 114 et de la conduire 113 de marche à vide, dans le réservoir 112. La grandeur de la pression d'application des mâchoires de serrage 106 peut être réglée par l'intermé- àiaire de la résistance de la soupape 114 par le choix approprié de la tension initiale du ressort de soupape 114a.
Si alors par le rappel du levier à main 117 dans sa position médiane (fig.2) le tiroir rotatif 116a,116b est amené dans sa position de départ, l'arrivée de fluide sous pression au piston 120 est interrompue et la quantité de fluide sous pression située an-dessous du piston 120 peut s'échapper par la conduire 118 vers la partie 116a du tiroir rotatif et de là, par l'évidement 116c dans le réservoir 112. Par la tension du ressort 121, le piston 120 est déplacé vers le bas et par conséquent l'embrayage 109,122 se dégage, de sorte que les mâchoires de serrage 106 restent dans la position prise.
La table 101 des pièces traitées se treuve alors sans liaison avec l'actionnement du dispositif de serrage et peut exécuter sans entrave ses mouvements de pivotement. Lorsque le poste
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de serrage suivant de la table aes pièces traitées parvient alors dans la position d'arrêt au-dessus du dispositif de commande de l'agencement de serrage, on déplace par rabattement du levier à main 117 en sens opposé (fig.4) d'abord de la manière qui a été décrite plus haut -par une constitution appropriée du raccordement de la conduite 118 au logement du tiroir-, la tige de piston 120 et on met en prise l'embrayage 109,122.
Le moteur à fluide 125 reçoit toutefois alors par la conduite 126 du fluide sous pression de sorte qu'il tourne en sens inverse du sens qu'il avait auparavant et qu'en conséquence par l'intermédiaire d'un train d'engrenages droits 128,129, l'écrou 108 reçoit un mouvement de rotation qui provoque un déplacement radial des mâchoires de serrage 106 vers le milieu et a pour conséquence un desserrage d'une pièce serrée par elles. Cette opération est achevée par le retour du levier à main 117 dans sa position médiane(fig.2).
Dans le cas d'une machine-outil à plusieurs arbres du genre mentionné au début, il est avantageux de réunir le dispositif de serrage au système de graissage existant. Comme fluide sous pression on emploie alors de l'huile de graissage et comme à pompe à fluide sous pression, la pompe de refoulement du lubrifiant qui refoule sans interruption même pendant la pause entre deux opérations de serrage. Pendant cette pause, le tiroir rotatif 116a, 116b se trouve dans une position (fig.2) dans laquelle la quantité de fluide sous pression amenée n'est envoyée ni au cylindre 119 ni au moteur 125 mais par la conduite 128 au réservoir collecteur 130 pour l'huile de graissage, à partir duquel les différents points de graissage sont alimentés.
Dans la conduite 128 on peut intercaler une soupape d'arrêt 151 au moyen de laquelle un
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excès éventuel du fluide sous pression est renvoyé au réci- pient 112 dans lequel la pompe 110 aspire. Même pendant l'o-
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pération ae serrage, la qu.CLÉitiLé de fluide sous P:C,,)6d iOll quittant le moteur 125 par les conouites 126 ou 124 parvient par l'intermédiaire du tiroir Il(') dans la conaui.te 128 d'où. elle est amenée, pour une position appropriée de la soupape 131, au réservoir collecteur 150.
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1. Commande pour machine-s-,JutiL3 automatiques à, plusieurs arbres, dans lesquelles plusieurs outils mobiles usinent simultanément chacun une pièce traitée et les pièces traitées sont déplacées par saccades vers chaque outil suivant, carac- térisée en ce que les opérations de mouvement des outils et du support de pièces traitées sont commandées par une réunion connue en elle-même de mécanismes de manoeuvre fonctionnant avec du fluide sous pression et électriquement, de telle manière que l'actciondemnt et la commande des outils et du support de pièces traitées, ayant en particulier la forme d'une table pivotante,
se font par le fluide sous pression et que les moyens de commuttation électriques transmettent les impulsions de manoeuvre commandant la dépendance des mouvements des outils et du support de pièces traitées.
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Control for automatic machine tools, in which several mobile tools successively machine a workpiece moved jerkily *
The present invention relates to machine tools in which several mobile tools in the direction of travel, for example turning knives, perform
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successively, on as many parts as desired, each time the same machining operation, each part being transported from one tool to the neighboring tool by a movement after the completion of each machining operation. Similar machine tools are preferably established in such a way that on a prismatic column having for example six lateral faces, a lathe with vertical axis has been provided on five of these faces,
while on the last side of the column a device has been placed for the clamping and loosening of the treated parts and these themselves are carried by a swivel table provided with six clamping devices.
For the automatic control of the movements of all the individual parts of a similar machine tool, purely mechanical action means have already been proposed. Given the large number of movement operations to be governed and their reciprocal dependence, a purely mechanical control of such a machine tool is so complicated and difficult to supervise that its construction, its adjustment, the precision of its work and its supervision offer considerable difficulties.
This is understandable when one represents the various movement operations necessary as a whole and the necessary agreement between them: the tools carry out an advance and a retreat at different speeds, the processed part first performs the movement. usual rotation in lathes; the table carrying the processed parts receives a pivoting movement occurring in jerks with respect to which the movement of certain auxiliary devices such as clutches, locks and brakes are under a determined dependence and above all all movement operations must,
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in their order taking into account the rhythm of the work, be put in agreement with this one and in agreement between them.
In comparison with the drawbacks existing in many respects in the current kinds of control of these machine tools, the present invention aims to provide a simplification and therefore an increase in the clarity and safety of the control and a greater benefit. high precision in the operation of the machine, and this result is obtained in principle by the fact that the operations of movement of the tools and of the support of the treated parts are controlled by a known combination of operating mechanisms actuated by fluids under pressure and electrically, in such a way that the control of the tools and of the support of the processed parts, established in particular in the form of a swivel table,
is carried out by the pressurized fluid and the electrical operating means transmit the operating pulses governing the dependence of the movements of the tools and of the support of the treated parts. The invention further relates to the practical arrangement and distribution of the mechanisms actuated by pressurized fluid and electrically, taking particular account of the nature of the operations to be controlled and their reciprocal dependence.
The invention further extends to the clamping and loosening of the processed parts to be machined on the machine tools in question and to the conformatio, to the actuation and to the control of the clamping device serving for this purpose. This is established in such a way, according to the present invention, that the tightening operation can be carried out by a simple maneuver and in such a short time that the tightening and loosening of the parts can adapt to the work rate of the
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support for processed parts, most often in the form of a pivoting table, moved from one machining station to the neighboring station.
This is produced, according to the present invention, in principle by the fact that the actuator for the movable means provided at each clamping station for holding the processed parts, for example clamping jaws, as well as the coupling of the actuation device These fixing means are actuated by a pressurized fluid and that the control members of the actuation device and of the clutch are connected together.
The present invention also relates to the particular constitution of the clamping device with the aim of an automatic course of the various movement operations during the clamping and releasing of the treated parts, and also extends to the fact that the fluid control under The pressure of the clamping device is interposed in such a way in the lubricating system of the machine tool that the lubricant delivery pump can act at will on the actuating and control members of the fixing means or supplied to a reservoir celleceur ue lubricant.
The lubricant pump provided without this therefore fulfills an additional function and thus a special pressure generator is saved and in addition the flow of lubricant sent to the lubricant collecting tank is always interrupted only during the short time of actuation of the lubricant. the clamping member.
The invention is explained in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown in FIG. 1 in the drawing on which a schematic assembly plan of a control according to the invention has been shown. The example is based on a machine tool of the kind described above in which five
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tool holders are arranged on the sides of a hexagonal column above a corresponding pivoting tool table, with six clamps, turning 60 with each movement.
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The part of the invextior which is rareportarkt to the clamping device is shown schematically in the drawing in fig.2; fig.5 and 4 show part of the device for different maneuvering positions.
The control according to the embodiment of the invention of fig.l firstly comprises the actuators which are provided for the movements of the tools and tool holders.
For greater clarity, the control means for a single tool holder have been shown in the right part of the drawing; the command for the other four tools corresponds completely to this one. A tool carriage 6a carrying the tool 6 can slide longitudinally on the frame 6b of the machine tool and is actuated and controlled by a pressurized fluid - preferably by pressurized oil -. To this end, an advancement cylinder 4 is used, the pistan 5 of which is rigidly connected by a rod 7 to the tool carriage 6a.
Between the advancement cylinder 4 and two pumps 1 and 2 arranged on the same axis, a distribution spool 5 has been interposed which allows the tool carriage 6a to perform a rapid movement until it is applied against the treated part. , a forward movement occurring downward with an adjustable speed determined during the removal of the chip, and again an accelerated backward movement upward. The rod 7, established partially in the form of a rack. And connecting the advancement piston to the tool carriage 6a, meshes with a toothed wheel Sa which is rigidly connected to a disc
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control 8. The disc 8 carries in determined places of its periphery each time a stop 9 and 10.
Within reach of the stop 9, the rod 12a of a valve 12 in the form of a double piston has been placed, the conjugate cylinder of which is in communication by a pipe 13 with the housing of the distribution spool 3 and by a pipe 13a with the advancement cylinder 4 .. The stop 9 of the disc 8, which rotates in the direction opposite to the arrow m, engages with the piston rod 12a of the valve 12 at the moment when the actual advancement of lifting the chip from tool carriage 6a begins.
While until this moment the distribution piston 3 occupied its extreme lower position and that consequently the two pumps 1 and 2 acted on the advancement piston 5 and accelerated its downward movement, the pipe 13a is now closed by compared to the arrival of pressurized fluid through valve 12, so that only pump 1 supplies pressurized fluid into the upper chamber of cylinder 4. The magnitude of the forward speed can be determined by. a determined adjustment of the pump 1 which can be gradually adjusted.
For the lower limitation of the advancing movement of the tool carriage 6a during chip removal, a stopper 14 is adjustably mounted on the frame ôb of the machine. When this stop is reached, an increase in pressure occurs in the delivery pipe of the pump 1 which moves the piston 15a of a valve 15 inserted in this pipe upwards, against the action of a spring 15b, so that by means of a pipe 16 thus released, the distribution spool 3
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is brought into the position shown.
Therefore, the pipe 16a is connected to the reservoir 22 of pressurized fluid and only the pump 2 still delivers through the pipe 15, 13b pressurized fluid into the cylinder 4, so that the piston 5 and with it the carriage of tool 6a are moved upwards to the extreme position. By the possibility of displacement of the stop 14, a simple possibility is provided for adjusting the length of advance of the tool in the working stroke on the workpiece. The disc 8 participates in this backward movement in the direction of the arrow m; in the extreme position, its stop 10 is applied against an electric switch 23. The same operation is repeated for the other four tool carriages, and the corresponding switches 24, 25, 26 and 27 are closed.
All these contacts are placed in series in the same line 28 which is therefore the seat of a current only when the. last of the switches mentioned is closed. If a door contact 29 disposed in this line is in the position shown, an automatic switch 30 is attracted, so that the contact connected to it closes a line 30a through which a motor receives current. The motor 31 which then starts activates a pump for delivering pressurized fluid 32. As a result, a pivoting operation of the pivoting table 50 shown on the left in the drawing is initiated, this table carrying the six clamping devices for the workpieces. .
In the delivery pipe of the pump 32, there is interposed a distribution spool 33, the movable member in the form of a piston with several stages is placed, on the two end faces of its housing 33a, each time under the influence of an electromagnet 54 and 35. By the action of
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operation described in detail below, the distribution spool 55 is at the beginning of the pivoting operation in the position shown and connects the delivery pipe 52a of the pump 32, via a pipe 36, to a side of a cylinder 57. The quantity of pressurized fluid entering this cylinder moves to its upper position a piston 38 located in the cylinder 37.
By means of a lever connected to the rod of this piston, the movable part 39 of a clutch is released, this clutch being interposed in the control, not shown, for the rotational movement of the workpiece. At the same time, by this movement of the clutch part 39, a brake 40 is engaged and immediately brakes the rotational movement of the control of the workpiece.
When the piston 38 has reached its upper position, it releases a pressurized fluid line 41 starting from a suitable place in the cylinder 37 and through which the pressurized fluid then arrives at a cylinder 42. Therefore a piston 43 guided in this cylinder is moved upwards and by means of a crank control 44a, connected by gears to its piston rod, it releases a latch 44 which engages in the pivoting table 50. After the piston 43 has reached its position At the extreme, the pressurized fluid flows through the pipes 42a and 41 towards the control cylinder 45 of the pivoting table 50 and moves the piston 46 thereof in the direction of arrow n.
By means of a rack 47 connected to this piston and a shaft 48 driven by the latter and an input wheel 49, the pivoting table 50 being in engagement with this wheel, is set in motion. clutch 51 arranged on the shaft 48 and whose movable member
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is under the influence of a piston 52 guided in the cylinder 53, is then in its engaged position. The stroke of the pivot control piston 46 must correspond with great precision to the pivot angle of the table 50, in this case therefore an angle of 60. For the precision of the adjustment of this stroke, an adjustable stop 55 is used.
Before the piston 46, during the movement in the direction of arrow n, has reached the extreme position, it first closes a pressurized fluid line 57 starting from the cylinder 45 so that the quantity of pressurized fluid present in front of it must then escape through the return line 59 and pass through it an adjustable throttle valve 58. The braking effect which is thus produced prevents the arrival of the piston 56 at the stop 55 and destroys it. in addition to the live force of the swivel table 50.
At the same time as the application of the piston rod 46a against the stop 55, an electric switch 56, placed within range of the movement of the piston rod, is closed; therefore the line 60 terminating therein receives current so that an automatic switch 61 is arranged. in it is closed.
This has the consequence that via a line 61a which is closed at the same time, current is also supplied to the magnet 34 of the distribution spool 33 so that the distribution spool itself is brought to its upper position. maneuver. By this change of connections, a pipe 62 is connected to the delivery pipe 52a of the pressurized fluid pump 32 which first leads to the cylinder 42. In this latter the piston 45 is moved in the direction of engagement. of the lock 44 in a recess of the swivel table. At the same time the piston 43 releases a conoui-
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te 63 by which the pressurized liquid is fed to the line 59, which is however closed before the pivoting control cylinder 45 by a valve 64 loaded with a spring.
The pressurized liquid arrives at the same time through the connection 59a in the upper part of the cylinder 53, the piston spring 54 of which is chosen, with regard to its preliminary tension, lower than the spring of the blocking valve 64 so that first the piston 52 is moved downwards; this leads to the disengagement of the clutch 51 so that the control of the pivoting table 50 is deactivated. The increase in liquid pressure, caused by the pump 32 meanwhile continuing to deliver, then overcomes the resistance of the valve 64 so that the pressurized liquid flows through the check valve 65 to the cylinder 45 and returns the piston. 46 pivot command, idling, in its initial position.
When the piston 46 has completed its return stroke and the pressurized fluid has undergone a further increase in pressure as a result of the uninterrupted discharge of the pump 32, the pressurized fluid enters through the conauite 66 into the cylinder 67a and pushes its piston back. 67 against the action of the load spring 67b .. The initial tension of this spring is chosen such that when a determined pressure is reached, the pressurized liquid first releases the conauite 68 and thus opens for the pressurized fluid the track towards the cylinder 37. In this the piston 38 is moved downwards, the brake 40 preventing the rotation of the control of the workpiece is released, and the clutch 39 for the actuation of the workpiece is put. in take.
After the piston 37 has reached the extreme position, it is
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produces a further increase in pressure in cylinder 67a and this moves piston 67 further upwards so that channel 69 is opened. The pressurized liquid then flows through the five connected pipes 70,
71,72,73,74 to the distribution drawers 3 of the tool controls. The distribution spool 3 = is moved, from the position shown, downwards; therefore the space located in the cylinder 4 above the tool control piston 5 is connected to the pumps 1 and 2 and the space located below the piston 5 is at the same time connected to the piston 2.
The rapid advance of the tool carriage and the resulting movement of the tool can then begin and thus the entire described working operation can be repeated.
When the movement of change of position of all the distribution spools 3 is completed, the new increase in pressure, caused by the pump 32 which still delivers still, causes in the pipe 66 and in the cylinder 67a a new displacement of the piston 67 , during which then the door contact 29 is reversed. The electric switches 23,24,25,26,27 have meanwhile closed as a result of the already produced rotation of the control disc 8 in the opposite direction of the arrow m, the line 78 so that then through the switch 29, line 75 receives current and automatic switch 76 is engaged.
This has the consequence that the electromagnet 35 is attracted and that the control slide 33 is brought into the starting position and therefore into its readiness position for the then repeating control operations, at the same time by the attraction of the automatic switch 76, the line 77 leading to the automatic switch 30 is cut, so
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that the switch 30 drops and the current supply to the moter 31 is cut and consequently the delivery pump 52 is stopped.
In the exemplary embodiment of the invention according to Figs. 2 to 4, the support of the treated parts has the form of a table 101 which can pivot on an axis 102 and it carries on its periphery several devices 103 for receiving the treated parts. which can be set by a train of gears 104, 105 in rotation as is necessary for the treatment of the part. Each device 103 has three movable jaws 106 which can be moved in the radial direction by means of a known mechanism not shown by means of a threaded rod 107 and a nut 108. The nut 108 is connected. so as not to allow rotation has a clutch half 108 disposed coaxially.
At the location of the machine tool intended for clamping and loosening, there is provided below the clamping means which has just been described a device for its actuation which is fixed to the frame or to the support of the machine and is put into operation and controlled by a pressurized fluid. For the production of the pressure of the actuating and control liquid, a pump 110 is used which is actuated by an electric motor 111 and which borrows the liquid, a reservoir 112 and is connected to it by a reflux line 113 in which is interposed an adjustable valve 114 for adjusting the pressure.
The discharge line 115 of the pump 110 leads to a double slide l16a, 116b in the form of a valve, the nut of which is provided with two conduits situated in two parallel planes and has therefore been shown for clarity in the two-part drawing.
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juxtaposed and mated together. To the drawer 116a, 116b is attached by means of a connecting rod 117a a hand lever 117.
From the spool 116a leaves a conauite 118 going towards a cylinder 119 and actuating a piston 120 which is placed under the action of a counter spring 121 and whose piston rod carries the clutch half 122 cooperating with the clutch half '109.
If the spool 116a, 116b is brought by means of the handle 117 from the rest position shown in fig. 2 to the position of fig. 5, the delivery pipe 115 is connected via the pipe 118 to the cylinder 119, so that the piston 120 undergoes an upward movement and brings the clutch half 122 into engagement with the clutch half 109 of the workpiece table 101. When the piston has reached the corresponding position (see fig. 3) it releases a pipe 123 going from the cylinder 119 to the spool l16b and which, for the current position of the spool, brings the pressurized fluid through a pipe 124 to a liquid motor 125 and sets the rotor thereof in rotation in a determined direction.
On the motor shaft 125 is mounted a right wheel 129 which meshes with a right wheel 129a which can slide longitudinally on the piston rod 120 but is mounted so as not to be able to rotate. For the upper position of the control piston 120, of which the clutch 109,122 is engaged, the latter receives by means of the actuation described above a rotational movement which results, by means of the nut 108 and the threaded rod 107, a radial movement of the clamping jaws 106.
The arrangement is chosen in such a way that when it receives the action of the liquid by means of the pipe
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124, the liquid motor 125 rotates in the direction of an expanding movement of the clamping jaws 106, so that for a suitably shaped part, for example a cylindrical hollow body, the clamping operation is performed.
The line 126 carrying the pressurized liquid out of the motor 125 is connected by a line 127 of the spool 116b to the line 128 which returns to the reservoir 112 of the pressurized fluid.
When the clamping jaws 106 have applied against the workpiece and their movement has stopped, the rotation of the motor 125 also ceases and the pump 110 no longer delivers into the pipe 115 but, through the valve 114 and to conduct it 113 in idle mode, in the reservoir 112. The magnitude of the application pressure of the clamping jaws 106 can be regulated by the intermediary of the resistance of the valve 114 by the appropriate choice of the tension initial valve spring 114a.
If then by returning the hand lever 117 to its middle position (fig. 2) the rotary slide 116a, 116b is brought into its starting position, the supply of pressurized fluid to the piston 120 is interrupted and the quantity of fluid under pressure located below the piston 120 can escape through the conduit 118 to the part 116a of the rotary spool and from there through the recess 116c in the reservoir 112. By the tension of the spring 121, the piston 120 is moved. downwards and consequently the clutch 109,122 disengages, so that the clamping jaws 106 remain in the engaged position.
The table 101 of the treated parts is then found without connection with the actuation of the clamping device and can perform its pivoting movements without hindrance. When the post
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next clamping of the table the processed parts then reaches the stop position above the control device of the clamping arrangement, the hand lever 117 is moved by folding in the opposite direction (fig. 4) of first in the manner which has been described above -by a suitable constitution of the connection of the pipe 118 to the housing of the spool-, the piston rod 120 and the clutch 109,122 is engaged.
The fluid motor 125, however, then receives pressurized fluid via line 126 so that it rotates in the opposite direction to the direction it had previously and therefore via a train of spur gears 128,129 , the nut 108 receives a rotational movement which causes a radial displacement of the clamping jaws 106 towards the middle and results in a loosening of a part clamped by them. This operation is completed by returning the hand lever 117 to its middle position (fig. 2).
In the case of a machine tool with several shafts of the type mentioned at the beginning, it is advantageous to combine the clamping device with the existing lubrication system. Lubricating oil is then used as pressurized fluid and as a pressurized fluid pump, the lubricant delivery pump which delivers continuously even during the pause between two tightening operations. During this pause, the rotary slide 116a, 116b is in a position (fig. 2) in which the quantity of pressurized fluid supplied is sent neither to the cylinder 119 nor to the motor 125 but through line 128 to the collecting tank 130 for lubricating oil, from which the various lubrication points are supplied.
In line 128 it is possible to insert a stop valve 151 by means of which a
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any excess of the pressurized fluid is returned to the container 112 in which the pump 110 sucks. Even during the o-
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operation ae tightening, the qu.CLÉitiLé of fluid under P: C ,,) 6d iOll leaving the motor 125 by the conouites 126 or 124 arrives through the spool II (') in the conaui.te 128 from where. it is brought, for a suitable position of the valve 131, to the collecting tank 150.
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1. Control for automatic machine-s-, JutiL3 with several shafts, in which several mobile tools each simultaneously machine a treated part and the treated parts are moved jerkily towards each following tool, characterized in that the movement operations tools and the support of treated parts are controlled by a combination known per se of operating mechanisms operating with fluid under pressure and electrically, so that the actuation and control of the tools and the support of treated parts, in particular having the shape of a swivel table
are made by the pressurized fluid and that the electrical switching means transmit the maneuvering impulses controlling the dependence of the movements of the tools and of the support of the treated parts.