Installation d'usinage d'ébauches pour la production d'une variété de pièces
La présente invention se rapporte à un concept de fabrication de pièces à l'aide de machines-outils à commande numérique, et a pour objet une installation d'usinage comprenant un équipement pour la manutention des ébauches à usiner et des pièces usinées et un équipement de commande pour commander les opérations de détail et les opérations d'ensemble de l'installation.
Un des buts visés par l'invention est l'utilisation d'une ou de plusieurs machines-outils à commande numérique d'une manière qui conviendra particulièrement bien à la production de séries relativement réduites de pièces de types différents.
Un autre but de l'invention est d'utiliser une ou plusieurs machines-outils à commande numérique d'une manière qui permette d'exploiter au maximum la capacité d'usinage de ces machines.
D'autres buts de l'invention ressortiront à la lecture de la description.
L'installation faisant l'objet de la présente invention, destinée à usiner des ébauches pour la production d'une variété de pièces, comprend au moins une machine-outil à commande numérique, des moyens de transport assurant l'acheminement des ébauches vers cette machine et l'évacuation des pièces hors de celle-ci, et des moyens de commande programmée capables de commander les opérations de transport effectuées par lesdits moyens de transport ainsi que les opérations d'usinage effectuées par ladite machine-outil de manière que cette dernière effectue sur chaque ébauche qui lui est amenée par lesdits moyens de transport des opérations d'usinage prédéterminées, sélectionnées selon le type de pièce qui doit être produit à partir de cette ébauche.
Dans une forme d'exécution particulière de l'installation comprenant plus d'une machine, ces dernières ne sont de préférence pas toutes d'un même type. Ainsi, les différents types de machine-outil peuvent être conçus pour permettre à chacun d'effectuer des opérations d'usinage qui ne peuvent être effectuées par l'autre ou par les autres types de machine, ou lorsqu'il y a un recouvrement entre la gamme des opérations que peuvent effectuer deux types de machine différents, l'un d'entre eux peut être préférable à l'autre pour certaines opérations que toutes deux sont capables d'effectuer, le choix dépendant, par exemple, de la matière à usiner car les deux types de machine peuvent avoir des vitesses de coupe et des avances différentes. De telles machines sont donc complémentaires l'une de l'autre.
Une ou plusieurs des machines-outils peuvent être spécialisées, en ce sens que l'une d'elles peut être destinée à effectuer à grande vitesse des opérations de fraisage simples, tandis qu'une seconde machine-outil peut être spécialisée pour effectuer des opérations de perçage, une troisième pouvant être capable d'effectuer des opérations plus complexes telles que fraisage et perçage inclinés sur toutes les faces d'une ébauche à l'exception de la face qui pourrait être cachée, par exemple par une palette.
Pour certaines ébauches, il est possible de confier l'exécution de toutes les opérations d'usinage à une seule et même machine-outil. Pour d'autres ébauches, certaines seulement des opérations d'usinage peuvent être exécutées sur une même machine-outil et l'ébauche partiellement usinée doit alors être acheminée vers une autre machine-outil chargée d'effectuer les autres opérations d'usinage. Ainsi, les machines-outils effectuent sur certaines au moins des ébauches, des opérations d'usinage complémentaires.
L'avantage qu'il y a à recourir à plusieurs machinesoutils à commande numérique complémentaires plutôt qu'à une seule capable d'effectuer toutes les opérations d'usinage voulues, réside dans le fait que même si de nombreuses pièces peuvent nécessiter des opérations d'usinage complexes, ce n'est probablement que pour une faible proportion d'entre elles que ce genre d'usinage constitue une partie importante de l'ensemble des opéra tions exigée par chacune d'elles. Ainsi, une machine unique complexe passera une grande partie de son temps à effectuer des opérations d'usinage relativement simples, de sorte que sa capacité d'effectuer des opérations complexes est dans une grande mesure gaspillée.
Si en revanche les différentes possibilités d'usinage sont réparties entre un groupe de plusieurs machines, les différentes opérations sont effectuées en parallèle; cela permet en outre qu'un certain nombre d'ébauches puissent être usinées en même temps. De plus, il est évident que les diverses machines peuvent être mieux conçues pour l'exécution du nombre plus restreint d'opérations qu'elles sont appelées à effectuer. Ainsi une machine destinée à effectuer de simples opérations de fraisage est plus facile à construire de façon rigide qu'une machine destinée à produire des formes complexes et nécessitant de ce fait davantage de parties mobiles.
De même, une machine destinée à travailler uniquement des alliages légers peut être construite de manière à n'avoir que des vitesses de broche les mieux adaptées aux caractéristiques d'usinage de cette classe de matériaux, tandis qu'une machine qui doit traiter toute une gamme de matériaux est rendue plus compliquée par la présence de dispositifs de changement de vitesse, ou alors elle a une vitesse qui est limitée à la vitesse minimale requise pour les matériaux qu'elle doit pouvoir usiner.
Une telle forme d'exécution de l'installation est destinée à la production économique de séries de pièces différentes, séries qui, de préférence, se répètent. En service, l'installation est souple, en ce sens que des séries de pièces différentes sont usinées l'une après l'autre avec un gaspillage minimum de temps-machine lorsque l'on passe d'une pièce à une autre. Cette dernière caractéristique est en fait une qualité propre aux machines-outils à commande numérique, lesquelles sont conçues pour permettre un changement rapide du programme d'usinage.
De plus, en raison de l'existence, dans cette forme d'exécution particulière de l'installation, de plusieurs machines-outils complémentaires, différents types de pièces peuvent être usinées en même temps sur différentes machines, de sorte que chacune de ces dernières est utilisée à sa pleine capacité, et cela dans la mesure du possible, pendant tout le temps.
Lorsqu'il y a plusieurs machines-outils complémentaires qui, ensemble, sont capables d'effectuer les opérations d'usinage nécessaires pour produire la variété de pièces voulues, les moyens de commande interviennent pour régir tant les opérations d'usinage effectuées par chacune des machines que les opérations de transport effectuées par les moyens de transport, de manière que chaque ébauche soit acheminée vers une sélection prédéterminée de machines-outils et que chaque machine-outil de cette sélection effectue sur l'ébauche la ou les opérations d'usinage spécifiques de la pièce à réaliser.
Les ébauches peuvent être fixées sur des palettes et l'installation peut comprendre un entrepôt destiné à recevoir les palettes chargées d'ébauches, les palettes chargées étant transportées par les moyens de transport entre l'entrepôt et les machines-outils. Les opérations de transport effectuées par les moyens de transport peuvent comprendre le transport de palettes chargées d'ébauches ayant subi une opération d'usinage pour retourner les palettes à l'entrepôt.
L'entrepôt peut comprendre une armoire en forme de casier munie de séparations délimitant des cases ou compartiments pour les palettes, la commande des opérations de transport comprenant la sélection d'un compartiment
à destination duquel ou à partir duquel une palette doit
être transportée.
Les moyens de transport peuvent comprendre un
transporteur qui est disposé entre l'armoire et la ou les
machines-outils, et qui peut se déplacer le long de l'ar
moire, le transporteur comprenant, lui, un dispositif
porte-palettes, dispositif pouvant se déplacer verticale
ment relativement au transporteur, de manière que les
palettes puissent être amenées en regard d'un comparti
ment de l'armoire, et des moyens associés avec cet organe
porte-palettes capables de retirer une palette du compar
timent ou d'y déposer une palette, ainsi que de délivrer
une palette à une machine-outil ou de l'en retirer. Le
transporteur peut comprendre des moyens qui, en faisant
saillie, viennent s'engager contre les séparations de l'ar
moire afin de positionner le transporteur par rapport à
l'armoire.
Le transporteur peut, par exemple, se déplacer
le long de rails montés sur l'armoire.
La machine-outil, ou, si l'installation comprend plu
sieurs machines-outils, chaque machine-outil, peut com
prendre un chargeur de palettes, chargeur qui est capable
de porter plusieurs de ces dernières afin de constituer une
réserve tampon pour les palettes qui doivent être intro
duites dans, ou retirées de, la machine-outil, ainsi que des
moyens capables d'introduire une palette à partir du
chargeur dans la machine-outil et de retirer une palette
de la machine-outil pour l'introduire dans le chargeur.
Les moyens de transport sont agencés de manière à pou
voir délivrer les palettes au chargeur et de les en
reprendre et les moyens de commande sont agencés de manière à pouvoir commander la sélection de la palette
qui doit être introduite dans la machine-outil depuis le
chargeur, ainsi que la sélection de la palette qui doit être
évacuée du chargeur par les moyens de transport. Le chargeur de palettes peut comprendre un organe rotatif muni de pales pouvant chacune porter au moins une palette, les moyens de commande étant agencés de manière à commander la rotation de cet organe pour qu'une pale déterminée soit amenée devant l'entrée ou la
sortie pour palettes de la machine, ou devant une position de transfert à partir de laquelle une palette peut être déposée sur la pale par les moyens de transport ou en être
retirée.
L'installation peut comprendre un entrepôt pour des magasins contenant les outils utilisés par les machines, cet entrepôt pouvant être constitué par une armoire en forme de casier et pouvant être situé à proximité et dans l'alignement de l'entrepôt à palettes, et les moyens de transport peuvent également transporter les magasins à outils entre l'entrepôt et les machines-outils.
La machine-outil, ou chacune d'entre elles, peut comprendre un chargeur de magasins qui est, dans l'ensemble, similaire au chargeur de palettes, les moyens de transport délivrant ou reprenant les magasins à outils au chargeur de magasins. Les moyens de commande peuvent régir la sélection d'un magasin à outils dans le chargeur de magasins, cela en commandant la rotation de ce dernier de manière à amener une pale déterminée devant l'entrée ou la sortie correspondante de la machine.
Les moyens de transport peuvent également transporter des palettes entre l'entrepôt à palettes et un emplacement de mise en place en lequel les ébauches ou les pièces usinées sont chargées sur les palettes ou en sont déchargées. Les ébauches partiellement usinées peuvent être refixées, c'est-à-dire repositionnées, sur les palettes aux emplacements de mise en place, les palettes étant transportées entre l'entrepôt à palettes et l'emplacement de mise en place par les moyens de transport.
L'entrepôt à palettes peut être disposé entre la machine-outil ou les machines-outils, et l'emplacement de mise en place. L'entrepôt peut être constitué par un casier présentant des compartiments traversants. ouverts de chaque côté du casier, et un premier transporteur peut être disposé entre le casier et l'emplacement de mise en place. ainsi qu'un second transporteur entre le casier et la ou les machines-outils.
L'installation peut comprendre deux zones de travail dans lesquelles des opérations de nature différente sont effectuées sur du matériel passant d'une zone à l'autre, la cadence de travail instantanée dans l'une de ces zones étant généralement différente de celle dans l'autre zone, mais les cadences de travail moyennes étant les mêmes, le matériel devant passer d'une zone à l'autre étant emmagasiné dans un entrepôt, caractérisée en ce que l'entrepôt est constitué par un casier qui sépare physiquement les deux zones l'une de l'autre, ce casier étant ouvert de chaque côté de manière que le matériel qui y est introduit depuis l'un des côtés puisse être retiré depuis l'autre côté, et en ce qu'elle comprend deux dispositifs de transport, un de chaque côté du casier,
ces dispositifs pouvant se déplacer le long du casier indépendamment l'un de l'autre et chacun d'eux comprenant des moyens de manutention capables de placer du matériel dans le casier et de l'en extraire et capables de placer du matériel dans la zone de travail adjacente et de l'extraire de cette dernière.
Description générale dit dessin
Deux formes d'exécution de l'installation faisant l'objet de la présente invention, ainsi que divers éléments et dispositifs utilisés dans ces deux formes d'exécution seront maintenant décrits à titre d'exemple en se référant au dessin annexé, dans lequel:
:
la fig. 1 est une vue en perspective de la première forme d'exécution;
la fig. 2 est une vue en perspective d'une partie de la seconde forme d'exécution;
la fig. 3 est une représentation schématique d'une plus grande partie de l'installation partiellement représentée à la fig. 2;
les fig. 4A et 4B représentent ensemble un schéma des dispositifs de commande et des lignes de communication que comprend l'installation représentée à la fig. 2;
la fig. 5 est une vue schématique d'un exemple de cheminement d'ébauches à travers l'installation représen tée à la fig. 2;
la fig. 6 est une vue en perspective d'une paire de palettes accouplées;
la fig. 7 est une vue en perspective d'un magasin à outils;
la fig. 8 est une vue en perspective d'une boite;
;
la fig.9 est une vue en coupe à travers une unité de chargement coopérant avec une machine-outil et comprenant un chargeur de palettes et un chargeur de magasins à outils;
la fig. 10 est une vue en coupe à travers une partie du chargeur de magasins à outils visible à la fig. 9;
la fig. 1 I est une vue en coupe à travers le mécanisme d'entraînement de l'unité de chargement représentée à la fig. 9;
la fig. 12 est une vue schématique, en élévation, de dispositifs assurant le transfert des palettes et des magasins à outils entre l'unité de chargement représentée à la fig. 9 et la machine-outil avec laquelle elle coopère;
la fig. 13 est une vue en plan, partiellement en coupe, d'une partie des dispositifs représentés à la fig. 12;
la fig. 14 est une vue en coupe suivant la ligne XIV XIV de la fig. 12;
;
les fig. 15 et 16 sont des vues semblables à celle de la fig. 14 et elles en montrent certaines parties dans des positions différentes;
la fig. 17 est une vue en perspective d'une machineoutil monobroche à six degrés de liberté et de l'unité de chargement appelée à coopérer avec elle, cette unité comprenant un chargeur de palettes et un chargeur de magasins à outils;
la fig. 18 est une vue en élévation d'une partie du chargeur de palettes représenté à la fig.17;
La fig. 19 est une vue en plan, partiellement en coupe, du mécanisme visible à la fig. 18;
La fig. 20 est une représentation schématique des déplacements qu'effectuent des palettes à l'aide du mécanisme visible aux fig. 17, 18 et 19;
la fig. 21 est une vue en perspective d'un poste de positionnement ou de fixation des ébauches;
;
la fig. 22 est une représentation schématique des déplacements qu'effectuent des palettes à travers le poste de positionnement représenté à la fig. 21;
la fig. 23 est une représentation schématique des déplacements qu'effectuent des palettes à travers un poste de repositionnement ou de refixation:
la fig. 24 est une vue en plan, partiellement en coupe d'un mécanisme de chargement et de déchargement de palettes que comprend un transporteur:
la fig. 25 est une vue en coupe, suivant la ligne XXV
XXV de la fig. 24:
la fig. 26 est une vue en plan d'une partie du mécanisme représenté à la fig. 24:
:
la fig. 27 est une vue en coupe suivant la ligne XXVII
XXVII de la fig. 26;
la fig. 28 est une vue de côté d'un mécanisme porteur de palettes et de magasins à outils dans un transporteur;
la fig. 29 est une vue en élévation d'un transporteur ainsi que d'un casier visible à travers ce dernier:
la fig. 30 représente en plan une partie d'un transporteur et une partie d'un casier: et
la fig. 31 est un schéma, comprenant sept vues, qui illustre le transfert des palettes vers, et respectivement depuis un transporteur.
Description et fonctionnelllent de la prenliére
fosme d 'exécution
A la fig. 1, on distingue des armoires 1 et 2, en forme de casier, dont la première est destinée à emmagasiner des palettes sur chacune desquelles est fixée une ou plusieurs ébauches et dont la seconde est destinée à emmagasiner des palettes sur lesquelles sont fixées des pièces terminées qui ont été façonnées à partir des ébauches.
Il y a lieu de noter que lorsqu'on utilise les expressions pièces , pièces usinées ou pièces terminées . on inclut dans ces désignations des pièces virtuellement usinées ou terminées, étant donné que bon nombre de ces pièces peuvent encore nécessiter des opérations ultérieures, telles que l'enlèvement de languettes de matière par lesquelles elles sont fixées aux palettes, ceci avant d'être effectivement usinées ou terminées.
Les armoires 1 et 2 ressemblent à des casiers pour livres et peuvent effectivement être considérées comme des bibliothèques destinées à emmagasiner des palettes qui peuvent être glissées sur des tasseaux en cornière 3 ou retirées de ceux-ci, ces tasseaux constituant des comparti ments pour les palettes. Trois machines-outils 4, 5 et 6 à commande numérique sont disposées entre les armoires 1 et 2, chacune de ces machines comprenant sa propre unité de commande 4a, Sa et 6a respectivement. Un bac d'immersion 7 est également prévu pour enlever des pièces usinées ou partiellement usinées les copeaux qui peuvent y adhérer. Les unités 1, 2, 4, 5, 6 et 7 sont disposées sur une ligne le long de laquelle s'étend une paire de rails 8.
Un transporteur de palettes 9, pourvu de quatre roues 10, est agencé de manière à pouvoir se déplacer le long des rails 8, ce transporteur étant entraîné par servomoteur électrique logé dans sa base et alimenté par des conducteurs électriques. Ni le servo-moteur ni les conducteurs électriques ne sont représentés à la fig. 1: ils sont l'un comme l'autre de construction conventionnelle.
Le transporteur 9 ressemble, dans son ensemble, à un élévateur à fourche: il comprend deux bras 11 et 12 présentant des coudes 31 et 32 respectivement et ces bras
11 et 12 sont portés par des organes 13 et 14 par rapport auxquels ils peuvent coulisser dans la direction indiquée par la double flèche 15, ceci à l'aide de glissières horizontales en T ménagées dans les organes 13 et 14, et destinées à recevoir des coulisseaux que présentent les bras 11 et 12. Les organes 13 et 14 sont portés par des montants 16 et 17 qui donnent au transporteur 9 une forme en U, et ils peuvent coulisser par rapport à ces montants dans la direction indiquée par la double flèche 18, ceci grâce à des glissières verticales pratiquées dans les montants 16 et 17 et destinées à recevoir des coulisseaux montés sur les organes 13 et 14.
Les mouvements relatifs représentés par les flèches 15 et 18 sont effectués à l'aide de moyens électro-hydrauliques logés dans le transporteur 9. Ces moyens ne sont pas représentés, car ils sont bien connus.
L'unité 19 est une unité de commande programmée, ou ordinateur, qui comprend un panneau de sortie 20 et un panneau de rétro-action 21, ces deux panneaux étant reliés au transporteur 9 et aux trois machines-outils 4, 5 et 6. Chacune des unités de commande 4a, Sa et 6a dessert sa propre machine-outil et est programmée par une bande de manière que les servo-mécanismes appropriés de la machine-outil exécutent les instructions enregistrées qui régissent le choix de l'outil, l'enlèvement du métal, etc. De préférence, le système de commande est réalisé de la manière représentée, mais il est possible de combiner les unités 4a, Sa et 6a dans l'unité 19, laquelle constitue alors un ordinateur unique, mais beaucoup plus grand.
Chacune des machines-outils est pourvue d'un prolongement 22. Tous les prolongements sont identiques, bien que les machines auxquelles ils sont fixés, puissent différer les unes des autres. Ces prolongements portent un convoyeur horizontal à rouleaux 23 de faible longueur, de chaque côté duquel sont ménagées des rainures 24 et 25. Les bras 11 et 12 du transporteur 9 s'adaptent dans ces rainures 24 et 25 respectivement. Chacun des prolongements 22 est également pourvu de montures terminales 26 et 27 portant des paliers dans lesquels est monté l'arbre d'une tourelle rotative 28 qui comprend quatre pales porte-palettes 29 faisant entre eux un angle de 900. Chaque pale 29 est munie de guides de retenue 30, entre lesquels une palette peut être glissée.
Les pales 29 de la tourelle 28 servent de magasin tampon aussi bien pour les palettes entrantes que pour les palettes sortantes.
Bien que cela ne ressorte pas de la fig. 1, les machines-outils 4, 5 et 6 sont différentes et exécutent des opérations différentes, mais chacune de ces machinesoutils est pourvue d'un dispositif tel que décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 433918, dispositif qui permet d'amener une palette en position précise en vue de l'usinage de l'ébauche qui s'y trouve chargée.
On va décrire maintenant le fonctionnement de l'installation représentée à la fig. 1.
Des palettes portant des ébauches sont placées dans les compartiments de-l'armoire 1, chaque compartiment étant affecté de sa propre référence de position, et chaque palette portant un numéro correspondant à la pièce qui doit être produite à partir de l'ébauche qu'elle porte, de sorte que toutes les palettes portant des ébauches correspondant à une même pièce portent le même numéro.
L'ordinateur 19 est programmé à l'aide d'une bande spécifique de chacune des pièces qui doivent être produites, le programme comprenant les informations relatives aux références de position dans l'armoire 1 qui renferme les palettes numérotées portant les ébauches correspondant à ces pièces. Le programme comprend également, pour chaque pièce, les indications relatives à celle ou à celles des machines-outils 4, 5 et 6 qui sont nécessaires pour effectuer les opérations d'usinage destinées à produire cette pièce, et, pour chacune des machines-outils sélectionnées, la référence du programme propre à faire exécuter les opérations d'usinage par l'unité de commande associée avec la machine-outil correspondante.
L'ordinateur 19 ne se borne pas à commander les opérations des trois machines-outils 4, 5 et 6, mais commande également les déplacements et les opérations du transporteur 9, ceci à l'aide d'un comparateur distinct et de circuits que renferme ce comparateur ainsi qu'à l'aide de signaux de commande. A titre d'exemple, on va décrire le cycle des opérations de transport effectuées par le transporteur 9 dans le cas d'une pièce qui doit être produite en usinant une ébauche sur les machines-outils 4 et 6 seules.
Pour plus de simplicité, les déplacements le long des rails 8 seront considérés comme s'ils se produisaient le long d'un axe X, ceux effectués dans les directions indiquées par la flèche 18 le long d'un axe Y et ceux effectués dans les directions indiquées par la flèche 15 le long d'un axe Z.
1. L'ordinateur 19 émet un ordre au transporteur 9 pour qu'il se déplace le long de l'axe X jusqu'à ce qu'il arrive en regard d'une position d'emmagasinage donnée de l'armoire 1, cette position étant déterminée par l'ordinateur et correspondant à une case qui renferme une palette portant une ébauche à partir de laquelle ladite pièce doit être produite. Du fait qu'une grande précision n'est pas nécessaire en ce qui concerne la position du transporteur 9 ou la position de ses bras 11 et 12, tout dispositif de positionnement convenable peut être utilisé.
Par exemple, on peut recourir à un dispositif semblable à celui qui est utilisé pour positionner les palettes dans les machines-outils et qui est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 433918: il suffit que des détecteurs de position
D soient convenablement placés. On peut aussi recourir à des interrupteurs (non représentés) fixés sur les rails 8 et commandés par les roues 10 afin de fournir les indications relatives à la position du transporteur 9.
2. Tandis que le transporteur 9 se déplace le long de l'axe X, un nouveau signal de commande engendré par le comparateur de l'ordinateur 19 provoque le déplacement des organes 13 et 14 le long de l'axe Y de sorte que les bras 11 et 12 viennent en alignement avec l'axe de la case d'emmagasinage sélectionnée. Sitôt que le transporteur 9 est en alignement avec cette case, il lit, selon n'importe quel procédé connu des hommes du métier, le numéro que porte la palette qui s'y trouve. Ce numéro, dès qu'il est lu par le transporteur 9, est transmis à l'ordinateur 19 pour vérifier que le programme correct a été sélectionné par l'unité de commande 4a de la machine-outil 4.
3. Après que le transporteur 9 et les organes 13 et 14 se sont arrêtés, les bras 11 et 12 sont amenés à se déplacer le long de l'axe Z jusqu'à ce qu'ils arrivent sous la palette qui, chargée d'une ébauche, se trouve dans la case sélectionnée.
4. Un nouveau signal de commande provoque ensuite une légère élévation des organes 13 et 14, ce qui dégage la palette des tasseaux 3 sur lesquels elle reposait, puis le retrait des bras 11 et 12 le long de l'axe Z.
5. De nouveaux signaux de commande provoquent alors le déplacement du transporteur 9 le long de l'axe X de manière qu'il vienne se placer devant la machineoutil 4, et le déplacement des organes 13 et 14 le long de l'axe Y de manière qu'ils arrivent juste au-dessus du niveau du convoyeur à rouleaux 23.
6. Dès que le transporteur 9 et les organes 13 et 14 se sont immobilisés, les bras 11 et 12 se déplacent le long de l'axe Z jusqu'à ce que la palette soit située au-dessus du convoyeur 23. Les organes 13 et 14 se déplacent ensuite vers le bas, de manière que la palette soit déposée sur le convoyeur 23, les bras 11 et 12 s'immobilisant dans les rainures 24 et 25.
7. Les bras 11 et 12 se déplacent ensuite le long de l'axe Z jusqu'à ce qu'ils soient dégagés de la machineoutil 4. Le transporteur 9 est maintenant libre et peut être utilisé par l'ordinateur pour effectuer, suivant les ordres du programme, une autre opération de transport qui peut être:
(i) la sélection d'une autre palette reposant dans l'armoire 1 mais chargée d'une ébauche complètement différente, ceci pour la transporter à la machine-outil 5 en vue de la production d'une pièce différente, ou
(ii) le retour vers l'armoire 1, mais à une autre case, ceci pour le transfert d'une autre palette chargée d'une ébauche similaire à la première.
8. Pour en revenir à la palette déposée sur le convoyeur 23 de la machine-outil 4, elle est ensuite soumise à l'action de moyens de poussée, non représentés sur le dessin et pouvant être constitués par un vérin hydraulique, qui la glissent entre les guides 30 de l'une des pales porte-palettes 29 de la tourelle 28.
9. La tourelle 28 tourne de 90 , en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre lorsqu'on regarde le dessin, amenant ainsi la pale, qui vient d'être chargée, en position verticale au-dessus de l'axe de la tourelle.
10. Un autre poussoir, non représenté à la figure 1 (mais qui peut être tel que décrit plus loin en référence à une autre forme d'exécution), retire la palette de cette pale 29 et l'éjecte le long d'une face verticale de la machine-outil 4 proprement dite.
11. La machine-outil 4 accepte la palette, laquelle est ensuite amenée en position de la manière décrite dans l'exposé du brevet suisse N0 433918.
12. La machine-outil 4 exécute une opération d'usinage comme cela est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 420792.
13. La palette, portant maintenant une ébauche partiellement usinée, est remise en place sur la même pale que celle dont elle provenait, ceci sous la commande d'un autre poussoir.
14. Si l'étape 7 (ii) indiquée ci-dessus a eu lieu, la tourelle 28 tourne encore une fois de 90 en sens inverse à celui des aiguilles d'une montre. La nouvelle palette est transférée à la machine-outil 4 pour y être usinée, puis est retransférée à sa pale de support, après quoi la tourelle 28 effectue une rotation de 1800 dans la même direction (normalement par étapes de 90 , du fait qu'une nouvelle palette est introduite dans la machine-outil à chaque étape). Pendant la rotation de la tourelle 28, les copeaux qui se sont accumulés dans les cavités de la pièce usinée tombent dans un récipient disposé dans la base du prolongement 22.
Il y a lieu de noter que cette disposition des pales porte-palettes 29 est avantageuse en ce qui concerne l'enlèvement des copeaux, car chaque palette est renversée avant de quitter le prolongement 22 de la machine-outil. Si aucune nouvelle palette n'attend d'être traitée (par exemple parce que le programme occupe le transporteur avec l'étape 7 (i) indiquée ci-dessus) la tourelle 28 tourne de 270 , toujours en sens inverse à celui des aiguilles d'une montre.
15. En même temps que s'exécute l'étape 14, le transporteur 9 est de nouveau aligné devant la machine-outil 4 suivant les axes X, Y et Z, les bras 11 et 12 s'immobilisant dans les rainures 24 et 25 respectivement.
16. Une opération inverse à celle indiquée dans l'étape 8 est alors effectuée et le poussoir (qui n'est pas représenté) pousse la palette sur le convoyeur à rouleaux 23.
17. Les organes 13 et 14 se déplacent vers le haut le long de l'axe Y ce qui soulève la palette, les bras 11 et 12 s'écartent de la machine-outil 4 le long de l'axe Z et le transporteur 9 se déplace le long de l'axe X vers le bac 7.
18. Le transporteur 9 s'immobilise devant le bac 7 qui renferme un liquide dans lequel l'ébauche partiellement usinée et sa palette peuvent être immergées afin d'enlever toute particule de métal adhérant à l'ébauche. Ceci est effectué en plaçant les coudes 31 et 32 dans le plan du bord antérieur du bac 7 et en abaissant ensuite les organes 13 et 14.
19. Après le nettoyage de l'ébauche dans le bac 7, le transporteur 9 se déplace le long de l'axe X jusqu'à ce qu'il arrive devant la machine-outil 6 où les organes 13 et 14 sont de nouveau amenés au-dessus du niveau du convoyeur 23.
20. La séquence des étapes 6 à 18 est maintenant répétée, la machine-outil 6 se substituant à la machineoutil 4. A la fin de la nouvelle étape 12,1'ébauche aura été transformée par l'usinage, en une nouvelle pièce terminée.
21. Après le second nettoyage dans le bac 7 la pièce terminée peut être séchée, par exemple dans un dispositif de séchage à air chauffé. Ce dispositif de séchage n'est pas représenté, mais serait placé le long des rails 8 à côté du bac 7, le transporteur 9 lui amenant la palette de la façon qui a été décrite à propos du bac 7.
22. Après que la pièce terminée ait été séchée, le transporteur 9 se déplace le long de l'axe X jusqu'à se placer devant une position d'emmagasinage de l'armoire 2, la position exacte étant indiquée par l'ordinateur 19. Les organes 13 et 14 se déplacent le long de l'axe
Y et les bras 11 et 12 le long de l'axe Z, ceci jusqu'à ce que la palette et sa pièce terminée soient glissées sur les tasseaux de la case appropriée.
23. Le transporteur 9 est maintenant prêt pour effectuer de nouvelles opérations de transport, par exemple pour prendre en charge une ébauche semi-finie du même type, usinée sur la machine 4 ou pour prendre en charge une ébauche différente usinée sur la machine 5. Le programme choisit les opérations que doit exécuter le transporteur et celui-ci les exécute.
Les dernières opérations à effectuer sur les pièces terminées après qu'elles aient été emmagasinées dans l'armoire 2 peuvent comprendre leur enlèvement de la palette, le contrôle, et l'enlèvement de tout accessoire métallique pour fixer l'ébauche à la palette.
Dans la description qu'on vient de donner du fonctionnement de l'installation représentée à la fig 1, il a été supposé que chaque palette ne portait qu'une seule ébauche, et que les palettes étaient emmagasinées dans les armoires 1 et 2, transportées et introduites dans les machines-outils ou extraites de ces dernières une à une et individuellement. Cependant, dans certains cas, une palette peut porter plus d'une ébauche, et les palettes peuvent être emmagasinées, transportées et introduites dans les machines-outils par paires accouplées, comme on le verra plus loin à propos d'une autre forme d'exécution, les machines-outils, en totalité ou en partie, étant alors constituées par des machines à deux broches.
Si au cours des opérations décrites, l'une des machines-outils vient à tomber en panne ou à être inutilisable pour toute autre raison, l'ordinateur 19, pour parer aux inconvénients d'une telle défaillance, est capable de modifier le programme des opérations. Ainsi, le transporteur 9 serait amené à ne pas accepter de palettes destinées à être chargées sur la machine défaillante.
La fig. 1 ne représente qu'une seule lignée de machines-outils disposées d'un côté des rails 8, mais une seconde lignée peut être disposée en face de celle qui est dessinée. Lorsque tel est le cas, il y a lieu de modifier le transporteur 9 de manière qu'il puisse recevoir et délivrer des palettes des deux côtés des rails 8, par exemple à l'aide d'un mécanisme qui sera décrit plus loin à propos des fig. 24 à 31.
L'armoire 1 peut emmagasiner des programmes enregistrés sur bandes destinées à l'unité de commande 19, celle-ci devant alors être placée en ligne avec les autres unités; elle peut aussi contenir des magasins d'outils pour les machines 4, 5 et 6, ceci en plus du stockage de palettes. Le transfert qu'assure le transporteur 9 s'effectuera d'une façon légèrement différente de celle qu'on vient de décrire, mais il se déroulera selon les mêmes grandes lignes.
Description d'ensemble de la deuxième forme d'exécution
Avant de décrire en détail l'installation représentée aux fig. 2, 3 et 4, on va donner un aperçu général de sa construction et de son fonctionnement.
L'installation comprend une pluralité de machinesoutils à commande numérique, chacune d'elles recevant des ébauches portées sur des palettes et effectuant des opérations d'usinage sur ces ébauches. Elle comprend en outre un équipement annexe destiné à manutentionner les ébauches et un équipement destiné à commander le fonctionnement de toute l'installation de manière à maintenir les machines-outils constamment en action afin d'utiliser au maximum le temps d'usinage dont elles disposent.
L'installation comprend deux zones distinctes: premièrement une zone d'usinage dans laquelle toutes les opérations sont mécanisées et s'effectuent de façon continue, et secondement une zone d'alimentation dans laquelle des opérateurs humains assurent des fonctions importantes et peuvent travailler de façon discontinue, par exemple une seule période de travail par jour. Les machines-outils sont, en un certain sens, à fonctionnement automatique; chaque machine-outil est reliée à une unité de commande numérique destinée à en régir le fonctionnement selon des instructions enregistrées sur une bande pouvant rapidement accéder à un pupitre coopérant avec cette unité.
En revanche, comme cela sera expliqué plus loin, le déclenchement de chacune de ces opérations d'usinage et la sélection de la bande ou de la section de bande portant les données nécessaires à chacune d'elles est commandée à distance par une unité de commande principale qui peut être assimilée à un ordinateur. Les ébauches sont amenées vers les machines-outils ou évacuées de celles-ci sur des palettes (c'est-à-dire des berceaux de forme standard, quelle que soit la forme ou les dimensions de l'ébauche qui y est fixée), et les machines-outils sont agencées pour pouvoir recevoir, positionner, maintenir, libérer, et éjecter les palettes, ceci de façon automatique et sous la commande de l'ordinateur.
Un transporteur commandé à distance par ce dernier est disposé dans la zone d'usinage et est destiné à transporter les palettes entre les machines-outils et un entrepôt de palettes ayant généralement la forme d'un casier contenant un compartiment ou case pour chaque paire de palettes utilisées.
L'entrepôt de palettes constitue un point de contact, une voie de communication ou un dispositif tampon entre la zone d'usinage et la zone d'alimentation, la zone d'usinage étant essentiellement une zone où les opérations sont effectuées automatiquement de façon continue, et la zone d'alimentation étant une zone où les opérations sont discontinues. La zone d'alimentation peut être considérée comme subdivisée en une zone de manipulation de palettes et une zone d'opérations annexes. Dans la zone de manipulation de palettes est disposé un autre transporteur (similaire à celui de la zone d'usinage) pour transporter des palettes entre l'entrepôt de palettes et un emplacement de mise en place d'ébauches constitué par un établi comprenant plusieurs tables occupées par des opérateurs humains.
A certaines de ces tables, dénommées postes de fixation, les opérateurs fixent des ébauches brutes aux palettes vides et retirent les ébauches usinées des palettes chargées. Aux autres tables, dénommées postes de repositionnement ou de refixation, les opérateurs modifient la position ou refixent les ébauches, lorsque ceci est nécessaire, afin de permettre à toutes les opérations d'usinage requises d'être effectuées (par exemple lorsque dés cavités doivent être fraisées dans les six faces d'une ébauche cuboïde).
Dans la zone des opérations annexes est aménagé un troisième transporteur, dont la forme générale est semblable à celle des transporteurs fonctionnant dans les zones d'usinage et de manipulation des palettes; ce transporteur est également commandé à distance par l'ordinateur, mais il est destiné à transporter des boîtes plutôt que des palettes. Ce troisième transporteur (appelé ciaprès transporteur de boîtes) est agencé pour véhiculer des boîtes entre un entrepôt de boîtes (lequel se présente à nouveau sous la forme d'un casier présentant des compartiments dont chacun est destiné à recevoir une boîte) et un convoyeur de boîtes destiné à convoyer les boîtes entre la zone des opérations annexes et l'emplacement de positionnement.
Dans la zone des opérations annexes, du matériel comprenant des ébauches et l'outillage requis pour fixer ces ébauches aux palettes est chargé dans les boîtes et hors de celles-ci par des opérateurs humains.
Description générale de la deuxième forme d'exécution
en regard des fig. 2, 3, 4A et 4B
L'installation représentée aux fig. 2 et 3 comprend six machines-outils 101, 102, 103, 104, 105 et 106 qui sont complémentaires en ce sens qu'ensemble elles peuvent effectuer toutes les opérations nécessaires pour produire une diversité de pièces. En d'autres termes, chacune des pièces de cette diversité peut être produite en introduisant l'ébauche à partir de laquelle la pièce doit être usinée dans une sélection prédéterminée d'une ou de plusieurs de ces machines-outils 101 à 106 et en effectuant sur cette ébauche les opérations d'usinage nécessaires. A chacune des machines-outils 101 à 106 est associée une unité de chargement 107, 108, 109, 110, 111 et 112, respectivement.
Chaque unité comporte un chargeur de palettes, c'est-à-dire un dispositif qui est capable de porter plusieurs palettes et qui comprend des moyens pour transférer les palettes depuis ce dispositif dans la machine-outil et les retransférer depuis la machine-outil au dispositif; ce chargeur constitue une réserve tampon de palettes au voisinage immédiat de la machine-outil.
Chaque unité de chargement comporte également un chargeur de magasins à outils, c'est-à-dire un dispositif qui est capable de porter plusieurs magasins à outils et qui comprend des moyens pour transférer les magasins depuis le dispositif dans la machine-outil et pour les retransférer depuis la machine-outil au dispositif; ce dispositif constitue une réserve de magasins à outils située au voisinage immédiat de la machine-outil, de sorte qu'un certain nombre d'outils sont toujours à disposition de la machine. Les chargeurs de palettes et les chargeurs de magasins à outils comprennent, comme cela sera décrit en détail plus loin, des organes rotatifs pourvus de pales capables de porter les palettes, respectivement les magasins à outils.
Chacune des machines-outils 101 à 106 est pourvue d'un mécanisme destiné à amener automatiquement une palette dans une position précise, celle qui est requise pour l'usinage de l'ébauche qui y est fixée: un tel mécanisme est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 433918.
La machine-outil comprend également des moyens capables de choisir automatiquement un outil dans le magasin, comme cela est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 420792.
Les machines-outils 101 à 106 sont disposées en ligne d'un côté d'un entrepôt à palettes, constitué par un casier 113 pourvu de compartiments traversants pour les palettes, c'est-à-dire de compartiments dans lesquels, respectivement hors desquels, des palettes peuvent être insérées, respectivement retirées, et cela des deux côtés du casier. Un transporteur 114 est disposé entre le casier et les machines-outils, de manière à pouvoir amener des palettes chargées d'ébauches depuis le casier aux machines-outils et à pouvoir ramener des palettes chargées d'ébauches usinées depuis les machines-outils au casier. Pour les raisons qui seront exposées plus loin, les palettes sont en fait stockées et transportées par paires au sein desquelles elles sont accouplées.
Le transporteur 114 peut se mouvoir le long du casier 113 et comprend un support pour les palettes qui est mobile verticalement, de sorte que ce support peut être amené, d'une part, devant n'importe lequel des compartiments du casier 113, et, d'autre part, devant le chargeur de palettes de n'importe laquelle des machines-outils 101 à 106, pour y déposer ou en retirer une paire de palettes. A l'une des extrémités du casier 113 est disposé un autre casier 115 qui constitue un entrepôt pour magasins à outils et qui comprend des compartiments dont chacun est destiné à recevoir un seul magasin à outils. Le transporteur 114 peut également se mouvoir le long de ce casier pour magasins à outils et il est pourvu d'un support pour ces derniers.
Ce support est mobile verticalement et peut donc être amené, d'une part, devant n'importe lequel des compartiments du casier 115 et, d'autre part, devant le chargeur de magasins à outils de n'importe laquelle des machines 101 à 106, pour y déposer ou pour en retirer un magasin à outils. Quant au transporteur lui-même, il sera décrit en détail plus loin.
Chaque paire de palettes accouplées est munie d'un numéro d'identification (qui est affiché sur les palettes comme on l'expliquera plus loin) et auquel un seul compartiment est affecté dans le casier 113, de sorte qu'une paire de palettes ne peut pénétrer dans un compartiment autre que celui auquel elle est destinée. De même, chaque magasin à outils porte un numéro d'identification auquel un seul compartiment est alloué dans le casier 115, ce compartiment étant le seul dans lequel ce magasin à outils peut entrer. Deux sections 116 et 117 de transit sont disposées au-delà du casier destiné aux magasins à outils, du côté opposé au casier à palettes. Chacune de ces sections de transit est constituée d'une seule colonne verticale de compartiments traversants pour magasins à outils.
Ces sections de transit sont également accessibles au transporteur 114 et elles sont prévues pour permettre le retrait de magasins contenant des outils qui ne seront plus utilisés pendant un certain temps et l'introduction dans le système de magasins contenant d'autres outils.
Ainsi, un magasin contenant des outils qui ne seront plus utilisés pendant un certain temps peut être extrait par le transporteur 114 hors du compartiment correspondant du casier 115 (ou directement hors de la dernière machine qui l'utilise) et placé dans un des compartiments de l'une des sections de transit, en l'occurrence la section 117, (d'un côté de celle-ci) pour être enlevé (de l'autre côté) par un opérateur humain, et un magasin contenant d'autres outils peut être placé par un opérateur humain (depuis cet autre côté) dans un des compartiments de l'autre section de transit, en l'occurrence 116, pour permettre au transporteur 114 d'extraire ce magasin de cette section de transit (depuis ledit premier côté) pour l'amener au compartiment qui lui est alloué dans le casier 115 (d'où il peut être transféré. le moment venu, à la machine-outil appropriée).
Le transporteur 114 est pourvu de moyens de contrôle, sous forme de têtes de lecture capables de lire le numéro d'identification de la palette ou du magasin à outils qu'il transporte, et de renvoyer, dans un but qui sera indiqué plus loin, des signaux de rétro-action représentant ce numéro.
Un emplacement de mise en place des ébauches est prévu le long du casier à palettes 113, du côté qui est
opposé à celui où se trouvent les machines-outils. Cet emplacement de mise en place est équipé, d'une part, d'un ensemble de tables de fixation 118 à 133, où les ébauches brutes sont chargées ou fixées sur les palettes et
où les ébauches usinées sont déchargées des palettes, et, d'autre part, d'un ensemble de tables de refixation ou de repositionnement 134 à 137, où les ébauches partiellement usinées sont déchargées des palettes et rechargées sur celles-ci dans une autre position, ou refixées d'une autre manière pour des opérations d'usinage ultérieures (par exemple en appliquant d'autres pinces de fixation sans modification de la position de l'ébauche sur la palette).
Les tables de fixation 118 à 133 de même que les tables de repositionnement 134 à 137 sont disposées sur une seule ligne, comme cela est représenté, et un transporteur 138, semblable au transporteur 114 mais ne comprenant qu'un support pour palettes à l'exclusion d'un support pour magasins à outils, est disposé entre le casier à palettes 113 et les tables 118 à 137. il est destiné, d'une part, à transporter depuis le casier 113 aux tables de fixation les palettes vides qui doivent être chargées avec des ébauches brutes et les palettes chargées d'ébauches usinées qui doivent être déchargées, et, d'autre part, à transporter depuis les tables de fixation au casier 113 les palettes chargées, porteuses d'ébauches brutes, et les palettes vides, déchargées d'ébauches usinées.
Le transporteur 138 permet en outre, d'une part, de transporter depuis le casier 113 aux tables de repositionnement des palettes chargées, porteuses d'ébauches partiellement usinées, afin que ces ébauches soient refixées ou repositionnées, et, d'autre part, de transporter depuis les tables de repositionnement au casier 113 les palettes porteuses d'ébauches refixées ou repositionnées en vue d'un usinage ultérieur. Comme cela a été décrit à propos du transporteur 114, le transporteur 138 peut amener son support de palettes devant n'importe lequel des compartiments du casier 113 et devant n'importe laquelle des tables de fixation et de repositionnement pour y déposer ou en retirer des palettes.
Chacune des tables de repositionnement est pourvue d'un mécanisme tel que celui qui est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 433918 et capable d'amener automatiquement les palettes dans une position précise permettant d'effectuer les opérations de refixation ou de repositionnement des ébauches.
Un convoyeur 139 à deux voies s'étend le long de l'emplacement de mise en place. Ce convoyeur consiste en une bande transporteuse sans fin 105 comprenant deux brins horizontaux situés à des niveaux différents. Le brin supérieur sert à acheminer du matériel vers les tables de fixation tandis que le brin inférieur sert à évacuer du matériel depuis ces tables. Le matériel, qui consiste en ébauches, en accessoires utilisés pour la fixation des ébauches aux palettes, en gabarits et en instructions pour la fixation des ébauches, est véhiculé dans des boîtes portées par le convoyeur depuis et vers une zone 140 de préparation des boîtes (fig. 3).
Cette zone de préparation des boîtes 140 sera décrite en détail plus loin et peut être considérée provisoirement comme une zone dans laquelle les boîtes sont remplies du matériel qui doit être acheminé vers les tables de fixation, et dans laquelle les boîtes provenant des tables de fixation sont déchargées. Le convoyeur 139 véhicule depuis la zone de préparation 140 en direction des tables de fixation 118 à 133, d'une part, des boîtes qui contiennent des ébauches et des accessoires de montage, ainsi que des gabarits et des instructions pour la fixation des ébauches sur les palettes, et, d'autre part, des boîtes vides destinées à être remplies d'ébauches usinées et des accessoires de montage qui ont été détachés des palettes.
Le convoyeur 139 véhicule par ailleurs, depuis les tables de fixation 118 à 133 en direction de la zone de préparation 140, des boîtes qui contiennent des gabarits et des instructions ayant servi à la fixation des ébauches sur les palettes, ainsi que des boîtes contenant des ébauches usinées et des accessoires de montage qui ont été détachés des palettes.
Le convoyeur 139 véhicule en outre, depuis la zone de préparation 140 vers les tables de fixation 118 à 133, des boîtes qui contiennent des accessoires de montage, des gabarits et les instructions nécessaires pour refixer ou repositionner des ébauches partiellement usinées sur les palettes, et transporte également, depuis les tables de fixation vers la zone de préparation 140, des boîtes renfermant les accessoires de montage qui ont été enlevés des palettes et mis de côté lors d'une opération de refixation et de repositionnement, ainsi que les gabarits et les
instructions utilisés pour les opérations de refixation ou
de repositionnement. Chacune des tables de fixation (les
quelles seront décrites en détail plus loin) comprend des moyens de déflection automatique capables de dévier du convoyeur toute boîte destinée à cette table.
Chacune des
tables de fixation ou de refixation comprend des moyens
de contrôle qui se présentent sous la forme d'une tête de
lecture capable de lire le numéro d'identification d'une paire de palettes chargées d'ébauches à usiner et prête au transport depuis la table vers le casier 113 par l'intermédiaire du transporteur 138, et d'émettre un signal de
rétro-action correspondant à ce numéro. Le rôle joué par ces moyens de contrôle apparaîtra plus loin.
Chacune des tables de fixation 118 à 133 est desservie par un opérateur humain qui accomplit les opérations de fixation des ébauches à cette table.
Les opérations de refixation ou de repositionnement
sont effectuées par les mêmes opérateurs. Lorsque des
opérations de repositionnement doivent être effectuées, les opérateurs se dirigent vers les tables de refixation appropriées avec les boîtes qu'ils ont reçues à leurs tables de fixation et qui contiennent les accessoires de montage, un gabarit et les instructions de refixation. Au poste de refixation, les opérateurs effectuent les opérations nécessaires et retournent ensuite avec les boîtes (contenant tout accessoire de montage mis de côté, de même que les gabarits et les instructions) à leurs tables de fixation et ils placent ces boîtes sur le brin inférieur du convoyeur 139 pour les retourner vers la zone de préparation 140.
Un panneau, qui sera décrit plus en détail ci-dessous et qui est placé sur chaque table de fixation, avertit l'opérateur lorsqu'il doit se déplacer vers une table de refixation.
Chaque boîte porte un numéro d'identification et dans la zone 140 sont prévus des moyens de contrôle capables d'émettre, comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, un signal de rétro-action traduisant le numéro d'identification d'une boîte, numéro qui est indicatif du contenu de la boîte chargée. Chaque table de fixation comprend également des moyens de contrôle capables de lire le numéro d'identification d'une boîte arrivant sur la table depuis le convoyeur 139 et d'émettre un signal de rétro-action correspondant à ce numéro.
La zone de préparation 140 comprend un entrepôt à boîtes constitué par un casier qui comporte une section principale (constituée de deux parties 141 et 142 sises en regard l'une de l'autre) pourvue de compartiments dont chacun est destiné à recevoir une boîte. Chaque boîte est affectée à un seul compartiment qui est, dans la section principale, le seul dans lequel cette boîte peut pénétrer. Il est également prévu trois sections de transit 143, 144 et 145, constituées chacune par une seule colonne verticale de compartiments traversants. La première section de transit 143 est destinée aux boîtes vides d'où elles peuvent être enlevées par des opérateurs humains pour être remplies. La seconde section de transit 144 est destinée à recevoir, de la main des opérateurs humains, les boîtes qui ont été remplies de matériel.
La troisième section de transit 145 est destinée à recevoir, de la main des opérateurs humains, les boîtes déchargées qui ont été retournées par le convoyeur 139.
Un transporteur 146, qui est semblable aux transporteurs 114 et 138 décrits précédemment, mais qui comprend un support de boîtes en lieu et place d'un support de palettes, est disposé entre les deux parties opposées 141 et 142 de la section principale du casier à boîtes. Ce transporteur sert à transporter des boîtes vides depuis la section principale 141-142 vers la première section de transit 143, à transporter des boîtes pleines depuis la seconde section de transit 144 vers la section principale 141-142, et à transporter des boîtes vides depuis la troisième section de transit 145 vers la section principale 141142.
Le transporteur 146 prélève également des boîtes pour les envoyer depuis la section principale 141-142 vers les tables de fixation et de refixation; pour cela, il les dépose sur le brin supérieur du convoyeur 139, ce brin supérieur passant à travers une ouverture ménagée dans le casier à boîtes.
Chacun des compartiments des sections de transit 143 à 145 est pourvu d'un interrupteur qui est actionné par l'arrivée d'une boîte dans le compartiment; cet interrupteur provoque l'émission de signaux qui indiquent soit l'absence d'une boîte dans la première section de transit soit la présence d'une boîte dans la deuxième ou dans la troisième section de transit. Ces signaux sont utilisés pour ordonner au transporteur 146 d'effectuer, sous réserve d'autres engagements, des opérations de transport telles que la première section de transit soit maintenue aussi pleine que possible de boites vides et que les deuxième et troisième sections de transit soient maintenues aussi vides que possible de boîtes pleines, respectivement vides.
Le transporteur 146 est pourvu de moyens de contrôle qui se présentent sous forme d'une tête de lecture capable de lire le numéro d'identification de la boîte qu'il transporte et d'émettre un signal de rétro-action correspondant à ce numéro. On en verra les raisons plus tard, lors de la description détaillée des opérations effectuées dans la zone de préparation 140.
Le réseau de transmission des commandes au sein de l'installation est représenté schématiquement aux fig. 4A et 4B, figures dans lesquelles ne sont représentés qu'une seule machine-outil 106 et son équipement associé, que trois tables de fixation 131 à 133 et qu'une table de refixation 137. Il est clair que les dispositifs dessinés et décrits sont également applicables aux autres machines-outils, aux autres tables de fixation et aux autres tables de refixation.
La machine-outil 106 a, associée avec elle, une unité de commande numérique 147, laquelle commande les déplacements relatifs entre la broche portant l'outil et l'ébauche (en mouvant des glissières portant la broche ou l'ébauche), ainsi qu'une unité de commande des fonctions 148, laquelle régit toutes les autres fonctions de la machine-outil, telles que le choix des vitesses de coupe, les changements d'outils et le repérage des outils. Cette unité de commande des fonctions est connectée à l'unité de commande numérique 147. Les unités de commande
147 et 148 sont programmées depuis un pupitre à ruban
149. L'emplacement des pupitres à ruban 149 à 154, et des unités de commande numérique 147 et 155 à 159, de même que l'emplacement des unités de commande des fonctions 148 et 160 à 164 de chacune des machinesoutils sont représentés à la fig. 3.
Le pupitre à ruban 149 fait défiler des rubans qui sont montés dans des cassettes et qui sont choisis dans un magasin de rubans à accès sélectif 165, comme cela est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 508962. Chacun des pupitres 149 à 154 est muni d'un tel magasin de rubans, numérotés respectivement 165 à 170 (fig. 3). La machine-outil comprend de plus, comme il a été mentionné plus haut, un chargeur de palettes 171 et un chargeur de magasins à outils 172 (formant ensemble l'unité de chargement 112 visible à la fig. 3) dont les opérations sont commandées par l'unité de commande des fonctions 148.
La commande générale de l'installation, comprenant la commande des opérations de transport effectuées par les transporteurs 114, 138 et 146, la commande des opérations d'usinage effectuées par les machines-outils et la commande des chargeurs de palettes et de magasins à outils 171 et 172, est assurée par un ordinateur 173 connecté en ligne (on-line), à l'installation. Cet ordinateur est programmé par un ordinateur pilote principal 174. L'ordinateur 173 régit les opérations d'usinage en imposant à l'unité de commande des fonctions 148 de choisir un ruban prédéterminé dans le magasin de rubans 165, ce ruban prédéterminé étant destiné à être utilisé dans le pupitre 149. L'ordinateur 173 commande également le chargeur de palettes 171 et le chargeur de magasins à outils 172, ceci par l'intermédiaire de l'unité de commande des fonctions 148.
L'ordinateur 173 agit, par l'intermédiaire d'un multiplexeur 175 qui assure la liaison entre l'ordinateur et le réseau de transmission, grâce à trois canaux de transmission 176, 177 et 178 conduisant à des postes AID (Adresses, Instructions, Données) 179 à
188 qui sont connectés aux unités de l'installation qui doivent être interrogées ou commandées. Il y a donc de cette manière une chaîne de communication entre l'ordinateur 173 et ces unités.
Chacun des canaux de communication 176 à 178 comprend seize lignes, de sorte que le codage des signaux à émettre peut être réalisé en faisant passer des impulsions par différentes combinaisons de ces lignes.
Le canal 176 est un canal d'adresses destiné à appeler une position dûment adressée, le canal 177 est un canal d'instructions destiné à envoyer des instructions, et le canal 178 est un canal de données grâce auquel des données (y compris les signaux de rétro-action mentionnés précédemment) sont envoyés depuis les postes AID à l'ordinateur 173. L'ordinateur 173 contrôle l'ensemble de l'installation en continu en prenant contact séquentiellement de façon répétée avec tous les postes AID de l'installation. Il y a lieu de noter que la transmission entre l'ordinateur et les postes AID peut être effectuée en une succession très rapide et que l'ordinateur peut exécuter un cycle en une seconde environ et, au cours de ce cycle, elle communique séquentiellement avec tous les postes
AID de l'installation.
Le décodage des signaux d'instructions, nécessaire pour qu'ils expriment les instructions en clair peut s'effectuer soit aux postes AID euxmêmes, soit aux unités avec lesquelles ils sont connectés.
Comme on le voit à la fig. 4B, le poste AID 179 est connecté au transporteur de boîtes 146, de manière que l'ordinateur 173 puisse ordonner à celui-ci les opérations de transport nécessaires (par exemple, extraire une boite d'un compartiment déterminé de la section principale 141 du casier à boîtes et la déposer sur le convoyeur 139); l'ordinateur peut également recevoir des signaux de rétro-action provenant du transporteur 146 indiquant le numéro d'identification de la boîte qui est transportée. Le poste AID 180 est relié à un dispositif décrit plus loin qui est situé dans la zone de préparation des boîtes 140 et dont la fonction comprend l'émission de signaux de rétro-action associant au contenu d'une boîte pleine le numéro d'identification de celle-ci.
Les postes AID 182, 183 et 184 sont reliés respectivement aux tables de fixation 133, 132 et 131 de manière que l'ordinateur 173 puisse recevoir des signaux de rétroaction en provenance de ces tables, signaux indiquant les numéros d'identification des boîtes qui sont reçues sur ces tables ou ceux des palettes chargées qui sont prêtes à être évacuées de ces tables. L'ordinateur 173 peut égale ment engendrer des instructions destinées à allumer certaines parties du panneau (qui a été mentionné précédemment et qui sera décrit en détail plus loin) et par là informer l'opérateur humain quelles opérations doivent être accomplies.
Le poste AID 181 est relié à la table de refixation 137 de manière que l'ordinateur puisse recevoir, en provenance de cette table, des signaux de rétro-action indiquant les numéros d'identification des palettes chargées qui sont prêtes à être évacuées de ces tables.
Les postes AID 185, visible à la fig. 4B, et 186, visible à la fig. 4A, sont reliés respectivement aux transporteurs 138 et 114, de manière que l'ordinateur 173 puisse leur donner les ordres de transport nécessaires (par exemple, transporter une paire de palettes depuis un compartiment déterminé de l'entrepôt 113 vers une table de fixation déterminée, ou vers une machine-outil déterminée) et en recevoir des signaux de rétro-action indiquant les numéros d'identification des palettes et (dans le cas du transporteur 114) des magasins à outils qui sont transportés.
Le poste AID 187, visible à la fig. 4A, est connecté à l'unité de commande des fonctions 148 de la machineoutil 106 de manière que l'ordinateur 173 puisse donner à cette unité l'ordre de choisir un ruban déterminé dans le magasin de rubans 165 et d'actionner le chargeur de palettes 171 et le chargeur de magasins à outils 172. Les chargeurs de palettes et de magasins à outils sont pourvus de moyens de contrôle, sous forme de têtes de lecture, capables d'envoyer à l'ordinateur 173 des signaux de rétro-action indiquant les numéros d'identification respectifs des palettes et des magasins qui sont sur le point d'être introduits dans, ou qui viennent d'être reçus de, la machine-outil.
Le poste AID 188 est connecté à des dispositifs de codage et de décodage destinés à un surveillant humain 189 qui est chargé de s'occuper des événements fortuits qui n'ont pas été prévus dans le programme de l'ordinateur ou dans le registre des mémoires, ou des événements tellement rares qu'ils ont été sciemment exclus du programme de l'ordinateur. Si les données reçues par l'ordre nateur 173 indiquent que quelque chose ne fonctionne pas normalement dans l'installation, celui-ci peut en faire part au surveillant 189, lequel est à même, si cela est nécessaire, d'interroger l'ordinateur pour obtenir des renseignements précis sur la nature du dérangement, et de lui donner l'ordre de modifier son programme de manière qu'il puisse s'occuper du dérangement.
Les postes AID et leurs connexions constituent des moyens de contrôle continu de l'installation et renseignent l'ordinateur sur l'état de celle-ci.
La fig. 4A représente également une source cen
trale 190 d'énergie hydraulique qui fournit de la puis
sance hydraulique à la machine-outil 106 par une ligne
191. au chargeur de palettes 171 et au chargeur de maga
sins à outils 172 par des lignes 192 et 193 respectivement,
à un moteur hydraulique 195 entraînant les transporteurs
114 et 138 (comme cela sera décrit plus loin) par une ligne
194, à un moteur hydraulique 197 entraînant le transpor
teur de boîtes 146 (comme cela sera également décrit plus
loin) par une ligne 196, et à la table de refixation 137 par
une ligne 198, tous ces postes comprenant des méca
nismes actionnés hydrauliquement.
On va décrire maintenant le fontionnement de l'ins
tallation représentée aux fig. 2, 3, 4A et 4B. Il est clair
que l'installation en elle-même peut être réalisée de plu
sieurs façons et que son fonctionnement peut être fort
varié, de sorte que l'installation représentée et le fonc
tionnement qu'on va décrire ci-dessous doivent être
considérés comme un exemple.
Fonctiolznerllent général de la deuxh"i > iefi'.';îe d e.Yécuti(n
Le programme de fabrication est établi sur une base hebdomadaire ou de plus longue durée par l'ordinateur pilote 174 lequel reçoit une liste hebdomadaire des pièces avec mention des quantités, qui doivent être fabriquées durant cette période.
L'ordinateur extrait de cartes perforées, de bandes magnétiques ou de sa mémoire l'information relative à ces pièces (y compris le choix de la, ou des machines-outils, et l'ensemble des opérations d'usinage qui doivent être effectuées pour fabriquer les différentes pièces) de manière à établir un plan de l'enchaînement et de l'horaire des opérations de chargement de la machine, des opérations de transport ainsi que des autres opérations nécessaires pour mener à bien le programme de fabrication. Le programme hebdomadaire établi par l'ordinateur pilote 174 est fourni jour après jour à l'ordinateur de commande 173 de manière que celui-ci reçoive quotidiennement de l'ordinateur pilote 174 un programme à faire exécuter par l'installation, l'ordinateur 173 commandant les opérations qui s'effectuent dans l'installation conformément à ce programme.
L'ordinateur de commande 173, bien que tenant ce programme aussi complètement que possible, est capable de le modifier en fonction de circonstances portées à sa connaissance par la réception de signaux de rétro-action engendrés par les moyens de contrôle de l'installation ou à la réception d'instructions, par exemple données par un surveillant humain. Une telle instruction peut consister par exemple en une commande prioritaire devant être traitée par l'installation avec priorité sur les commandes programmées normalement. En fin de journée, l'ordinateur de commande 173 envoie à l'ordinateur pilote 174 une récapitulation de tous les événements qui se sont produits durant cette journée. Le programme de la journée suivante peut être modifié au vu de cette récapitulation.
Par exemple, si l'installation n'a pas achevé le programme journalier qui lui a été attribué par l'ordinateur pilote 174, l'ordinateur de commande 173 l'en informe et l'ordinateur pilote 174 peut alors ajouter, au début du programme de la journée suivante, les opérations inachevées.
Bien que deux ordinateurs 173 et 174, l'un pour la planification et l'autre pour la commande, soient repré
sentés, il est possible de n'en utiliser qu'un seul qui soit capable d'assurer à lui seul les deux fonctions, c'est-à
dire la planification dévolue à l'ordinateur pilote 174 et la
commande de l'installation dévolue à l'ordinateur en
ligne 173. L'ordinateur unique sera alors nécessairement
plus important que chacun des deux ordinateurs distincts
et, pour pouvoir commander l'installation, il devra rester
constamment connecté en ligne.
De plus, l'ordinateur de
commande en ligne (qu'il soit constitué par un ordina
teur distinct ou qu'il soit combiné avec l'ordinateur
pilote) peut commander directement les opérations d'usi
nage effectuées par les machines-outils 101 à 106 au lieu
d'assurer indirectement cette commande par l'intermé
diaire d'une unité de commande numérique et d'une
unité de commande des fonctions conjointement asso
ciées avec chacune des machines-outils. Mais cela aussi
nécessitera un ordinateur beaucoup plus grand. Ces
grands ordinateurs, bien que réalisables, peuvent dans
certaines circonstances être moins économiques que des
ordinateurs distincts et des unités de commande tels
qu'agencés au sein de l'installation qui a été représentée
et décrite.
Chaque travail, c'est-à-dire chaque lot de pièces simi
laires (il y a lieu de noter que l'installation est mieux
adaptée pour la production en petites séries distinctes ou lots que pour la production en masse, bien qu'elle soit également capable d'assurer cette dernière), est planifié de manière que la traversée de l'installation se fait sur une période de deux jours. Le premier jour, les ébauches, les accessoires de montage, etc., sont introduits dans des boîtes, ceci dans la zone de préparation des boîtes, et les boîtes remplies passent ensuite à l'entrepôt de boîtes.
Le second jour, les boîtes sont expédiées de l'entrepôt de boîtes aux tables de positionnement. où les ébauches sont montées sur des palettes; celles-ci, une fois chargées, passent ensuite, par l'intermédiaire de l'entrepôt de palettes 113, vers les machines-outils, afin de faire subir aux ébauches qu'elles portent les différentes opérations d'usinage requises. Une palette portant une ébauche devant être usinée par plus d'une machine-outil est toujours retournée à l'entrepôt de palettes après avoir passé par une machine-outil et avant de passer à une autre machine-outil.
Chaque période de deux jours recouvre d'un jour la période précédente et la période suivante; ainsi, au cours d'une journée de travail donnée, on procède, d'une part, à la mise en boites des ébauches destinées à être usinées le lendemain, alors que, d'autre part, les ébauches qui ont été mises en boîte la veille sont chargées sur des palettes et usinées.
Les opérateurs humains dans la zone de préparation des boîtes et aux tables de fixation travaillent huit heures par jour tandis que les machines-outils travaillent (aux périodes d'entretien près) 24 heures par jour, et l'entrepôt de palettes 113 constituant un tampon entre les opérations discontinues effectuées par les opérateurs humains et les opérations continues effectuées par les machinesoutils.
Dans l'ensemble, le débit moyen des opérateurs humains et celui des machines-outils (exprimé en nombre de palettes et d'ébauches traitées) doivent naturellement être égaux pour que l'installation puisse être maintenue en action, mais pendant que les opérateurs humains sont à l'ouvrage, leur débit instantané diffère dans le rapport d'environ 3 à 1 de celui des machines étant donné que les premiers doivent effectuer en huit heures les opérations nécessaires pour maintenir les machines-outils en action pendant 24 heures. Ainsi, en général, les ébauches qui sont chargées sur des palettes par des opérateurs humains au cours de l'une de leurs journées de travail de huit heures sont usinées par les machines-outils pendant ces mêmes huit heures et durant les seize heures suivantes.
En pratique toutefois, on doit prévoir un léger recouvrement de manière à maintenir les machines-outils occupées pendant que les opérateurs déchargent les ébauches usinées des palettes (cette opération étant programmée de manière à avoir lieu au début de chaque journée de travail de huit heures des opérateurs humains) et commencent les opérations de positionnement des pièces. Ainsi, au début de chacune de ces journées de travail de huit heures, les machines-outils usinent encore des ébauches qui ont été chargées sur des palettes pendant la journée de travail précédente. De même, dans la zone de préparation des boîtes, les boîtes revenant par le convoyeur 139 et contenant des ébauches usinées qui ont été déchargées des palettes par les opérateurs du poste de mise en place, sont enlevées des boîtes par les opérateurs de la zone de préparation au début de leur journée de huit heures.
Afin d'éviter que le transporteur 138 ait à parcourir des distances trop longues, le programme est agencé de manière que les palettes en provenance d'une partie du casier 113 soient acheminées vers les tables de fixation et vers les tables de repositionnement qui sont les plus proches de cette partie. Ainsi, par exemple, les tables de fixation 131 à 133 et la table de repositionnement 137 sont généralement desservies par des palettes provenant de l'extrémité du casier 113 qui est la plus proche du haut des fig. 2 et 3.
Fonctionnement général
tel que représenté schématiquement à la fig. 5
A titre d'exemple on va maintenant décrire, en s'aidant de la fig. 5, le cheminement d'une paire d'ébauches à travers l'installation. Dans cette figure, les différents postes et dispositifs sont représentés le long de l'axe des ordonnées par leurs chiffres de référence. L'axe des abscisses représente une échelle des temps qui n'est tracée que dans le seul but de montrer dans quelle partie de la journée et dans quel jour de la période de deux jours les diverses opérations sont effectuées. Ainsi, la longueur de la projection sur l'axe des abcisses d'une ligne correspondant à une opération de transport ne doit pas être considérée comme représentant le temps effectivement mis pour exécuter cette opération.
L'échelle des temps est divisée en périodes de huit heures, les chiffres indiquant les heures-étapes et les rectangles représentant les périodes de fonctionnement des différents dispositifs et postes. Une ligne légère en traits interrompus représente le cheminement d'une boite vide et une ligne épaisse en traits interrompus représente le cheminement d'une boîte renfermant du matériel. Une ligne légère en traits mixtes représente le cheminement d'une paire de palettes vides et une ligne épaisse en traits mixtes représente le cheminement d'une paire de palettes chargées d'ébauches.
Les ébauches dont on a représenté le cheminement à la fig. 5 nécessitent un usinage sur deux machines avant d'être repositionnées et sur une machine après avoir été repositionnées. Dans la fig. 5, les différentes opérations de transport qui ont lieu au sein de l'installation sont représentées par des segments de lignes rectilignes.
Comme on le voit, ces différents segments portent des numéros de référence et ces derniers, dans la description qui suit, sont donnés entre parenthèses lors de l'explication des opérations correspondantes.
En commençant à 08.00 heures de la première journée, lorsque les opérateurs humains chargés du remplissage des boîtes et de la mise en place des ébauches commencent leur période de travail de huit heures, une boîte vide est extraite par le transporteur de boîtes 146 du compartiment qui lui est alloué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes et est amenée à la section de transit 143 de la zone de préparation des boîtes 140 (260).
Après avoir enlevé la boîte de la section de transit 143, un opérateur humain y introduit les ébauches, les accessoires de montage, le gabarit de mise en place et les instructions, alors que le numéro d'identification de la boîte et le numéro du lot d'ébauches pour lequel du matériel a été chargé sont lus et transmis à l'ordinateur 173, après quoi l'opérateur place la boîte dans la section de transit 144. Le transporteur de boîtes 146 reçoit cette boîte de la section de transit 144, lit son numéro et la place dans le compartiment qui lui est alloué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes (261). La boîte pleine demeure alors dans ce compartiment jusqu'après 08.00 heures du jour suivant (262).
Le second jour, le transporteur de boîtes 146 extrait la boîte hors de son compartiment et la place sur le brin supérieur du convoyeur 139 (263), lequel la transporte vers celle des tables de fixation 118 à 133 qui lui est assignée, par exemple la table 118 (264) Lorsque la boîte arrive sur cette table de fixation ou de positionnement, son numéro est lu et le signal correspondant est transmis, ce qui met le transporteur 138 en marche pour extraire du compartiment approprié du casier 113 la première paire de palettes vides d'un groupe de palettes que l'ordinateur a affecté à ce travail, et pour amener cette paire de palettes à la table de positionnement 118 (265). La paire de palettes ayant été reçue sur la table de positionnement, l'opérateur y monte les ébauches et place ensuite les palettes chargées en un emplacement collecteur où leur numéro est lu.
Le signal transmis à l'ordinateur met en marche le transporteur 138 afin qu'il évacue les palettes chargées de la table de positionnement et les amène au compartiment qui leur est alloué dans le casier 113 (266).
Lorsque l'opérateur a terminé la mise en place sur les palettes des ébauches contenues dans la boîte, cette dernière, contenant le gabarit et les instructions qui ont été utilisées pour le positionnement de l'ébauche, est placée sur le brin inférieur du convoyeur 139 qui la renvoie vers la zone de préparation des boîtes 140 (267). La boîte est ensuite vidée de son contenu par un opérateur humain et placée dans la section de transit 145, d'où, son numéro ayant été lu, elle est évacuée par le transporteur 146 et amenée au compartiment qui lui est attribué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes (268).
Lorsque le moment est venu pour les ébauches de subir l'usinage initial, les palettes chargées sont extraites de leur compartiment dans le casier 113 par le transporteur 114 et amenées au chargeur de palettes de celle des machines-outils 101 à 106 requise pour effectuer cette première opération d'usinage, en l'occurrence le chargeur 107 de la machine-outil 101 (269). Elles sont ensuite introduites dans la machine-outil pour que les ébauches soient usinées, après quoi elles retournent au chargeur de palettes 107 (270). Le transporteur 114 reprend les palettes du chargeur 107 et les retourne au compartiment qui leur est alloué dans le casier 113 (271), compartiment où elles demeurent jusqu'au moment où elles doivent subir l'usinage de la seconde machine-outil, par exemple
103.
Elles sont ensuite amenées par le transporteur 114 au chargeur de palettes 110 de cette machine-outil 103 (272), introduites dans celle-ci, usinées, et renvoyées au chargeur 110 (273), d'où elles seront ensuite ré-acheminées par le transporteur 114 vers le compartiment qui leur est alloué dans le casier 113 (274).
Les ébauches doivent ensuite faire l'objet d'un repositionnement avant de pouvoir subir la dernière opération d'usinage, et l'on constate, en examinant la fig. 5, que les deux premières opérations d'usinage ont lieu durant la période de travail de huit heures des opérateurs humains, de sorte que les ébauches sont prêtes à être repositionnées par un opérateur humain avant la fin de cette période de travail du second jour. Ceci permet aux ébauches de subir tous les usinages, y compris l'usinage après repositionnement, en une période de vingt-quatre heures. Cela peut être obtenu, comme on l'expliquera plus loin, en arrangeant, dans la mesure du possible, le programme de manière que les ébauches qui nécessitent un repositionnement soient dans la journée les premières à subir les opérations d'usinage initiales.
Toutefois, comme on le verra plus loin, les opérations de repositionnement et les opérations d'usinage ultérieures peuvent être considérées et traitées comme un travail distinct, destiné à être exécuté le lendemain de leurs positionnements et usinage initiaux.
En se reportant à nouveau à la fig. 5, on voit que, pendant les premières opérations de positionnement et d'usinage que subissent les ébauches afin de les préparer pour le repositionnement, le transporteur de boîtes 146 extrait une boîte vide de son compartiment dans la section principale 141-142 du casier à boîtes et la dépose dans la section de transit 143 de la zone de préparation 140 (275). La boîte est prélevée de cette section de transit par un opérateur humain, qui y met le gabarit de repositionnement, les instructions et les accessoires de montage nécessaires, puis la place dans la section de transit 144, d'où elle est ensuite reprise par le transporteur 146 et acheminée vers le compartiment qui lui est alloué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes (276).
Comme on l'expliquera plus loin, la boîte renfermant le matériel requis pour le repositionnement peut être remplie à un moment autre que celui qu'indique la fig. 5, par exemple en même temps que la boîte qui contient les ébauches et le matériel requis pour le positionnement initial et qui est remplie le premierjour.
Lorsque le moment de repositionner les ébauches est venu, le transporteur de boîtes 146 extrait la boîte remplie du matériel de repositionnement hors de son compartiment dans la section principale 141-142 du casier à boîtes et l'amène sur le brin supérieur du convoyeur 139 (277); ce dernier transporte la boite vers la table de positionnement prévue, mettons la table 118 (278). Dans la mesure du possible, le programme est arrangé de manière que cette table de positionnement soit la même que celle où le positionnement initial s'est effectué, de sorte que ce soit le même opérateur qui accomplisse sur les mêmes ébauches le positionnement et le repositionnement.
Lorsque la boîte arrive sur la table de positionnement 118, son numéro est lu et le signal qui en résulte met le transporteur 138 en marche, pour qu'il extraie la paire de palettes hors du casier à palettes 113 et l'amène vers la table de repositionnement prévue, en l'occurrence 134 (279). L'opérateur transfère la boîte de la table de positionnement 118 vers la table de repositionnement 134 (280), puis accomplit les opérations de repositionnement nécessaires; il place ensuite les palettes chargées des ébauches repositionnées en un emplacement collecteur de la table de repositionnement 134, où leur numéro est lu.
Le signal correspondant à ce numéro met le transporteur 138 en marche pour qu'il reprenne les palettes et les entrepose dans le compartiment qui leur est alloué dans le casier 113 (281). Après avoir terminé les opérations de repositionnement, l'opérateur emmène la boîte contenant le gabarit et les instructions de repositionnement, de même que tout accessoire de montage qui a été enlevé et mis de côté lors de ces opérations, vers la table de positionnement 118 (282), et la dépose ensuite sur le brin inférieur du convoyeur 139 qui la renvoie vers la zone de préparation 140 (283). La boîte est ensuite déchargée par un opérateur humain et placée dans la section de transit 145, d'où le transporteur 146 la dépose dans le compartiment qui lui est alloué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes (284).
Il y a lieu de noter que les opérations effectuées par les opérateurs humains sont achevées avant la fin de la période de huit heures de travail qu'ils sont en train d'accomplir, c'est-à-dire avant 16.00 heures. A la fig. S, la dernière opération humaine qu'on vient de décrire, notamment le déchargement de la boîte, est représentée comnie étant effectuée après ce temps, mais cela a été représenté ainsi uniquement pour la clarté du dessin. En pratique, la boîte sera renvoyée vers la zone de préparation des boîtes 140, soit pour y être déchargée avant 16.00 heures soit pour y attendre que les opérateurs humains commencent leur journée de travail suivante.
L'usinage des ébauches qui s'effectue après le repositionnement peut avoir lieu après 16.00 heures et lors des seize heures suivantes, étant donné que les opérations d'usinage ainsi que les opérations de transport des palettes en direction et en provenance des machinesoutils sont automatiques et ne nécessitent pas l'interven- tion d'opérateurs humains. Les palettes demeurent ainsi dans leur compartiment au sein du casier 113 (285) jusqu'au moment où, selon le programme, il est prévu de procéder à l'usinage des ébauches qu'elles portent, moment où le transporteur 114 entre en action pour amener les palettes vers le chargeur de palettes 107 de la machine-outil 101 (286).
Elles sont ensuite introduites dans cette dernière, usinées et renvoyées au chargeur de palettes (287), d'où elles sont reprises par le transporteur 114 et acheminées vers le compartiment qui leur est alloué dans le casier 113 (288).
Les palettes portant les ébauches complètement usinées demeurent dans le casier à palettes (289) jusqu'au moment où, le matin suivant, le transporteur 138 les amène à la table de positionnement 118 où elles doivent être déchargées (290). A ce moment, le transporteur de boîtes 146 est actionné pour extraire une boîte vide hors de son compartiment dans la section principale 141-142 du casier à boîtes et la déposer sur le brin supérieur du convoyeur 139 (291), lequel transporte la boîte vers la table de positionnement 118 (292). Les opérations automatiques d'amenée des premières palettes et des premières boîtes vides vers les tables de positionnement peuvent s'effectuer avant 08.00 heures, de sorte que les boîtes et les palettes sont prêtes et en attente lorsque les opérateurs humains commencent leur travail.
Un opérateur humain enlève les ébauches et les accessoires de montage des palettes et place les palettes vides à l'emplacement collecteur prévu sur la table de positionnement lls; à cet emplacement, le numéro des palettes est lu et le signal qui en résulte met en marche le transporteur 138 afin qu'il achemine ces dernières vers leur compartiment dans le casier 113 (293). Les ébauches et les accessoires de montage sont placés dans la boîte, laquelle est déposée par l'opérateur sur le brin inférieur du convoyeur 139 qui le renvoie vers la zone de préparation 140 (294).
Lorsque la boîte arrive dans cette zone, elle est déchargée, et la boîte vide est placée dans la section de transit 145 d'où elle est reprise par le transporteur de boîtes 146 et placée dans le compartiment qui lui est alloué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes (295). Les pièces déchargées sont envoyées à leur destination suivante, par exemple à l'entrepôt de pièces terminées (296).
Comme on le verra plus loin en détail, une partie des boîtes qui sont déchargées dans la zone de préparation des boîtes 140 peuvent être simplement placées à la suite les unes des autres en une file d'où les opérateurs humains peuvent les prendre pour les charger: cela évite de passer par les sections de transit 143 et 145 et par la section principale 141-142 du casier à boîtes, diminuant ainsi le nombre d'opérations de transport que doit exécuter le transporteur de boîtes 146.
Il y a lieu de noter que les opérations automatiques décrites ci-dessus sont effectuées sous le contrôle de l'ordinateur 173 et en concordance avec le programme de ce dernier et que lorsqu'un signal de lecture est dit être transmis pour mettre en marche une opération, cela signifie que l'ordinateur reçoit ce signal et déclenche l'exécution de cette opération à un moment qui est soumis à d'autres contingences rendant l'installation apte à accomplir cette opération.
Afin d'éviter au transporteur 114 des opérations de transport inutilement longues, le programme est autant que possible agencé de manière que les ébauches soient chargées sur des palettes provenant de compartiments du casier 113 qui sont proches des machines-outils appelées à usiner ces ébauches.
Description des nlachines-outils à commande numérique
utilisées dans l'installation repeésentée aux fig. 2 et 3
Il est clair que le nombre et les types de machinesoutils prévues dans chaque installation particulière doivent être choisis de façon à pouvoir effectuer les différentes opérations d'usinage requises pour les pièces à fabriquer par cette installation, et que la combinaison particulière de machines décrite ci-dessous ne constitue qu'un exemple.
Les machines 101 et 102 représentées aux fig. 2 et 3 sont des fraiseuses à haute vitesse qui sont équipées chacune de deux broches et qui sont constituées, quant à leur principe, comme décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 420792. Les machines 103 et 104 sont des perceuses spéciales à double broche. Les machines 105 et 106 sont des fraiseuses mono-broches à six degrés de liberté (appelées aussi à six axes), capables d'effectuer toutes opérations d'enlèvement de métal y compris le perçage, le tournage et l'alésage, ceci sur cinq faces d'une ébauche, les six degrés de liberté étant expliqués plus loin. Ces machines sont particulièrement aptes à produire des pièces en alliage léger mais, si on le désire, on peut utiliser, pour l'usinage de l'acier ou d'autres matériaux, des machines analogues aux précédentes.
Etant donné que quatre des machines-outils sont à double broche (c'est-à-dire qu'elles peuvent exécuter simultanément des opérations d'usinage identiques sur deux ébauches disposées côte à côte), les palettes sur lesquelles on dispose les ébauches sont, comme on l'a mentionné précédemment, transportées, emmagasinées et introduites dans les machines-outils par paires accouplées, les deux machines mono-broches étant pourvues de moyens (décrits plus loin) qui permettent de désaccoupler puis de réaccoupler les palettes de chaque paire.
Une paire de palettes accouplées 301 et 302 est représentée à la fig. 6. La palette 301 est munie d'oreilles latérales d'accouplement 303 et 304 et la palette 302 est munie d'oreilles latérales d'accouplement 305 et 306 semblables aux précédentes: les palettes sont reliées par engagement mutuel des oreilles 304 et 305, les oreilles 303 et 306 faisant saillie aux extrémités.
Chaque palette porte son numéro d'identification (les numéros des deux palettes d'une paire étant les mêmes) sur l'un des côtés (en l'occurrence les côtés 307 et 308 respectivement), et ce numéro est constitué par treize trous 309 contenant chacun soit un bouchon magnétique soit un bouchon ama- gnétique. On obtient des numéros d'identification différents en disposant des bouchons magnétiques selon différentes combinaisons ou, en d'autres termes, les numéros sont transcrits suivant le code binaire, un bouchon magnétique indiquant un un et un bouchon amagnétique indiquant un zéro .
Lorsque la paire de palettes est disposée en face d'une tête de lecture (par exemple sur le transporteur 114), le numéro d'identification peut être lu et un signal correspondant est envoyé à l'ordinateur 173 qui est connecté en ligne . Quel que soit l'endroit de lecture, les palettes sont toujours immobiles relativement à la tête de lecture, ceci pour éviter que le nombre lu dépende du sens du mouvement de la palette par rapport à cette tête. Il y a lieu de noter que les palettes 301 et 302 doivent être accouplées de l'une des deux manières afin que les côtés 307 et 308 portant les numéros regardent dans la même direction.
C'est dire que l'on peut accoupler soit les oreilles 304 et 305 comme cela ressort de la fig. 6, soit les oreilles 303 et 306, mais qu'il est interdit de les accoupler en engageant les oreilles 303 et 305 ou les oreilles 304 et 306.
Il est clair que ce procédé d'affichage de numéros d'identification en code binaire n'est pas essentiel et que l'on peut utiliser d'autres procédés. Ceci vaut aussi pour les numéros d'identification portés par les boîtes et les magasins à outils décrits plus loin. Les têtes de lecture sont naturellement agencées pour être sensibles à la présence ou à l'absence d'un élément (qui dans le procédé décrit ci-dessus est constitué par un bouchon magnétique) indiquant soit un un , soit un zéro . Chaque palette porte un repère 310 à l'un de ses angles afin de fixer de façon précise la position d'un outil de coupe, comme cela est décrit dans le brevet suisse N0 420792.
Chaque palette présente également, ménagés dans sa surface supérieure, des trous de fixation disposés aux points d'intersection d'un quadrillage imaginaire. Cette disposition des trous de fixation est destinée à permettre la mise en place des ébauches de la manière décrite dans le brevet suisse N0 (demande de brevet suisse N0 16287/68).
Chaque palette présente en outre, dans sa base, des rainures 311 ayant une section droite en forme de T et, sur chacun de ses côtés, des rainures 312.
Les raisons d'être de ces rainures seront indiquées plus loin.
Deseriptton et frnettontenient d'urle unité destinée
à charger et à décharger une maehite-outll de palettes et
de magasins à outils
Une telle unité, dont chacune des machines-outils 101-106 est équipée, est représentée à la fig. 9. Cette unité comporte un chargeur de palettes 401 et un chargeur de magasins à outils 402.
Le chargeur de palettes comprend un arbre horizontal rotatif 403 sur lequel sont montées quatre pales 404 à 407 sensiblement radiales et disposées à 90 les unes des autres, chacune de ces pales étant agencée pour porter une paire de palettes. Celles-ci sont visibles en 408 et les ébauches qu'elles portent sont indiquées en 409, ces dernières étant représentées en traits mixtes. Chacune des pales 404 à 407 est munie de galets saillants 410 qui se logent dans des rainures en T pratiquées dans la base des palettes. Ces pales sont en outre munies de galets saillants d'extrémité 411, qui se logent dans des rainures pratiquées dans les côtés des palettes.
Les galets 410 et 411 sont disposés le long de lignes parallèles à l'axe de l'arbre 403 de sorte que chaque paire de palettes peut être mise en place ou enlevée d'une pale parallèlement à l'arbre en faisant coulisser leurs rainures le long des galets 410 et 411. En outre, ces galets servent à maintenir les paires de palettes sur les pales lorsque le chargeur est mis en rotation.
Chacune des pales 404 à 407 est pourvue d'une roulette 412, qui est montée sur l'un des côtés de la pale et prés de son extrémité extérieure. Lorsqu'une pale vient à occuper une position verticale supérieure (celle occupée par la pale 407), la roulette 412 qu'elle porte yient s'engager dans un crochet 413. Ce crochet 413 peut pivoter autour d'un axe 414 pourvu d'une garniture 415 en caoutchouc, et peut être déplacé vers le haut par une tige 416 qui lui est reliée et qui est commandée par un vérin hydraulique 417 contenant un ressort servant à rappeler la tige 416. et par conséquent le crochet 413. vers le bas.
Un dispositif 418 à tête de lecture, également disposé à proximité de la position verticale supérieure des pales 404 à 407, peut être déplacé vers le haut et vers le bas par une tige 419 qui lui est reliée et qui est commandée par un vérin hydraulique 420 à double effet. Dans sa position inférieure (quand on regarde la fig. 9), le dispositif 418 peut lire le numéro d'identification affiché sur le côté supérieur de la paire de palettes que porte la pale verticale 407.
Une came circulaire 421, solidaire de l'arbre 403, porte sur son pourtour quatre encoches périphériques 422. Un galet 423 fixé à l'extrémité d'un micro-interrupteur 424 logé dans un boîtier fixe 425 actionne, lorsqu'il pénètre dans les encoches 422, le micro-interrupteur 424.
Le boîtier 425 contient en outre quatre autres micro-interrupteurs 426 à 429 qui sont placés à distances croissantes de l'arbre 403 et qui peuvent être actionnés individuellement par de petits bossages 430 à 433 disposés sur le côté des pales 404 à 407 à distances adéquates de l'arbre 403.
Ainsi celui des interrupteurs 426 à 429 qui est actionné dépend de celle des pales 404 à 407 qui occupe la position horizontale de gauche lorsqu'on regarde la fig. 9.
Un couvercle 434 s'étend de la position horizontale de gauche (qui, dans la fig. 9, est occupée par la pale 404) à la position verticale inférieure (qui, dans cette même figure, est occupée par la pale 405). Dans ce couvercle aboutissent des tuyaux à air 435, qui dirigent des jets d'air comprimé contre les palettes, montées sur la pale horizontale de gauche, et contre les ébauches qu'elles portent, cela durant leur déplacement vers la position verticale inférieure. Il y a également des balais 436 disposés au droit de ces deux positions, des buses à air auxiliaires 437 étant placées à proximité des balais inférieurs.
Les jets d'air émanant des tuyaux 435 et des buses 437 et les balais servent à enlever les copeaux et les matières étrangères se trouvant sur les palettes, les ébauches et les pales, et à les faire tomber dans un canal 438 d'où ils sont évacués, par une vis d'Archimède 439, vers un poste collecteur que présente la machine-outil. Chacune des pales 404 à 407 est pourvue d'une brosse 440 (visible sur la pale 405) qui sert à brosser la base d'une paire de palettes lorsque celles-ci sont glissées le long de la pale.
Au droit du crochet 413 se trouve un interrupteur 441 qui est actionné lorsque ce crochet est déplacé vers le haut; cet interrupteur est agencé de manière à engager, lorsqu'il est pressé la première fois, un embrayage (qui sera décrit plus loin) monté sur l'entraînement de l'arbre 403 et à désengager cet embrayage lorsqu'il est pressé la seconde fois.
Le fonctionnement du chargeur de palettes est le suivant:
Le transporteur 114 délivre aux pales 404 à 407 ou en retire les paires de palettes au moment où ces pales sont immobiles et se trouvent dans la position horizontale qui, à la fig. 9, apparaît à droite, c'est-à-dire celle qui est présentement occupée par la pale 406. Normalement le transporteur commence par retirer de la pale, se trouvant dans cette position, la paire de palettes que porte celle-ci et qui est chargée d'ébauches usinées; puis il dépose sur cette pale une paire de palettes chargées d'ébauches à usiner.
Les paires de palettes sont introduites dans la machineoutil pour usinage des ébauches et en sont retirées après l'usinage dans la position verticale supérieure de la pale (c'est-à-dire la position occupée par la pale 407 à la fig.
9). la pale demeurant dans cette position durant lusi- nage. Depuis cette position verticale supérieure le chargeur subit une rotation de 270 par pas de 90 et en sens inverse des aiguilles d'une montre (sous l'effet de moyens d'entraînement qui seront décrits plus loin et qui peuvent fonctionner à deux vitesses différentes). Cette rotation de 270 ainsi amène dans la position horizontale de droite la paire de palettes qui porte les ébauches venant d'être usinées, de sorte que ces palettes sont prêtes à être reprises par le transporteur 114.
Lors de cette rotation, les palettes et les ébauches qu'elles portent passent par les positions horizontale de gauche et verticale inférieure, et, ce faisant, elles sont nettoyées par les jets d'air émanant des tuyaux 435 et des buses 437 et par les balais 436 et sont en outre renversées. Il ressort d'autre part qu'une paire de palettes délivrée à une pale se trouvant dans la position de droite doit tourner trois fois de 270 avant d'arriver dans la position verticale supérieure à partir de laquelle elle peut être introduite dans la machine. Ainsi en partant de la position qu'occupent les pales à la fig. 9, la première rotation de 270 amène dans la position verticale supérieure la pale 404, la seconde rotation y amène la pale 405, et la troisième la pale 406.
Lors de ces rotations les palettes et les pièces qu'elles portent passent à travers la zone d'action des jets d'air et des balais, la base des palettes étant nettoyée par la brosse 440 du support lorsque ces dernières sont introduites dans la machine. Cette disposition permet d'établir une réserve tampon de deux paires de palettes porteuses d'ébauches en attente d'usinage et d'une paire de palettes porteuses d'ébauches usinées. Cette réserve tampon, insérée entre le transporteur 114 et la machine-outil, permet au transporteur de ne pas être retardé par les opérations effectuées par la machine.
La rotation par pas de 90i est effectuée de la façon suivante: le crochet 413 est soulevé, ce qui actionne l'interrupteur 441 et provoque l'enclenchement de l'embrayage inséré dans l'entraînement; le chargeur tourne alors à sa vitesse la plus élevée (environ 15 t/mn).
Lorsque le galet 423 tombe dans une encoche 422, le
micro-interrupteur 424 engage la vitesse inférieure (envi
ron 2 1/2 t/mn) de l'entraînement et fait chuter la pres
sion dans le vérin 417, de sorte que le crochet 413 est
rappelé vers le bas par le ressort que contient le vérin. La surface inférieure du crochet 413 agit alors comme un
frein contre la roulette 412 que porte la pale qui
s'approche de la position verticale supérieure. Cette rou
lette soulève le crochet jusqu'à ce que ce dernier actionne
l'interrupteur 441 pour la deuxième fois, ce qui provoque
le désengagement de l'embrayage: la pale tourne alors librement jusqu ce qu'elle soit arrêtée par l'engagement de la roulette 412 dans le crochet 413. Les interrupteurs 426 à 429 émettent un signal de rétro-action qui indique, suivant l'interrupteur qui est actionné, la position des pales.
Si la pale qui occupe la position verticale supé
rieure n'est pas celle dont la paire de palettes doit pré
sentement être introduite dans la machine, c'est-à-dire si la rotation de 90c qui s'achève n'est pas un pas terminal de l'étape de 270 , la commande des fonctions de la machine agit sur le vérin hydraulique 417 pour qu'il
déclenche un nouveau pas de 90C.
A la fin de chaque étape de 270ci c'est-à-dire après
trois pas de 90G, la commande des fonctions de la
machine actionne le vérin hydraulique 420, lequel abaisse
le dispositif 418 à tête de lecture; celui-ci peut ainsi lire le
numéro d'identification de la paire de palettes qui est sur le
point d'être introduite dans la machine, ce numéro pouvant à nouveau être lu lorsque les palettes ressortent de la machine après l'usinage. Ces lectures sont utilisées pour faire déclencher d'autres opérations qui seront expliquées plus loin. Le dispositif 418 à tête de lecture est ensuite amené dans sa position de départ avant de commencer l'étape suivante de 270.
Il y a lieu de noter qu'au lieu de faire tourner le chargeur de palettes par pas de 90C, il est possible de prévoir des moyens pour neutraliser l'interrupteur 424 sauf à la fin des étapes de 270. Il y a encore lieu de noter que bien que le chargeur tourne normalement par étapes de 270C, on peut le faire tourner d'un nombre quelconque de pas de 90 c si des raisons spéciales exigent que les palettes soient engagées sur une pale particulière ou en soient retirées lorsque cette pale particulière se trouve décalée de la position de déchargement d'un angle qui diffère de 270-. C'est le cas, en particulier, pour les chargeurs de palettes associés à la machine mono-broche à six degrés de liberté lesquels doivent, pour des raisons qui seront données plus loin,
pouvoir tourner d'angles différents de 270 .
Le chargeur de magasins 402 est dans son ensemble similaire au chargeur de palettes 401, mais il comprend cinq pales radiales 442 à 446 qui sont montées sur un arbre horizontal rotatif 447. Chacune de ces pales est agencée pour porter un magasin à outils 448. Un magasin à outils est représenté à la fig. 7. Il comprend une base constituée par une plaque 449 présentant des rainures latérales 450 et vingt-huit douilles saillantes 451 dont chacune peut porter un outil 452 (indiqué en traits mixtes).
Le numéro d'identification des magasins est affiché de la même manière et sous la même forme que pour les palettes, sur l'un des côtés de la base 449 (invisible à la fig. 7). Chaque magasin comprend également, pour des raisons qui seront indiquées plus loin, un crochet 556. non représenté à la fig. 7. Chacune des pales 442 à 446 comprend des galets d'extrémité 453 qui sont disposés le long de lignes parallèles à l'arbre 447 et qui viennent se loger dans les rainures latérales 450. de sorte que le magasin peut se déplacer entre les galets 453 lorsqu'il est glissé sur la pale ou lorsqu'il en est retiré; ces galets 453 servent en outre à maintenir le magasin sur la pale.
L'arbre 447 porte une came circulaire 454 (voir également figure 10) présentant cinq encoches 455 dans lesquelles peut pénétrer un galet 456 monté sur un microinterrupteur 457, de manière que ce dernier soit actionné de la même façon et dans le même but que l'on a décrits à propos de la came 421 et de l'interrupteur 424 du chargeur de palettes. L'interrupteur 457 est monté dans un boîtier fixe 458. qui contient également cinq autres micro-interrupteurs 459 à 463 qui sont placés à distances croissantes de l'arbre 447 et qui sont commandés respectivement par des bossages 464 à 468 placés sur le côté des pales 442 à 446. Ces autres interrupteurs 459 à 463 correspondent aux interrupteurs 426 à 429 du chargeur de palettes et agissent de la même façon.
Le mécanisme d'immobilisation du chargeur de
magasins diffère du dispositif à crochet 413 prévu pour le
chargeur de palettes et comprend un plongeur 469, com
mandé par un vérin hydraulique 470 à double effet; ce
plongeur est agencé de manière à pouvoir s'insérer dans
des échancrures 471 disposées à la périphérie d'une roue
crantée 472 solidaire de l'arbre 447. Comme on peut le
voir à la fig. 10, la roue crantée 472 est montée sur une
garniture en caoutchouc 473 autour d'un moyeu 474
claveté à un tourillon 475 pénétrant, à travers des paliers 476, dans l'enveloppe 458, et solidaire de l'arbre 447. La came 454 est également fixée à ce moyeu 474.
Le fonctionnement du chargeur de magasins est le suivant:
Les magasins à outils sont délivrés dans la machine et retirés de celle-ci, dans la position verticale inférieure qui, à la fig. 9, est occupée par la pale 445. Les magasins à outils sont également retirés du chargeur et délivrés au chargeur par le transporteur 114 dans cette position verticale inférieure des pales.
Le chargeur de magasins tourne, par pas de 720 et en sens inverse des aiguilles de montre, sous l'effet de moyens d'entraînement qui seront décrits plus loin et qui peuvent fonctionner à deux vitesses différentes. Un pas est déclenché en actionnant le vérin 470 de manière qu'il soulève le plongeur 469 afin de le retirer de la position qui est représentée à la fig. 9. Lors de son dégagement, le plongeur actionne un micro-interrupteur, non représenté, qui est semblable à l'interrupteur 441 du chargeur de palettes; cet interrupteur provoque l'enclenchement d'un embrayage pour amener le chargeur de magasins à tourner à sa vitesse la plus élevée (environ 15 t/mn).
Lorsque le galet 456 tombe dans une encoche 455, I'inter- rupteur 457 engage la vitesse inférieure (environ 2,5 t/mn) et lorsque les pales s'approchent de la fin du pas de 720 (c'est-à-dire lorsqu'elles s'approchent des positions représentées à la fig. 9) l'une d'entre elles actionne un microinterrupteur, non représenté, qui actionne à son tour le vérin hydraulique 470, lequel abaisse le plongeur 469.
Lors de sa descente, le plongeur actionne le microinterrupteur de commande de l'embrayage mentionné précédemment, ce qui désengage l'embrayage; le plongeur peut alors pénétrer dans une des échancrures 471 de la roue crantée 472 de manière à arrêter le chargeur et à le maintenir immobile. Le vérin hydraulique 420 est ensuite actionné de manière à soulever le dispositif de lecture 418 et à le rapprocher du magasin à outils se trouvant sur la pale verticale inférieure; le dispositif 418 comprend en effet une tête de lecture supérieure destinée à lire le numéro d'identification du magasin.
Si le numéro lu n'est pas celui du magasin à outils qui doit être introduit dans la machine, l'ordinateur 173, au moment où il reçoit le signal indiquant ce numéro lu, déclenche, par l'entremise de la commande des fonctions de la machine, l'entrée en action du vérin hydraulique 470, et un nouveau pas de 720 commence. Ces pas se succèdent jusqu'à ce que le magasin requis arrive dans la position verticale inférieure. Lorsque le nombre lu par le dispositif 418 est celui du magasin qui doit être introduit dans la machine, le signal de rétro-action auquel donne lieu cette lecture fait démarrer le mécanisme d'introduction du magasin, mécanisme qui sera décrit plus loin.
La pale que le magasin quitte pour entrer dans la machine demeure dans la position verticale inférieure jusqu'à ce que la machine lui renvoie ce magasin; à ce moment, le numéro du magasin est lu à nouveau, ce qui indique que le chargeur peut alors être tourné (après abaissement du dispositif de lecture 418) pour amener le magasin requis suivant dans la position verticale inférieure.
Les interrupteurs 459 à 463 engendrent des signaux de rétro-action qui indiquent les positions des pales, positions qui sont déterminées par celui des interrupteurs qui est actionné. Si on le désire ces signaux peuvent être utilisés, comme on l'a vu précédemment à propos du chargeur de palettes, pour déclencher des pas de rotation, jusqu'à ce que la pale portant le magasin requis arrive dans la position verticale inférieure, la lecture du numéro de ce magasin servant de quittance et provoquant l'introduction de celui-ci dans la machine. Dans ce cas des moyens peuvent être prévus, comme on l'a aussi vu à propos du chargeur de palettes, pour neutraliser l'interrupteur 457 de manière que le chargeur ne soit immobilisé que lorsque la pale requise se trouve dans la position verticale inférieure.
Le fait de prévoir un chargeur capable de porter cinq magasins à outils, dont chacun comprend vingt-huit outils, permet à cent quarante outils d'être rapidement à disposition de la machine, de sorte que, dans le cas d'une machine à deux broches, ce sont soixante-dix outils qui sont disponibles par broche. Les magasins à outils se trouvant sur le chargeur peuvent, lorsque cela est nécessaire, être changés automatiquement par le transporteur
114, le chargeur étant amené à tourner, le cas échéant, de l'angle requis pour placer en position verticale inférieure la pale portant le magasin à retirer. Le transporteur reprend alors ce magasin et l'amène à l'armoire de stockage des magasins; il reçoit là le nouveau magasin requis et l'amène au chargeur pour le délivrer à la pale vide de ce dernier.
Les moyens d'entraînement pour le chargeur de palettes et le chargeur de magasins sont représentés à la fig. 11. Ils comprennent un moteur hydraulique, capable de fonctionner à deux vitesses différentes et pourvu d'un arbre de sortie 477 entraînant, par l'intermédiaire d'un démultiplicateur 478, un accouplement 479.
Cet accouplement est solidaire d'un arbre 480 portant une roue dentée 481 engrenant avec des roues dentées 482 et 483 montées sur des arbres 484 et 485 respectivement.
L'arbre 484 est destiné, par l'intermédiaire d'un embrayage 486, à entraîner un arbre 487 portant un pignon-Galle 488; celui-ci met en mouvement une chaîne 489 passant autour d'un pignon-Galle 490 monté sur un tourillon 491 solidaire de l'arbre 403 du chargeur de palettes. De même, l'arbre 485 peut, par l'intermédiaire d'un embrayage 492, entraîner un arbre 493 portant un pignon-Galle 494; celui-ci met en mouvement une chaîne 495 passant autour d'un pignon-Galle 496 monté sur un tourillon 497 solidaire de l'arbre 447 du chargeur de magasins. Des pignons tendeurs 498 et 499 (voir fig. 9) sont prévus pour les chaînes 489 et 495 respectivement.
Le chargeur de palettes et le chargeur de magasins peuvent ainsi être entraînés indépendamment l'un de l'autre à partir d'un moteur commun en engageant ou désengageant leurs embrayages respectifs.
Description et fonctionnement des movens assurant
le transfert des palettes et des magasins ci outils entre
les chargeurs et les madines-outils -fig. 12 à 16
Les moyens qui assurent le transfert des palettes entre la machine-outil et le chargeur de palettes ainsi que le transfert du magasin à outils entre la machine-outil et le chargeur de magasins sont représentés aux fig. 12, 13, 14, 15 et 16. Ils comprennent un longeron 501 porté entre des paires de rouleaux en caoutchouc 502 à 507 (fig. 12). Le rouleau 505 est entraîné par une broche 508 (fig. 14).
Cette broche 508 est reliée par une liaison extensible 509 à un arbre 510 entraîné lui-même, grâce à un accouplement 511, par l'arbre de sortie 512, celui-ci pouvant par exemple être un moteur hydraulique 513.
L'arbre 510 est craboté dans le moyeu d'une roue dentée 514 qui engrène avec une roue dentée 515 crabotée à son tour sur un arbre 51,6; ce dernier entraîne par une liaison extensible 517, une broche 518 sur laquelle est monté le rouleau 504. Les liaisons 509 et 517 sont conçues de façon qu'elles assurent la rotation des broches 508 et 518 même en cas de léger défaut d'alignement entre ces
broches et les arbres 510 et 516 qui les entraînent. Les
liaisons 509 et 517 et les roues dentées 514 et 515 sont
contenues dans un boîtier 519 monté sur un bâti 520 com
prenant des paliers 521 et 522 pour les broches 508
et 518.
Ces broches portent des poulies 523 et 524
respectivement qui entraînent des courroies en caout
chouc 525 (voir fig. 13) passant autour de poulies simi
laires 526 portées par des broches sur lesquelles les rou
leaux 502 et 503 sont montés. Ainsi, la rotation de l'arbre
de sortie 512 du moteur 513 entraîne les quatre rouleaux
502, 503, 504 et 505 pour amener le longeron à se dépla
cer dans le sens de sa longueur. Le moteur est à vitesse
variable et a en l'occurrence deux vitesses. Il est réver
sible, de sorte que le longeron 501 peut être déplacé dans
les deux sens.
Les rouleaux 506 et 507 sont montés fous,
et d'autres rouleaux en caoutchouc 527 à 530 (fig. 12),
montés fous eux aussi, sont prévus dans la machine-outil
pour recevoir le longeron, les rouleaux 502 à 507 étant
disposés entre la machine-outil et le chargeur de palettes,
respectivement entre la machine-outil et le chargeur de
magasins.
Les broches des rouleaux 502 à 507 passent à travers
un organe 531 qui peut être déplacé de manière à occuper
l'une quelconque de trois positions à des distances diffé
rentes du bâti 520, ces trois positions étant représentées respectivement aux fig. 14, 15 et 16. L'organe 531 est
déplacé par un dispositif pneumatique qui est visible à la
fig. 13 et qui comprend un cylindre 532 contenant un pre
mier piston 533 pourvu d'une tige 534 dont l'extrémité est
fixée à l'organe 531 par une vis de fixation 535, et un
second piston, distinct, 536 pouvant pousser contre le
piston 533 et présentant deux parties étagées 536a et 544.
Le cylindre 532 comprend une tête de cylindre 532a présentant un raccord à air 537; et le corps du cylindre 532 est
pourvu de raccords à air 538 et 539. Les raccords 537,
538 et 539 communiquent respectivement avec un espace
délimité par le second piston 536 et la tête de cylindre
532a, un espace annulaire délimité par la partie étagée
536a du second piston et le piston 533, et un espace
entourant la tige 534. Les pistons comprennent des
anneaux d'étanchéité 540, 541 et 542 et le corps du
cylindre est pourvu d'un épaulement 543 contre lequel la
partie étagée 544 du second piston 536 peut venir buter,
de manière à limiter le mouvement de ce dernier. Un trou
d'échappement 545 est prévu au ras de l'épaulement 543.
Dans les fig. 13 et 14, l'organe 531 est représenté dans
sa position rentrée. Pour le déplacer vers sa position
médiane (fig. 15), de l'air sous pression est introduit par
l'orifice d'admission 537, ce qui pousse le piston 536 et,
par conséquent, le piston 533 ainsi que la tige 534 vers
l'extérieur (vers le bas à la fig. 13); ce déplacement se
poursuit jusqu'à ce que la partie étagée 544 vienne buter
contre l'épaulement 543 (I'air prisonnier étant refoulé à
travers le trou 545 et l'orifice d'admission 539). Pour
déplacer l'organe 531 vers sa position saillante (fig. 16),
de l'air sous pression est introduit par l'orifice d'admis
sion 538 (I'air prisonnier étant refoulé à travers l'ori
fice 539), de manière à pousser le piston 533 et la tige 534
à fond vers l'extérieur.
L'introduction d'air sous pression
à travers l'orifice 539 ramène le piston 533, et par consé
quent l'organe 531, à sa position médiane (I'air prison
nier étant refoulé à travers l'orifice 538), laquelle est
atteinte lorsqu'il vient buter contre le piston 536; en
continuant à introduire de l'air par l'orifice 539 les deux
pistons sont ramenés à leur position visible à la fig. 13
(l'échappement de l'air prisonnier s'effectuant à travers
l'orifice 537) et de l'air étant aspiré à travers le trou 545
où l'organe 531 est représenté dans sa position rentrée.
Des tiges de guidage 546 et 547 capables de coulisser dans des guides fixes 548 et 549 et fixées à l'organe 531, maintiennent l'alignement de ce dernier. Ainsi, le longeron 501 peut, sous l'effet du dispositif pneumatique, être amené dans n'importe laquelle de ces trois positions par rapport au bâti 520. Un dispositif similaire (non représenté) travaillant en parallèle est en outre prévu pour provoquer le déplacement correspondant d'un organe 550 (fig. 12) sur lequel les rouleaux fous 527 à 530 sont montés.
Le longeron 501 présente une partie saillante 551 (fig. 12, 14, 15 et 16) comprenant un bras inférieur dont l'extrémité 552 (fig. 12) peut, lorsque le longeron est dans sa position rentrée (fig. 14) venir buter contre le bord terminal postérieur d'une paire de palettes 553 et 554 portées par une pale du chargeur de palettes se trouvant en position haute. Le longeron 501 porte une autre partie saillante 558 ne comprenant qu'un seul bras qui est espacée de la partie saillante 551 à une distance telle que son extrémité puisse, lorsque le longeron est dans sa position rentrée, venir buter contre le bord terminal antérieur de cette paire de palettes 553 et 554. Aux fig. 14, 15 et 16 l'extrémité 552 est cachée derrière la partie saillante 558.
La présence de l'élément 556b représenté en traits mixtes aux fig. 14, 15 et 16 peut être ignorée pour le moment. La partie saillante 551 comprend en outre un bras supérieur dont l'extrémité 555 peut, lorsque le longeron est dans sa position saillante (fig. 16), venir coopérer avec un crochet en forme de U, qui se trouve au bout d'un bras 556 monté sur un magasin à outils 557 porté par une pale du chargeur de magasins à outils se trouvant en position basse. Ainsi, l'extrémité 555 permet soit d'introduire le magasin 557 dans la machine-outil, soit de l'en extraire.
Lorsque le longeron 501 occupe sa position médiane (fig. 15), ses parties saillantes sont dégagées à la fois du magasin à outils et des palettes.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant:
Lorsqu'une paire de palettes doit être transférée depuis la pale verticale supérieure du chargeur de palettes vers la machine-outil, le longeron 501 est déplacé de sa position médiane (représentée à la fig. 15, position où il demeure normalement) à sa position rentrée (représentée à la fig. 14) dans laquelle l'extrémité 552 de la partie saillante 551 peut venir coopérer avec le bord terminal postérieur de la paire de palettes. Le moteur 513 entre alors en action, tout d'abord à haute vitesse, pour déplacer le longeron, et par conséquent les palettes, vers l'intérieur de la machine-outil (c'est-à-dire vers la gauche lorsqu'on regarde la fig. 12).
Lorsque l'extrémité arrière du longeron libère un interrupteur 559 monté sur l'organe 531, le moteur se met alors à travailler à basse vitesse, et lorsque l'extrémité avant du longeron vient engager un second interrupteur 560 monté sur l'or±rlnc 550, le moteur est stoppé et/ou un frein est actionné. Le longeron et les palettes occupent alors les positions représentées en traits mixtes à la fig. 12 et sont engagés dans la machine-outil.
Le longeron est ensuite déplacé dans sa position médiane représentée à la fig. 15 (pour dégager la partie saillante 558 des palettes) et est extrait hors de la machineoutil en faisant tourner le moteur en sens inverse à haute vitesse jusqu'à ce que l'extrémité arrière du longeron libère l'interrupteur 559. le moteur tournant dès lors à basse vitesse jusqu'à ce que l'extrémité arrière du longeron libère un troisième interrupteur 561 monté sur l'organe 531, ce qui arrête le moteur etíou actionne un frein.
Lorsqu'une paire de palettes doit être transférée depuis la machine-outil vers la pale verticale supérieure du chargeur de palettes, le processus inverse se déroule, c'est-à-dire que le longeron, situé dans sa position médiane, est engagé dans la machine-outil puis est déplacé dans sa position rentrée de manière que la partie saillante 558 puisse coopérer avec le bord terminal antérieur de la paire de palettes avant d'être extrait hors de la machine-outil (vers la droite lorsque l'on regarde la fig. 12), la partie saillante 558 poussant les palettes, et les interrupteurs fonctionnant comme précédemment.
Le transfert d'un magasin à outils depuis la pale verticale inférieure du chargeur de magasins vers la machine-outil s'opère de manière similaire, mais, pour ce faire, le longeron est déplacé dans sa position saillante (fig. 16), de manière que l'extrémité 555 de la partie saillante 551 vienne coopérer avec le crochet 556a du bras 556 qui est monté sur le magasin, cette extrémité et ce crochet étant agencés de manière que lorsqu'ils sont en contact ils puissent pousser le magasin dans la machine ou l'en extraire. Ainsi, un changement de magasin peut être effectué soit avant le début, soit pendant une opération d'usinage.
Comme on l'a décrit, les palettes et les magasins à outils sont introduits séparément dans la machine-outil ou en sont extraits séparément, cela du fait que le longeron doit occuper des positions différentes pour effectuer le transfert respectif des magasins et celui des palettes.
Toutefois, il peut être indiqué de pouvoir introduire simultanément le magasin à outils et la paire de palettes dans la machine ou les en extraire simultanément. Dans ce cas, le bras 556 monté sur le magasin à outils est pourvu d'un autre crochet en forme de U, 556b, similaire au crochet 556a, et représenté en traits mixtes aux fig. 14, 15 et 16. Le crochet 556b est positionné le long du bras 556 de telle manière que l'extrémité 555 puisse s'engager dans ce crochet lorsque le longeron est dans sa position rentrée et qu'elle puisse l'éviter lorsque le longeron 501 est dans sa position médiane (fig. 15). Lorsque le longeron 501 est dans sa position rentrée (fig. 14) un magasin et une paire de palettes peuvent donc être ainsi introduits dans la machine-outil ou en être extraits simultanément.
Ceci se produira respectivement avant et après qu'une opération d'usinage sera effectuée sur les ébauches portées par les palettes. S'il est nécessaire de changer des magasins à outils durant une opération d'usinage, le longeron 501 est déplacé dans sa position saillante (fig. 16), de manière que le magasin puisse être extrait hors de la machine-outil et qu'un autre magasin puisse y être introduit, alors que les palettes demeurent dans celle-ci.
Durant leur transfert, les palettes sont supportées sur des rouleaux se déplaçant dans des rainures en forme de
T (non représentées aux fig. 12 à 16) pratiquées dans leur base et le magasin à outils est supporté par des rouleaux se déplaçant dans des rainures latérales ménagées dans celui-ci (ces rouleaux ne sont pas non plus représentés dans ces figures).
Cycle opérationnel de chargement et d'usinage
Le cycle des opérations effectuées par l'unité de chargement et par la machine-outil pour usiner les ébauches portées par une paire de palettes est décrit cidessous.
Après une rotation du chargeur de palettes de 270 , ce qui place la pale portant la paire de palettes dans sa position verticale supérieure, on lit le numéro des palettes. Le signal indiquant ce numéro est renvoyé à l'ordinateur 173, ce qui provoque l'interrogation de ce dernier quant au numéro du magasin à outils requis et quant au numéro de la cassette renfermant le programme d'usinage requis pour le façonnage des ébauches. Ce signal provoque également, par l'intermédiaire de l'unité de commande des fonctions de la machine, le déplacement du longeron 501 dans sa position rentrée, dans laquelle il coopère avec la paire de palettes, et déclenche ensuite le mouvement d'introduction de cette paire de palettes dans la machine-outil. Le longeron est ensuite ramené dans sa position médiane neutre puis retiré.
Lorsque les palettes arrivent dans la machine-outil elles sont automatiquement positionnées avec précision par des dispositifs tels que ceux décrits dans l'exposé du brevet suisse N0 433918. Lorsqu'elle reçoit de l'ordinateur le numéro du magasin à outils requis, l'unité de commande des fonctions de la machine fait effectuer une rotation au chargeur de magasins à outils, de manière que la pale portant le magasin requis vienne se placer dans la position verticale inférieure (à moins que la tête de lecture indique que le magasin est déjà dans cette position), position dans laquelle le numéro du magasin est lu.
Lorsque le signal indiquant ce numéro parvient à l'unité de commande, celle-ci provoque le déplacement du longeron 501 dans sa position saillante, dans laquelle il coopère avec le magasin, et déclenche le mouvement d'introduction du magasin dans la machine, après quoi le longeron 501 est ramené à sa position médiane neutre, puis retiré. A la réception du numéro de la cassette requise, numéro qui est transmis par l'ordinateur de commande 173, l'unité de commande des fonctions sélectionne dans le magasin à rubans, lequel est à accès sélectif, le ruban requis et le place sur le pupitre à ruban, comme cela est décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 508962.
Lorsque sont reçus les signaux indiquant que la palette est positionnée avec précision dans la machine et que le ruban est placé correctement sur le pupitre, l'unité de commande des fonctions de la machine met en marche le ruban, et la machine-outil effectue ses opérations d'usinage conformément au programme enregistré sur le ruban, ceci jusqu'à ce qu'un signal fin de ruban soit renvoyé depuis le pupitre. Lors de la réception de ce signal, l'unité de commande provoque l'introduction du longeron 501 dans la machine-outil, l'amène dans sa position rentrée, position dans laquelle il vient coopérer avec la paire de palettes, et l'extrait hors de la machine, afin de ramener la paire de palettes sur la pale du chargeur de palettes qu'elles avaient quitté.
Après avoir été retourné à sa position médiane neutre, le longeron 501 est à nouveau introduit dans la machine, puis déplacé dans sa position saillante, dans laquelle il vient coopérer avec le magasin, et ensuite extrait hors de la machine pour ramener le magasin sur la pale du chargeur de magasins qu'il avait quitté. Le longeron est alors replacé dans sa position médiane neutre.
Les numéros des palettes et du magasin à outils sont lus après que ceuxci ont été ramenés sur leurs pales respectives, et lorsqu'elle a reçu des signaux représentant ces numéros, l'unité de commande des fonctions de la machine fait faire au chargeur de palettes une nouvelle rotation de 2700 pour placer la paire de palettes, dont les ébauches viennent d'être usinées, dans la position horizontale située à droite lorsqu'on regarde la fig. 9, position d'où les palettes peuvent être emmenées par le transporteur 114, et pour placer la suivante des paires de palettes à engager dans la machine dans la position verticale supérieure, ou en attente pour un autre cycle.
Lorsque les opérations qui doivent être effectuées sur une paire d'ébauches nécessitent plus d'un magasin à outils, le programme enregistré sur le ruban émet au moment voulu un signal de changement de magasin, puis s'arrête. Ce signal suscite l'intervention de l'unité de commande, laquelle actionne le longeron 501 de manière qu'il soit introduit dans la machine, amené dans sa position saillante, dans laquelle il vient coopérer avec le magasin à outils tout en évitant les palettes, puis extrait hors de la machine afin d'en ramener le magasin à outils sur la pale du chargeur de magasins que ce magasin avait quitté. Le signal provoque également l'interrogation de l'ordinateur de commande 173 quant au numéro du nouveau magasin requis.
Après que le magasin retiré est parvenu sur le chargeur et que le longeron 501 a été déplacé dans sa position neutre, l'unité de commande provoque, dès réception, en provenance de l'ordinateur de commande 173, du numéro du nouveau magasin requis, la rotation du chargeur de magasins jusqu'à ce que la pale portant le nouveau magasin vienne se placer dans sa position verticale inférieure. Lorsque, à cette position, le numéro voulu est lu, le longeron 501 est actionné de manière qu'il vienne se placer dans sa position saillante, dans laquelle il coopère avec le nouveau magasin, et qu'il introduise celui-ci dans la machine. Le longeron est ensuite ramené à sa position neutre puis retiré. Le ruban repart, de sorte que la machine-outil poursuit ses opérations d'usinage en utilisant les outils du magasin nouvellement introduit.
Si les bras 556 des magasins à outils sont tous pourvus d'un crochet supplémentaire 556b, comme cela a été décrit dans la variante ci-dessus, de manière que dans la position rentrée du longeron 501, un magasin à outils et une paire de palettes puissent être déplacés simultanément, le cycle décrit ci-dessus est modifié. L'unité de commande des fonctions attend jusqu'à ce que le magasin à outils requis atteigne sa position verticale inférieure avant d'actionner le longeron, après quoi elle déplace le longeron à sa position rentrée pour introduire simultanément la paire de palettes et le magasin à outils dans la machine, déplace le longeron à sa position médiane neutre, puis le retire.
De même, une fois que les opérations d'usinage sont terminées et que le signal de fin de ruban est perçu, l'unité de commande des fonctions introduit le longeron dans la machine, le déplace dans sa position rentrée et l'extrait hors de la machine pour ramener simultanément la paire de palettes et le magasin à outils sur leurs pales respectives, après quoi le longeron est replacé dans sa position médiane neutre. Ce n'est qu'ensuite que le longeron est amené à sa position saillante, dans laquelle il coopère seulement avec un magasin, lorsqu'un changement de magasin est effectué comme cela a été indiqué ci-dessus.
Si un incident se produit lors des opérations d'usinage (par exemple une rupture d'outil), la machine-outil transmet un signal d'erreur de machine à l'ordinateur de commande 173, lequel imprime un bulletin indiquant cette erreur ainsi que l'indication de son instant d'apparition, ceci pour alarmer le surveillant humain 189. Ce dernier envoie alors le personnel d'entretien pour s'occuper de la machine. La machine-outil comprend un panneau d'affichage pouvant indiquer, lorsqu'ils se produisent, la nature des incidents les plus courants, de sorte qu'un mécanicien d'entretien peut intervenir rapidement. En actionnant un interrupteur, il peut soustraire la machine au contrôle de l'ordinateur de commande, ce qui lui permet d'effectuer des tests lorsque cela s'impose.
S'il estime que la réparation s'étendra sur une certaine durée (par exemple trente minutes), il peut presser un bouton qui indique à l'ordinateur de commande que la machine sera hors service pendant au moins cette durée, si bien que ce dernier peut revoir son programme de manière à tirer le meilleur parti possible de la capacité des machines restantes. Lorsque la réparation a été effectuée, le mécanicien d'entretien peut presser un autre bouton pour signaler à l'ordinateur de commande que la machine est de nouveau en état de marche, si bien que celui-ci peut revenir dans la mesure du possible à son programme primitif.
Description et fonctionnement de la machine-outil 106
ainsi que de son chargeur de palettes et de son chargeur
demagasit fig. 17 à 10
Les machines 105 et 106 à six degrés de liberté, dont la fig. 17 représente la machine 106 avec son chargeur de palettes et son chargeur de magasins, comprennent chacune une seule broche 601 montée dans une tête 602 qui peut se déplacer le long d'un guide arqué 603 disposé sur une table principale 604. Une palette chargée d'une ébauche prend place dans un berceau vertical 605 porté par une monture 606 qui peut être déplacée verticalement.
Ce berceau est pourvu de dispositifs permettant d'y positionner la palette avec précision, dispositifs semblables à ceux qui sont décrits dans le brevet suisse N 433918 (demande de brevet suisse N0 12409/64). Le berceau 605 peut être tourné dans un plan vertical par rapport à sa monture 606. Au-dessus du berceau 605 est disposé un support fixe 607 destiné à recevoir un magasin à outils dans lequel un outil peut être prélevé pour être utilisé dans la broche 601.
Les six degrés de liberté sont (i) un déplacement horizontal de la table 604 dans la direction indiquée par la flèche X, (ii) un déplacement vertical de la monture 606 (et par conséquent du berceau 605) comme l'indiaue la flèche Y, (iii) un déplacement horizontal de la table 604 dans la direction indiquée par la flèche Z, (iv) un déplacement de la tête 602 relativement au guide 603 le long d'un arc horizontal indiqué par la flèche
U, (v) une rotation effectuée, dans un plan vertical, par le berceau 605 relativement à sa monture 606 et indiquée par la flèche V, et (vi) un déplacement de la broche 601 le long de son propre axe, de manière à la faire saillir plus ou moins hors de la tête 602 comme l'indique la flèche W.
Les chargeurs de palettes qui sont associés avec les machines mono-broches à six degrés de liberté diffèrent de ceux qui équipent les autres machines-outils en ce que chaque pale du chargeur de palettes d'une machine mono-broche est partagée en deux moitiés, et en ce que la moitié placée à proximité de la machine est pourvue d'un mécanisme qui, représenté aux fig. 18 et 19, est destiné à désaccoupler et à accoupler à nouveau les palettes appartenant à une paire accédant au chargeur, ceci de manière que les palettes puissent être introduites une à une dans la machine-outil.
Chaque demi-pale 608 adjacente à la machine-outil peut être déplacée relativement à l'autre moitié, et porte à l'arrière (lorsqu'on regarde la fig. 18) quatre galets 609 qui présentent chacun une gorge périphérique en V (voir fig. 19), ce qui leur permet de se déplacer le long de deux rails 610 solidaires d'une partie fixe du chargeur, et rend ainsi la demi-pale 608 mobile par rapport à cette partie fixe. Les galets 609 peuvent tourner librement sur des goujons 609a portés eux-mêmes par des axes excentriques 609b (fig. 19) permettant d'effectuer le calage initial des goujons en vue d'assurer un bon positionnement des galets 609 relativement aux rails 610.
La demipale 608 porte, également à l'arrière (lorsqu'on regarde la fig.l8), un élément 611 présentant un profil de came 612 le long duquel peut se déplacer un galet 613 monté à l'une des extrémités d'un levier 614 capable de pivoter autour d'un pivot central fixe 615. A l'autre extrémité du levier 614 est monté un autre galet 616. Des poussoirs 617 et 618 appuient, sous l'effet de ressorts 619 et 620 disposés dans des logements fixes 621 et 622, contre les galets 616 et 613 respectivement; ces poussoirs 617 et 618 sont pourvus de butées 623 et 624, respectivement, qui limitent leur déplacement par rapport à ces logements, ainsi que de têtes d'extrémité 625 et 626, respectivement, qui retiennent les ressorts.
Dans la position de la pale correspondant à l'introduction d'une palette dans la machine-outil, c'est-à-dire lorsque la pale se trouve dans sa position verticale supérieure (position qui est aussi celle dans laquelle les palettes sont restituées à la pale par la machine), il est prévu que deux pistons à commande hydraulique 627 et 628 puissent venir coopérer avec les têtes d'extrémité 625 et 626, respectivement, afin de mouvoir les poussoirs 617 et 618. A la fig. 18, le piston 628 est représenté dans sa position avancée et le piston 627 dans sa position rétractée, de sorte que le levier 614 prend la position représentée, pour laquelle le galet 613 maintient l'élément 611, et par conséquent la demi-pale 608 dans sa position haute.
Lorsque le piston 628 est rétracté et le piston 627 avancé, le poussoir 618, sous l'action du ressort 620, se déplace vers la gauche (lorsqu'on regarde la fig. 18) et le poussoir 617 se déplace vers la droite en poussant le galet 616 et en provoquant la rotation du levier 614 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son pivot 615. Le galet 613 se déplace alors le long du profil de came 612 en permettant à l'élément 611 et, par conséquent, à la demipale 608 de descendre en position basse. Le renversement du fonctionnement des pistons 627 et 628, c'est-à-dire l'avancement du piston 628 et la rétraction du piston 627, fait reprendre à ces organes les positions représentées à la fig. 18, ce qui provoque de nouveau le soulèvement de la demi-pale 608.
L'actionnement des pistons 627 et 628, qui est commandé automatiquement en synchronisme, d'une part, avec l'introduction des palettes, dans la machine à six degrés de liberté et, d'autre part, avec le retrait hors de cette machine, provoque ainsi le soulèvement et l'abaissement de la demi-pale 608. Ce déplacement vertical de la demi-pale 608 est guidé par les galets 609 qui se déplacent le long des rails 610.
La demi-pale 608 est pourvue de galets 629 venant s'engager, comme on l'a décrit précédemment, dans des rainures en T pratiquées dans la base des palettes.
Ainsi, le déplacement de la demi-pale 608 provoque un déplacement correspondant de la palette qu'elle porte.
D'autres galets 630, qui sont montés le long d'un guide supérieur fixe 631, viennent s'engager dans des rainures pratiquées le long des côtés des palettes. Lorsque la demipale 608 est dans sa position haute (comme cela est représenté à la fig. 18), la palette qu'elle porte est alignée avec l'autre palette de la paire, cette autre palette étant portée par l'autre demi-pale, et l'amplitude du mouvement de la demi-pale 608, c'est-à-dire la distance qu'elle se déplace vers le bas pour atteindre sa position basse, est suffisante pour désaccoupler les deux palettes.
La fig. 20 représente schématiquement les déplacements relatifs effectués par les palettes d'une paire introduite dans le chargeur de palettes d'une machine monobroche à six degrés de liberté. Dans cette figure, la colonne de droite représente le chargeur de palettes et la colonne de gauche la machine-outil, tandis que les bandes transversales représentent différentes étapes de positionnement des palettes, ces dernières étant désignées par les lettres A et B.
Au cours de l'étape (i) une paire de palettes accouplées est fournie par le magasin à palettes et est acheminée par le transporteur pour être placée sur une pale (désignée par P1) du chargeur de palettes, la palette A étant transférée sur la pale en premier.
Lors de l'étape (ii) la pale portant les palettes est située dans sa position verticale supérieure, position qui permet à une palette d'être introduite dans la machineoutil; les palettes sont déplacées vers la machine-outil (à l'aide d'un longeron comme on l'a décrit précédemment) jusqu'à ce que la palette B occupe la position qu'occupait la palette A lors de l'étape (i). Cela signifie que la palette
B est amenée sur la demi-pale 608 adjacente à la machine, tandis que la palette A s'est déplacée partiellement dans la machine. Les palettes telles qu'elles sont représentées à la fig. l 7 se trouvent à l'étape (ii), et le longeron 501 qui les déplace est bien visible.
Lors de l'étape (iii) la palette B est abaissée (par l'actionnement du piston hydraulique 627 et l'abaissement consécutif de la demi-pale 608), de manière à dégager les oreilles d'accouplement qui la connectent à sa voisine.
Au cours de l'étape (iv) la palette A est introduite à fond dans la machine-outil (par le longeron décrit précédemment), afin que l'ébauche qu'elle porte soit usinée, tandis que la palette B demeure dans sa position basse.
Après l'étape (iv) les deux pistons hydrauliques 627 et 628 sont retirés pour permettre au chargeur de palettes d'être tourné afin d'amener une pale vide (désignée P2) en position verticale supérieure où elle peut recevoir la palette A restituée par la machine-outil après l'usinage, la demi-pale 608 de la pale P2 étant dans sa position haute de manière qu'elle puisse recevoir la palette A (déplacée par le longeron) comme cela est représenté pour l'étape (v).
Lors de l'étape (vi) le piston 627 est actionné de façon à abaisser la palette A sur la pale P2, puis les deux pistons sont retirés, afin de permettre la rotation du chargeur de palettes, rotation qui permet de ramener la pale P1 dans sa position verticale supérieure, la palette B ayant depuis l'étape (iii) toujours été maintenue dans sa position basse comme cela est représenté pour les étapes (iv) et (vii).
Au cours de l'étape (viii) le piston hydraulique 628 est
actionné de manière à élever la palette B pour la placer en position de transfert (par le longeron) dans la machine
outil afin de permettre aux opérations d'usinage de s'exécuter comme prévu par l'étape (ix). Les deux pistons sont
ensuite retirés et le chargeur de palettes est tourné de manière à ramener en position verticale supérieure la pale P2, laquelle porte toujours, depuis l'étape (vi) la palette A en position basse, et à lui permettre de recevoir la palette B restituée par la machine après l'opération d'usinage. La palette B est ensuite déplacée (par le longe
ron) en une position où elle se trouve adjacente à la
palette A, comme cela est représenté pour l'étape(x).
Lors de l'étape (xi), le piston hydraulique 628 inter
vient pour soulever la palette A et l'accoupler à la palette
B en engageant leurs oreilles d'accouplement.
Au cours de l'étape (xii) la paire de palettes accou
plées est déplacée (par le longeron) de manière que les
palettes soient toutes deux sur la pale P2, pour ensuite
être transférée, grâce au transporteur, vers le magasin à
palettes.
Comme on vient de l'expliquer, les pistons hydrau
liques 627 et 628 sont tous les deux retirés lorsque le chargeur est mis en rotation, et, afin d'être certain qu'une palette soit dans la position correcte (haute ou basse) lorsque la pale qui la transporte est en position verticale supérieure, requise pour l'éjection ou la réception, le piston approprié est actionné même si la palette se trouvait dans la position correcte, la dernière fois que la pale se trouvait, avant la rotation, dans cette position verticale supérieure.
Ainsi par exemple, bien que la palette A occupe déjà sa position basse sur la pale P2 lors de l'étape (vi), c'est-à-dire la position qu'elle doit occuper pour l'étape (x), le piston 627 est néanmoins actionné lorsque la pale P2 retourne à sa position supérieure verticale, ceci pour s'assurer que la palette A se trouve bien dans la position basse voulue pour l'étape (x).
Description et Ibtictiontiement
des transporteurs 114, 138 et 146 fig. 24 à 31
Le transporteur 114 est représenté à la fig. 29 où il est supposé se trouver en avant du casier à palettes 113 et du casier à magasins à outils 115. Le casier à palettes 113 comprend des parois verticales équidistantes 635 portant des tasseaux en cornière horizontaux 636 qui définissent des compartiments traversants; chacun de ces compartiments contient une paire de palettes disposée horizontalement sur ces tasseaux. Le casier à magasins à outils 115 comprend lui aussi des parois verticales 637, espacées de la même distance que les parois 635, et supportant des rayons 638; ces rayons délimitent des compartiments dont chacun peut contenir un magasin à outils placé sur le champ en position verticale.
Les rayons 638 sont munis de guides 639, placés de manière que les côtés d'un magasin à outils puissent passer entre eux, ainsi que de roulettes 640 disposées de manière à pouvoir rouler dans des rainures latérales dont sont pourvus les magasins à outils.
Un organe comprenant des rails 641 et 642 est monté sur le casier à palettes 113 et le casier à magasins 115; il s'étend à travers les sections de transit 116 et 117 (fig. 2, 3 et 4A). Le transporteur peut se déplacer le long de cet organe grâce à des galets (non représentés) se déplaçant entre les rails. Le transporteur 114 est déplacé le long des casiers à l'aide d'une chaîne sans fin 251 qui est reliée au transporteur, passe autour d'une roue-Galle 250 (voir fig. 4A), laquelle est entraînée par un moteur hydraulique 195, et passe ensuite autour d'une roue-Galle 252, montée folle.
En se reportant à nouveau à la fig. 29, on voit que le transporteur 114 comprend un organe 643 muni de deux plates-formes horizontales 644 et 645 destinées à porter des palettes et un support vertical 646 affecté à un magasin à outils. Chacune des deux plates-formes 644 et 645 est agencée de manière à pouvoir porter une paire de palettes en position horizontale, ces deux paires étant représentées en 647 et 648 respectivement. Le support 646 est agencé de manière à porter un seul magasin à outils 649 à la fois, placé verticalement. Les plates-formes 644 et 645 sont pourvues de guides 650, entre lesquels une paire de palettes peut prendre place et être maintenue, et de têtes de lecture 651 et 652 respectivement, capables de lire le numéro d'identification de la paire de palettes se trouvant sur la plate-forme correspondante.
Le support 646 comprend des guides 653, entre lesquels un magasin à outils peut prendre place et être maintenu, ainsi qu'une tête de lecture 654 capable de lire le numéro d'identification de la boîte à outils portée par ce support.
Les plates-formes 644 et 645 sont séparées par une distance telle que lorsque l'une d'elles se trouve en regard d'une colonne de compartiments possédant, au sein du casier à palettes, un rang donné, l'autre se trouve en regard de la colonne dont le rang est décalé de deux unités. Ainsi, comme cela ressort de la fig. 29, la plateforme 644 est placée devant la colonne de compartiments disposée à droite de la paroi 635a tandis que la plateforme 645 est placée devant la colonne de compartiments disposée à gauche de la paroi 635b. Espacer ainsi les plates-formes permet, si cela est nécessaire, de recevoir sur l'une d'elles une paire de palettes en provenance d'un compartiment d'une colonne de rang donné en même temps qu'une autre paire de palettes est déposée à partir de l'autre plate-forme, dans un compartiment de la colonne dont le rang est décalé de deux unités.
Afin que la position du transporteur 114 par rapport aux colonnes de compartiments du casier à palettes 113 et du casier à magasins à outils 115 soit fixée avec précision, celui-ci comprend des organes de positionnement 655 et 656, visibles à la fig. 30; ces organes, qui sont actionnés hydrauliquement, sont constitués par des tiges en acier, dont les têtes sont recouvertes de nylon, capables d'émerger du transporteur sous un angle de 45, et de venir buter contre les parois 635 ou 637 des casiers. Ces organes de positionnement sont de préférence au nombre de quatre, de manière que deux d'entre eux puissent buter contre chacune des deux parois 635a et 635b (fig. 30), à proximité du sommet et du bas de la paroi.
Lorsque le transporteur est immobilisé, comme cela sera décrit en détail plus bas, dans une position qui correspond approximativement à la position voulue, les organes 655 et 656 sont actionnés hydrauliquement de manière à émerger du transporteur et à le positionner avec précision. Pour ce qui est des sections de transit 116 et 117 (fig. 2, 3 et 4A), du casier à magasins, celles-ci sont pourvues de butées disposées à des endroits adéquats et contre lesquelles les organes de positionnement 655 et 656 peuvent venir buter afin de positionner avec précision le support 646 en face de l'unique colonne de compartiments de l'une ou l'autre de ces sections de transit.
L'organe 643 peut être déplacé verticalement, de manière que ses plates-formes 644 et 645 puissent venir en regard de n'importe quelle rangée horizontale de compartiments du casier à palettes 113, ou pour que le support 646 puisse se placer en regard de n'importe quelle rangée horizontale de compartiments dans le casier à magasins à outils 115, et cela à l'aide du mécanisme représenté à la fig. 28. Chaque colonne verticale du casier à palettes et du casier à magasins à outils comprend huit compartiments, de sorte que l'organe 643 doit pouvoir occuper huit positions verticales différentes. A la fig. 28, l'organe 643 est représenté dans sa position basse, c'est-àdire dans la position où les plates-formes 644 et 645 et le support 646 seraient en face des compartiments inférieurs des casiers à palettes, et à magasins à outils, respectivement.
L'organe 643 est porté par une chaîne sans fin 660 passant autour de roues-Galle 661 et 662, et par une autre chaîne sans fin 663 passant autour de roues-Galle 664 et 665, des fixations 666 et 667 attachant l'organe 643 aux chaînes. La roue 662 est montée sur un arbre 668 portant un pignon conique 669 qui engrène avec un pignon conique 670 monté à l'une des extrémités d'un arbre 671. L'autre extrémité de l'arbre 671 porte un pignon conique 672 qui engrène avec un pignon conique 673 par un arbre 674 sur lequel est montée la roue 665. Etant donné cette liaison, un déplacement de la chaîne 660 provoque un déplacement correspondant de la chaîne 663.
La roue 661 est montée sur un arbre 675 et la roue 664 sur un arbre 676. L'arbre 675 porte une autre roue-Galle, 677, et l'arbre 668 porte aussi une autre roue
Galle, 678. Une chaîne 679, dont les extrémités sont fixées à des parties immobiles 680 et 681 du transporteur, passe autour des roues 677 et 678. Entre la fixation 680 et la roue 677, la chaîne 679 passe autour de roues-Galle 682, 683 et 684, et entre la roue 678 et la fixation 681, la chaîne 679 passe autour de roues-Galle 685, 686 et 687.
Les roues 682 et 687 sont portées respectivement par des manilles 688 et 689 fixées aux extrémités opposées d'une tige 690 d'un vérin hydraulique fixe 691 comprenant des orifices d'admission 692 et 693 pour l'arrivée du fluide. Les roues 683 et 686 sont, de même, portées par des manilles 694 et 695 respectivement, fixées aux extrémités opposées d'une tige 696 d'un vérin hydraulique fixe 697 comprenant des orifices d'admission 698 et 699 pour le fluide; quant aux roues 684 et 685, elles sont portées par des manilles 700 et 701, respectivement, fixées aux extrémités opposées d'une tige 702 d'un vérin hydraulique fixe 703 pourvu d'orifices d'admission 704 et 705 pour le fluide.
La course du vérin hydraulique 703 est telle qu'il déplace l'organe à plates-formes 643 d'une distance égale à celle qui sépare le milieu de deux compartiments superposés consécutifs du casier à palettes ou du casier à magasins à outils, par exemple pour élever l'organe 643 de sa position la plus basse, représentée à la fig. 28, à la position dans laquelle les plates-formes 644 et 645, comme le support 646, se trouvent devant la rangée de compartiments situés au-dessus de la rangée inférieure.
Lorsque du fluide sous pression est admis par l'orifice 704, celui-ci agit contre la tête de piston de la tige 702 de manière à abaisser la tige jusqu'à ce que les roues 684 et 685 viennent occuper les positions 684a et 685a respectivement. Lors de ce mouvement descendant, la roue 685 tire la chaîne 679 autour de la roue 678 tandis que la roue 684 laisse filer la chaîne 679 autour de la roue 677; cela provoque la rotation des arbres 668 et 675, et par conséquent celle des roues 662 et 661, dans le sens des aiguilles d'une montre. Cette rotation provoque un déplacement vers le haut du brin vertical gauche de la chaîne 660 et du brin droit de la chaîne 663, de sorte que l'organe à platesformes 643 est soulevé de la hauteur d'un compartiment.
L'opération inverse, obtenue en supprimant la pression du fluide à l'orifice 704 et en appliquant la pression à l'orifice 705, ramène les roues 684 et 685 à leur position primitive, ce qui provoque l'abaissement de l'organe 643 de la hauteur d'un compartiment.
La course du vérin 691 est double de celle du vérin 703, de sorte que lorsque du fluide sous pression est injecté à l'orifice d'entrée 692, il provoque l'abaissement des roues 682 et 687, lesquelles prennent les positions 682a et 687a; cela provoque une élévation de l'organe 643 sur une distance égale à deux fois la hauteur d'un compartiment. Lorsqu'on supprime la pression à l'orifice 692 et qu'on l'applique à l'orifice 693, on provoque l'abaissement de l'organe 643 de la hauteur de deux compartiments. Lorsqu'on actionne les deux vérins 703 et 691, l'organe à plates-formes 643 peut ainsi être soulevé (et, dans l'opération inverse, abaissé) d'une longueur correspondant à trois fois la hauteur d'un compartiment.
La course du vérin 697 est égale à quatre fois celle du vérin 703, de sorte que l'injection de fluide sous pression à l'orifice d'admission 699 élève les roues 683 et 686 jusqu'aux positions 683a et 686a, ce qui provoque un déplacement des chaînes 660 et 663 tel que l'organe 643 s'élève de quatre fois la hauteur d'un compartiment.
Inversement, lorsqu'on supprime la pression à l'orifice d'entrée 699 et qu'on l'applique à l'orifice d'admission 698, l'organe 643 est abaissé de quatre fois la hauteur d'un compartiment. L'actionnement simultané des deux vérins hydrauliques 697 et 703 déplace ainsi l'organe 643 de cinq fois la hauteur d'un compartiment, I'actionnement simultané des deux vérins hydrauliques 697 et 691 déplace l'organe 643 de six fois la hauteur d'un compartiment et l'actionnement simultané des trois vérins hydrauliques 691, 697 et 703 déplace l'organe 643 de sept fois la hauteur d'un compartiment.
On peut ainsi: en actionnant convenablement un ou plusieurs des vérins hydrauliques 691, 697 et 703, déplacer l'organe à plates-formes 643 de façon qu'il occupe n importe laquelle des huit positions correspondant à l'immobilisation des plates-formes 644 et 645 et du support 646 devant l'une quelconque des rangées de compartiments des casiers à palettes et à magasins à outils, respectivement.
Le mécanisme représenté à la fig. 28 est disposé à gauche du transporteur 114 tel qu'on le voit à la fig. 29, et les arbres 668 et 675 traversent le transporteur et portent, comme on l'a représenté, d'autres roues-Galle 706 et 708 respectivement, autour desquelles passe une chaîne sans fin 707 à laquelle l'organe à plates-formes 643 est également attaché. Les arbres 674 et 676 s'étendent également à travers le transporteur, derrière les arbres 668 et 675 lorsque l'on regarde la fig. 29; ils portent eux aussi d'autres roues-Galle autour desquelles passe une chaîne sans fin attachée à l'organe 643.
En outre, les arbres 668 et 675 portent respectivement, à leur droite lorsque l'on regarde la fig. 29, des roues-Galle 709 et 710 pour une chaîne 711 dont les extrémités sont fixées de la même manière que la chaîne 679 et qui passe autour de roues
Galle montées sur un vérin pneumatique d'équilibrage (non représenté), lequel contribue à maintenir l'organe à plates-formes dans la position obtenue par l'actionnement adéquat des vérins hydrauliques 691, 697 et 703.
On voit que, de cette manière, il est possible d'amener l'une ou l'autre des plates-formes 644 et 645, ou le support 646, devant n'importe lequel des compartiments du casier à palettes ou du casier à magasins à outils, respectivement, ceci en déplaçant horizontalement le transporteur 114 le long des casiers, sur la distance nécessaire pour amener le support ou la plate-forme devant la colonne verticale de compartiments requise, et en imprimant à l'organe 643 le mouvement vertical voulu pour amener la plate-forme ou le support devant le compartiment désiré de cette colonne. De même, il est possible d'amener l'une ou l'autre des plates-formes 644 et 645, ou le support 646, à l'emplacement de transfert propre au chargeur de palettes ou à l'emplacement de transfert propre au chargeur de magasins, respectivement, et cela pour n'importe laquelle des machines-outils.
En effet, les emplacements de transfert des chargeurs de palettes et de magasins à outils des machines sont chacun situés directement en face d'une colonne verticale de compartiments du casier à palettes ou du casier à magasins à outils, de sorte que, pour amener l'une ou l'autre des plates-formes ou le support dans un emplacement de transfert, le transporteur peut venir se positionner en prenant appui contre les cloisons verticales des casiers.
Le support 646 peut également être amené devant n'im
porte lequel des compartiments des sections de transit 116 et 117 (fig. 3 et 4A).
Chacune des plates-formes 644 et 645 comprend un mécanisme destiné à charger une paire de palettes sur la plate-forme ou à décharger une paire de palettes hors de la plate-forme, le mécanisme de la plate-forme 644 étant représenté aux fig. 24 à 27. En se reportant d'abord aux fig. 24 et 25, on voit que le mécanisme comprend une paire de chaînes sans fin 712 s'étendant le long de la plate-forme, c'est-à-dire dans le sens des déplacements effectués par les palettes, et passant autour de pignons
Galle 713 montés sur des arbres 714 portant en outre des pignons-Galle d'entraînement 715 (fig. 24). Des chaînes sans fin 716, passant autour de pignons-Galle 717 montés sur un arbre 718 entraîné par un moteur hydraulique 719, passent autour des roues 715 et en assurent l'entraînement.
Les chaînes 712 passent autour du pignon-Galle de renvoi 720 et de pignons-Galle tendeurs 721 et 722, et portent des poussoirs 723 faisant saillie, destinés à coopérer avec une paire de palettes 301 et 302. L'entraînement se fait dans une direction telle que les poussoirs 723 se déplacent de la gauche vers la droite, tels qu'on les voit aux fig. 24 et 25, le long du brin horizontal supérieur des chaînes 712. L'une des deux paires de poussoirs 723 vient buter contre la face externe du côté arrière de la palette postérieure 301 et l'autre vient buter contre la face interne du côté avant de la palette antérieure 302, la base des palettes étant évidée. Par commodité on a donné aux palettes, représentées en traits pleins à la fig. 25 et en traits mixtes à la fig. 24, les mêmes indices de référence, soit 301 et 302, qu'à la fig. 6.
Pour amener dans la zone d'action des poussoirs 723 une paire de palettes devant être chargée sur la plateforme et pour la décharger par la suite de la plate-forme, de façon à être entièrement dégagée de celle-ci, le mécanisme comprend des organes mobiles d'extrémité 724 et 725. Ces organes sont munis de doigts pivotants 726 et 727 qui peuvent être soulevés de manière à venir se placer dans l'espace compris entre la face terminale libre d'une palette et l'oreille d'accouplement qui est fixée à cette face, de sorte qu'un déplacement de l'organe 724 ou de l'organe 725 peut faire mouvoir la paire de palettes accouplées.
L'organe d'extrémité 725 est représenté en détail aux fig. 26 et 27,1'organe d'extrémité 724 étant le même que l'organe 725. Le doigt 727, qui est monté sur pivot, est sollicité vers le bas par un ressort 728 et peut être soulevé, de façon à occuper la position représentée en traits mixtes à la fig. 27, par un poussoir hydraulique 729 qui vient prendre appui contre le doigt. Le poussoir 729 traverse un trou ménagé dans un disque 730 et porte une tête de piston 731 pouvant se déplacer dans une chambre cylindrique 732. Lorsque du fluide sous pression est acheminé par une conduite 734, à travers un orifice d'admission 733, dans la chambre 732, au-dessous de la tête 731, le poussoir 729 monte et soulève ainsi le doigt 727.
Lorsque la pression à l'orifice d'admission 733 est supprimée, le doigt 727 et par conséquent le poussoir 729 sont ramenés en position escamotée sous l'effet du ressort 728.
L'organe d'extrémité 724 est fixé à une tige coulis
sante 735 (figure 24) portant une tête de piston 736
capable de se déplacer dans un cylindre 737 présentant
des chambres annulaires terminales 738 et 739. L'application d'une pression hydraulique dans la chambre 739 provoque le déplacement de la tige 735, et par conséquent de l'organe 724, vers la gauche; pour ensuite ramener la tige 735 et l'organe 724 à leur point de départ, c'est-à-dire pour les déplacer vers la droite, il suffit de supprimer la pression dans la chambre 739 et l'établir dans la chambre 738.
Le long du cylindre 737 est disposé un cylindre 740 qui communique par un trou 741 avec un canal 742 que présente une tige 743. Ce canal 742 communique avec la conduite que comporte l'organe d'extrémité 724 et qui correspond à la conduite 734 représentée à la fig. 27, de sorte qu'une pression appliquée dans le cylindre 740 peut agir à travers le trou 741 et le canal 742 et soulever le doigt 726. La longueur du cylindre 740 est telle que le trou 741 demeurera en communication avec le cylindre 740 sur toute l'étendue d'un mouvement imprimé à l'organe 724 et à la tige 743 par la tige coulissante 735.
L'extrémité de droite de la tige 743 vient se loger dans un alésage 745, ménagé dans un corps 744 dans lequel sont aussi ménagés les cylindres 737 et 740. Un organe de liaison 746, flexible et extensible, est disposé entre l'organe d'extrémité 724 et le corps 744.
La partie de droite de la tige coulissante 735 pénètre dans un alésage 747 pratiqué dans un manchon coulissant 748 présentant une tête de piston 749 capable de se déplacer axialement dans un cylindre 750. Ce cylindre comprend des chambres annulaires terminales 751 et 752 et le manchon 748 fait partie intégrante d'une tige 753 attachée à l'organe d'extrémité 725. Ainsi, lorsque du fluide sous pression est injecté dans la chambre 752, il provoque le déplacement vers la droite du manchon 748, de la tige 753 et l'organe d'extrémité 725. Le manchon, la tige et l'organe d'extrémité peuvent ensuite être ramenés à leur point de départ, c'est-à-dire être déplacés vers la gauche, en supprimant la pression dans la chambre 752 et en mettant sous pression la chambre 751.
Le long du cylindre 750 est disposé un cylindre 754 qui communique par un trou 755 avec un canal 756 percé dans la tige 757, dont l'extrémité de gauche pénètre dans un alésage 758. Le canal 756 communique avec la conduite 734 (fig. 27), de sorte que l'injection de fluide sous pression dans le cylindre 754 provoque le soulèvement du doigt 727. Ici aussi, la communication entre le trou 755 et le cylindre 754 sera maintenue sur toute l'étendue du mouvement imprimé à la tige 757 et à l'organe 725 par le manchon coulissant 748. Un organe de liaison 759, flexible et extensible, est placé entre l'organe d'extrémité 725 et le corps 744 dans lequel sont ménagés les cylindres 750 et 754.
Pour des raisons qui seront données plus loin, l'amplitude du mouvement de la tige coulissante 735 et, partant, de l'organe d'extrémité 724 est plus grande que celle du manchon coulissant 748 et de l'organe d'extrémité 725, comme on peut s'en rendre compte en comparant les longueurs des cylindres 737 et 750.
La plate-forme 645 est pourvue du même mécanisme que celui qui vient d'être décrit à propos de la plateforme 644, sauf que les chaînes 712 sont entraînées en sens inverse, le mécanisme d'entraînement, qui comprend le moteur 719, l'arbre 718, les pignons-Galle 717, les chaînes 716 et les pignons-Galle 715, pour les chaînes 712 étant disposé, dans la plate-forme 645, à proximité de l'extrémité opposée à celle où est disposé le mécanisme d'entraînement porté par la plate-forme 644.
Grâce à cette disposition, des paires de palettes peuvent être chargées sur la plate-forme 644 depuis l'un des côtés du transporteur 114 (le côté le plus proche lorsque l'on regarde la fig. 29), et être déchargées depuis le côté opposé, en même temps que, sur la plate-forme 645, des paires de palettes sont chargées depuis ledit côté opposé du transporteur 114 (le côté éloigné lorsque l'on regarde la fig.
29) et déchargées depuis le côté mentionné en premier lieu. Ainsi, une paire de palettes transportée depuis le casier à palettes vers le chargeur de palettes d'une
machine-outil est véhiculée sur la plate-forme 645, tandis qu'une paire de palettes transportée du chargeur de palettes vers le casier à palettes est véhiculée sur la plate-forme 644.
On va décrire maintenant le fonctionnement du transporteur 114 en se référant à la fig. 31 qui représente de façon schématique le transport d'une paire de palettes depuis un compartiment du casier à palettes 113 jusqu'à un chargeur de palettes 107 à 112. Dans cette figure, les organes d'extrémité associés à la plate-forme 645 et correspondant aux organes 725 et 724 sont désignés par 725a et 724a, et leurs doigts par 727a et 726a. Les palettes composant la paire sont désignées par A et B.
Lorsque l'ordinateur 173 donne au transporteur 114 l'ordre de prendre cette paire de palettes dans le compartiment qui lui est alloué dans le casier à palettes, le moteur hydraulique 195 est mis en marche de manière à entraîner les chaînes 251 et à déplacer le transporteur dans la direction voulue le long des casiers 113 et 115.
Des dispositifs de réglage de la vitesse (non représentés) sont disposés à intervalles rapprochés le long des casiers; ces dispositifs peuvent consister en des interrupteurs ou des dispositifs photo-électriques et ils sont agencés de manière à détecter à tout instant la position du transporteur le long des casiers. La mémoire de l'ordinateur 173 renferme les informations donnant la vitesse que le transporteur doit avoir lorsqu'il passe devant ces dispositifs en s'approchant de l'endroit voulu, et ces dispositifs sont agencés de manière à régler la vitesse du moteur 195 afin que le transporteur ait la vitesse voulue.
La vitesse maximale du transporteur est de l'ordre de 3 m/s et lorsqu'il s'approche de l'endroit voulu, les dispositifs de réglage de la vitesse réduisent sa vitesse jusqu'à l'amener à environ 2,5 cm/s; à ce moment, l'alimentation du moteur 195 est coupée et le transporteur s'arrête, la plate-forme 645 aboutissant approximativement devant la colonne verticale du casier contenant le compartiment dans lequel se trouve la paire de palettes. Au moment où le transporteur s'immobilise, les organes de positionnement 655 et 656 sont actionnés hydrauliquement de manière à émerger du transporteur et à le positionner avec précision, la plate-forme 645 venant alors se placer exactement devant la colonne des compartiments.
L'instruction donnée par l'ordinateur 173 et indiquant le compartiment, intervient également, le cas échéant, pour actionner un ou plusieurs des vérins hydrauliques 691, 697 et 703 afin d'élever ou d'abaisser l'organe à plate-forme 643 de manière que la plate-forme 645 soit amenée devant le compartiment voulu de ladite colonne.
Lorsque ce positionnement est terminé, l'organe d'extrémité 72Sa est amené (en faisant coulisser le manchon 748, fig. 24) à se placer sous l'oreille libre de la palette A et le doigt 727a est soulevé (par injection de fluide sous pression dans le cylindre 754, fig. 24) de manière à venir s'engager entre cette oreille et le côté de la palette auquel elle est fixée, comme cela est représenté à la ligne (a) de la fig. 31. L'organe 727a est ensuite ramené à son point de départ, tirant ainsi la paire de palettes qu'il a accrochée vers la plate-forme 645.
Lorsque le bord avant de la palette A parvient sur le brin supérieur des chaînes 712, le moteur servant à les entrainer est mis en marche afin d'amener les poussoirs 723 à venir buter contre la face interne du côté antérieur de la palette A et à remplacer le doigt 727a (ligne (b)) pour l'entraînement des palettes. Le doigt 727a est ensuite escamoté et les palettes continuent à être tirées sur la plate-forme 645 par les poussoirs 723 (ligne (c)) jusqu'à ce que les deux palettes A et B y soient complètement placées (ligne (d)), après quoi l'entraînement des chaînes 712 est stoppé.
La tête de lecture 652 (fig. 29) intervient alors pour lire le numéro d'identification des palettes, indiquant ainsi à l'ordinateur 173 qu'elles ont bien été reçues. La tête 652 continue à lire ce numéro tant que les palettes demeurent sur la plate-forme. Au moment où lui parvient le signal indiquant que les palettes ont bien été reçues, les organes de positionnement 655 et 656 sont retirés et l'ordinateur donne l'ordre au transporteur de se déplacer le long des casiers de manière à venir se placer devant le chargeur de palettes affecté à la machine à laquelle les palettes sont destinées.
Normalement le transporteur reçoit d'abord l'ordre d'amener la plate-forme 644 à la position de déchargement du chargeur de palettes et d'embarquer une paire de palettes en attente dans cette position, et ensuite seulement d'amener la plate-forme 645 à la position de déchargement afin de décharger les palettes A et B.
Après cette mise en place, les chaînes 712 sont mises en marche de sorte que les poussoirs 723 poussent les palettes hors de la plate-forme 645. La distance entre les deux paires de poussoirs 723 le long des chaînes 712 est telle que la seconde paire peut prendre en charge l'entraînement des palettes en venant buter contre la face externe du côté postérieur de la palette B lorsque la première paire est sur le point de se dégager de la partie antérieure de la palette A (voir ligne (d)). Les palettes sont alors déplacées par la deuxième paire de poussoirs 723 jusqu'à ce que l'extrémité arrière de la palette B quitte le brin supérieur des chaînes 712 (ligne (e)).
Le doigt 726a de l'organe 724a est ensuite soulevé de manière à venir s'engager entre la face arrière de la palette B et son oreille, après quoi l'organe 724a est mis en mouvement par coulissement de la tige 73 Sa, ce qui permet de poursuivre l'entraînement des palettes (ligne (f)) jusqu'à ce qu'elles soient dégagées de la plate-forme 645 et placées sur une des pales du chargeur de palettes (ligne (g)). La lecture du numéro des palettes par la tête de lecture 652 est alors interrompue, indiquant ainsi à l'ordinateur 173 que les palettes ont été déchargées. Le doigt 726a est ensuite escamoté et l'organe 724a rétracté.
Le transporteur peut alors être déplacé afin qu'il puisse décharger la paire de palettes qu'il a embarquée sur la plate-forme 644, en provenance du chargeur de palettes, dans le compartiment qui lui est alloué dans le casier à palettes.
Le mouvement des organes d'extrémité 724a et 725a est effectué en synchronisme avec celui des poussoirs 723 de manière que le déplacement des palettes ne soit pas interrompu lorsque les poussoirs 723 viennent relayer le doigt 727a, ou lorsque le doigt 726a vient relayer les poussoirs 723. L'amplitude du déplacement de l'organe 724a est supérieur à celle du déplacement de l'organe 725a, comme on l'a indiqué ci-dessus, étant donné que le transporteur 114 est placé plus près du casier à palettes 113 que des unités de chargement 107 à 112.
Le support 646 pour les magasins à outils est équipé d'un mécanisme destiné à charger et à décharger les magasins à outils, ce mécanisme étant sensiblement le même que celui qui a été décrit à propos des platesformes 644 et 645; la seule différence réside en ce qu'il comprend deux chaînes sans fin, 760 et 761, qui peuvent être entraînées indépendamment l'une de l'autre en sens inverse et dont les poussoirs, correspondant aux poussoirs 723, sont escamotables de manière que les poussoirs de l'une des chaînes ne puissent pas entraver le mouvement d'un magasin à outils lorsque celui-ci est déplacé par l'autre chaîne.
Lorsqu'il est nécessaire de changer un magasin à outils dans le chargeur de l'une des machines, le transporteur 114 est mis en mouvement sur ordre de l'ordinateur 173, ce mouvement ayant pour objet d'amener le support vide 646 devant la position de décharge du chargeur: un organe d'extrémité, correspondant à l'organe 724, ainsi que la chaîne 760 sont alors mis en action pour retirer le magasin à outils de la pale du chargeur et l'amener sur le support 646. Le numéro du magasin à outils est ensuite lu par la tête de lecture 654, ce qui indique à l'ordinateur 173 que le magasin a été reçu. Puis le transporteur est déplacé pour amener le support 646 devant le compartiment alloué à ce magasin dans le casier à magasins 115, après quoi ce magasin est déchargé par l'entrée en action de la chaîne 760 et d'un organe d'extrémité correspondant à l'organe 725.
L'évacuation du magasin hors du support 646 provoque l'interruption de la lecture du numéro du magasin par la tête de lecture 654, ce qui indique que le magasin a été déchargé, le transporteur 114 est ensuite déplacé pour aller charger le nouveau magasin requis par la machine-outil, et cela en l'extrayant hors du compartiment qui lui est alloué dans le casier à magasins à outils 115, pour ensuite aller le décharger dans le chargeur de magasins à outils. Chargement et déchargement sont effectués par la chaîne 761 et par les organes d'extrémité.
Les dispositifs de commande hydraulique des tiges coulissantes et des doigts de l'organe d'extrémité sont logés dans le transporteur 114.
La construction et le fonctionnement du transporteur 138 sont sensiblement les mêmes que ceux du transporteur 114, à ceci près que son organe à plates-formes 643 ne comprend pas de support 646 pour magasins à outils, étant donné que ce transporteur 138 n'est pas destiné à transporter des magasins à outils. Le transporteur 138 se déplace sur des rails disposés sur le casier à palettes 113 et le casier à magasins 115; il est déplacé le long de ces casiers à l'aide d'une chaîne 254 mue par une roue-Galle motrice 253 (figures 2 et 4B) et passant autour d'une roue-Galle de renvoi 255. La roue 253 est entraînée par le moteur hydraulique 195, qui est constitué en fait par deux moteurs hydrauliques distincts, l'un actionnant la roue motrice 250 fig. 4A) et l'autre la roue motrice 253.
Comme il a été expliqué plus en détail ailleurs, le transporteur 138 transporte les palettes entre le casier à palettes 113 et les postes de positionnement et de repositionnement; ces derniers présentent des emplacements de réception et de collection des palettes qui sont disposés chacun directement en face d'une colonne verticale de compartiments du casier à palettes ou du casier à magasins à outils, de sorte que le transporteur peut venir se positionner devant l'un quelconque de ces emplacements en prenant les parois des casiers pour repères.
L'ordinateur 173 tient à jour un inventaire des palettes qui permet de fournir de façon continue des indications relatives à l'emplacement de chacune des palettes dans l'installation, à leur état chargé ou vide, et, lorsqu'elles sont chargées, à l'état de l'ébauche portée.
L'ordinateur est de plus informé du numéro du lot auquel appartiennent les ébauches portées par les palettes, car son programme a alloué à chacun des lots d'ébauches des palettes particulières reconnaissables par leur numéro. Les numéros des palettes sont lus après qu'elles ont été chargées, prêtes à être emmenées d'un poste ou table de positionnement, de manière que, pour les besoins de l' inventaire des palettes , un rapport puisse être fait entre le numéro du lot et les numéros des palettes sur lesquelles les ébauches du lot ont été chargées;
les numéros des palettes sont encore une fois lus après que les ébauches, une fois usinées, aient été déchargées des palettes et que les palettes vides attendent d'être ramassées à un poste ou table de positionnement, afin que, dans l' inventaire des palettes , le rapport qui a été précédemment établi entre les numéros de palettes et le numéro du lot soit effacé.
L' inventaire des palettes est maintenu constamment à jour, car des têtes de lecture de contrôle dispersées dans l'installation envoient des signaux de rétro-action indiquant les changements d'emplacement des palettes et les changements dans l'état d'usinage des ébauches que portent les palettes. L'ordinateur est ainsi tenu au courant, de façon continue, des palettes qui sont vides, des palettes qui sont chargées d'ébauches brutes attendant leur première opération d'usinage, des palettes qui sont chargées d'ébauches partiellement usinées attendant une opération d'usinage ultérieure, des palettes qui sont chargées d'ébauches attendant d'être repositionnées, et des palettes qui sont chargées de pièces terminées attendant d'être déchargées.
Le début et la fin d'une opération de transport de palettes par l'un des transporteurs 114 ou 138 sont communiqués à l'ordinateur 173, comme on l'a vu plus haut, par une tête de lecture dont est muni le transporteur, et qui est agencée de manière à lire, au moment où celui-ci reçoit une paire de palettes, les numéros d'identification de cette paire, cette lecture se poursuivant tant que dure le transport et cessant au moment du déchargement. De même le début et la fin d'une opération de transport de magasins à outils sont signalés de façon analogue par la tête de lecture 654 dont est équipé le transporteur 114, l'ordinateur 173 tenant ainsi à jour un inventaire des magasins à outils comme on l'a expliqué ailleurs.
Le transporteur 146 affecté au transport des boîtes est quant à son principe semblable au transporteur 114 (et au transporteur 138), mais son organe à plate-forme correspondant à l'organe 643 est constitué par une seule plate-forme agencée pour transporter une seule boîte à la fois. Cette plate-forme est équipée d'un mécanisme analogue à celui qui a été décrit plus haut à propos du support 646 pour magasins à outils: ce mécanisme est destiné à tirer une boîte sur la plate-forme et à décharger une boîte de la plate-forme depuis l'un ou l'autre des côtés du transporteur. Le transporteur 146 se déplace le long de rails disposés sur le casier à boîtes. Celui-ci est semblable au casier à magasins à outils et comprend des parois verticales supportant des rayons délimitant des compartiments pouvant chacun recevoir une boîte.
Une tête de lecture est disposée sur le transporteur à boîtes 146, de manière à pouvoir lire le numéro d'identification de toute boîte que vient à porter la plate-forme et à envoyer un signal à l'ordinateur 173 au début et à la fin d'une opération de transport de boites, celui-ci tenant à jour un inventaire des boîtes comme on l'a expliqué ailleurs.
Il est clair que les différentes têtes de lecture disséminées dans l'installation ne servent pas uniquement à signaler à l'ordinateur 173 le moment où une paire de palettes, un magasin à outils ou une boîte quitte ou atteint un emplacement particulier, mais aussi, en lisant le numéro d'identification, à assurer que c'est bien la paire de palettes, le magasin à outils ou la boîte voulue qui occupe cet emplacement particulier.
Postes de positionneme'?t et de repositionnement
fig. 21,22et23
La fig. 21 représente l'une des tables ou postes de positionnement ou de fixation 118 à 133 et montre sa disposition par rapport au convoyeur 139. Cette table comprend un organe mobile 801 formant portillon que l'ordinateur 173 ouvre automatiquement, en le plaçant en travers du brin supérieur du convoyeur 139 lorsqu'une boîte destinée à la table est placée sur le convoyeur par le transporteur de boîtes 146. L'organe 801 dévie la boîte hors du convoyeur 139 vers la table de positionnement, après quoi la porte est automatiquement refermée. La boîte descend en glissant sur une rampe inclinée 802, dont l'extrémité inférieure aboutit à un compartiment 804 dans lequel la boîte demeurera pendant le temps que l'opérateur aura à utiliser son contenu.
Le compartiment 804 comprend un fond 805 qui est mobile autour d'un pivot 803 et que l'opérateur peut ouvrir à l'aide d'une poignée 806, afin de libérer la boite dont il (ou elle) n'a plus besoin; cette boîte descend en glissant sur un autre plan incliné (non représenté) pour aboutir sur le brin inférieur du convoyeur 139. Ce brin renvoie la boîte vers la zone de préparation des boîtes. Une tête de lecture (non représentée) est en outre prévue pour lire le numéro d'identification de la boîte se trouvant dans le compartiment 804.
La table de positionnement reçoit, en un emplace- ment de réception 807, les palettes qu'achemine le transporteur 138 et elle comprend des dispositifs qui, grâce à des chaînes 808, sont à même de déplacer les palettes, le long d'un chemin horizontal, sur cette table, et de les amener sur une plaque 809 où s'effectue le travail de positionnement. Ensuite, les palettes sont amenées à un emplacement de ramassage (non représenté à la fig. 21) où le transporteur 138 peut les récolter.
Le cheminement d'une paire de palettes A et B depuis le transporteur 138, sur la surface de la table de positionnement et, en sens inverse, vers le transporteur 138 est représenté schématiquement à la fig. 22, dans laquelle les flèches en traits pleins représentent les déplacements de la palette A et les flèches en traits interrompus représentent les déplacements de la palette B.
La paire de palettes accouplées A et B est délivrée depuis une plate-forme du transporteur (celle de gauche lorsqu'on regarde la fig. 22) à l'emplacement de réception 807 de la table de positionnement, les palettes A et B occupant respectivement les positions indiquées par 810 et 811. Les palettes A et B sont ensuite déplacées, tout en restant accouplées, vers la droite, de façon à occuper respectivement les positions 812 et 813. Puis elles sont déplacées en avant (toujours à l'état accouplé) de manière à occuper respectivement les positions 814 et 815. Cette dernière position 815, qu'occupe alors la palette B, se situe sur la plaque 809, de sorte que l'opérateur peut effectuer sur cette palette l'opération de positionnement requise.
Après cette opération, la palette B est déplacée vers la droite (ce qui désaccouple les palettes), de manière à occuper la position 816; la palette
A, elle, est alors déplacée en avant vers la position 815, de sorte que l'opérateur peut effectuer sur cette palette A les opérations de fixation voulues. La palette B est ensuite déplacée en arrière vers la position 817, tandis que la palette A est déplacée vers la position 816 au cours de ce déplacement (la palette A est soulevée légèrement afin de permettre à son oreille latérale arrière de passer pardessus l'oreille latérale avant de la palette B, puis abaissée afin de l'accoupler à nouveau à la palette B).
Les palettes A et B sont ensuite déplacées en arrière, tout en demeurant accouplées, de manière à occuper respectivement les positions 818 et 819 de l'emplacement de ramassage 820, d'où les palettes accouplées peuvent être reçues sur la plate-forme de droite du transporteur 138 (toujours lorsqu'on regarde la fig. 22) Les deux platesformes du transporteur 138 sont espacées de façon telle qu'une paire de palettes puisse être délivrée à l'emplacement de réception 807 de la table de positionnement pendant que, simultanément, une autre paire de palettes est reprise à l'emplacement de ramassage 820.
Il est clair qu'avec cette disposition de la table de positionnement on peut établir pour les palettes un stock tampon de deux paires de palettes arrivantes (aux positions 810, 811 et 812, 813) et une paire de palettes sortantes (aux positions 818, 819) ceci entre le transporteur 138 et les positions (814, 815, 816 et 817) qu'utilise l'opérateur lorsqu'il déplace les palettes d'une paire au cours d'une opération de positionnement. La plaque 809 est pourvue de supports, de préférence des supports à flottation pneumatique 821 (voir fig. 21), afin d'aider l'opérateur à déplacer les palettes sur la plaque.
Des têtes de lecture sont prévues pour lire, à l'emplacement de ramassage 820, les numéros d'identification des palettes d'une paire (le numéro étant le même pour les deux palettes).
Devant l'opérateur, c'est-à-dire au-dessus et légèrement en retrait de la plaque 809, se trouve un panneau contenant des voyants 822, qui peuvent, sur commande de l'ordinateur 173, s'allumer afin d'indiquer à l'opérateur le type d'opération de mise en place qu'il doit effectuer. Ainsi, lorsqu'un voyant s'allume, il rend apparente une inscription telle que Positionner , Repositionner ou Enlever . Au-dessous des voyants est placée une horloge à indication numérique 823 (également commandée par l'ordinateur 173) qui comprend les signes + et pour indiquer à l'opérateur, grâce à un compte à rebours effectué depuis le début, le temps qui lui reste pour terminer un lot, ainsi que pour indiquer entre les différents lots la valeur cumulée des écarts entre le temps normal et le temps effectif relatifs aux opérations de mise en place effectuées pendant une journée.
Un support de guidage 824 est disposé à côté du panneau contenant les voyants et l'horloge. Ce support de guidage 824 sert à la mise en place d'un gabarit qui permet de faciliter le positionnement des ébauches, et à côté de lui se trouve un interphone 825 qui assure la liaison avec le contrôleur humain 189 (et qui peut aussi être utilisé pour diffuser de la musique pendant les heures de travail). Un tournevis pneumatique 826 à limiteur de couple est prévu pour permettre la fixation des accessoires de montage aux palettes et la fixation des ébauches aux accessoires de montage. Un râtelier 827 est également prévu pour contenir diverses têtes de rechange à utiliser avec le tournevis. Les opérations exécutées à la table de positionnement et par celle-ci sont les suivantes.
Lorsqu'il y a lieu d'effectuer des opérations de mise en place, la boîte contenant les ébauches, les accessoires de montage, les gabarits, etc., pour un lot déterminé, est déposée (sur ordre de l'ordinateur 173) sur le brin supérieur du convoyeur '139, et le portillon 801 de la table de positionnement désignée par l'ordinateur est ouvert afin de dévier ladite boîte depuis le convoyeur vers la table.
Lorsque la boîte arrive dans le compartiment 804, son numéro est lu et un signal correspondant est transmis à l'ordinateur 173. Ce dernier a alloué un groupe de palettes pour ce lot, et il donne au transporteur 138 les ordres nécessaires pour extraire la première paire de palettes de ce groupe hors du casier à palettes et pour amener cette paire à l'emplacement de réception 807 de la table de positionnement désignée. L'ordinateur 173 allume également, en réponse à la lecture du numéro de la boîte, le voyant Positionner du panneau d'affichage. L'opérateur peut alors, en attendant l'arrivée des palettes, étudier les instructions de mise en place contenues dans la boîte, et fixer le gabarit correspondant dans le guide 824.
A l'instant où la première paire de palettes arrive à l'emplacement de réception 807 (et où, le cas échéant, le transporteur 139 ramasse à l'emplacement de ramassage 820, la dernière paire de palettes affectée au lot précédent), l'ordinateur 173 commence le compte à rebours, lequel apparaît sur le cadran de l'horloge 823, et actionne les dispositifs de déplacement à chaînes 808 afin d'amener les palettes jusqu'aux positions respectives 814 et 815.
Tant qu'une paire de palettes se trouve sur le transporteur, la présence de ces dernières est signalée de façon continue à l'ordinateur 173 du fait que leur numéro d'identification se trouve situé devant la tête de lecture du transporteur. L'ordinateur est ainsi renseigné sur les palettes qui quittent le transporteur.
L'opérateur effectue ensuite les opérations de mise en place nécessaires sur la palette antérieure, puis sur la palette postérieure de ladite paire, ceci en utilisant le tournevis 826 (le détail de ces opérations est décrit dans l'exposé des brevets suisses N0 527023, N0 527024, N0 527025 et N0 527022 (demandes de brevets suisses N0 5514/68, N0 16285/68, N0 16286/68 et N0 16287/68)).
Pendant que l'opérateur est en train d'effectuer ces opérations sur cette première paire de palettes, le transporteur 138 peut délivrer deux autres paires de palettes, la première de ces paires suivantes étant automatiquement acheminée après son arrivée; vers les positions 812 et 813.
Lorsque l'opérateur a terminé les opérations concernant les deux palettes de la première paire et a réaccouplé ces dernières, celles-ci sont déplacées en arrière vers l'emplacement de ramassage 820, où leur numéro est lu; en réponse à cette lecture l'ordinateur 173 provoque le déplacement en avant de la première des paires suivantes, depuis les positions 812 et 813 jusqu'aux positions 814 et 815 (afin que l'opérateur puisse effectuer sur ces dernières les opérations nécessaires). L'ordinateur provoque également le déplacement de côté de la seconde paire de palettes, depuis les positions 810 et 811 jusqu'aux positions 812 et 813.
Il donne également l'ordre au transporteur 138 d'extraire du casier à palettes la paire de palettes suivante du groupe affecté au lot en cours, et de l'amener à l'emplacement de réception 807, tout en enlevant simultanément, à l'emplacement de ramassage 820, la paire de palettes qui s'y trouve. La présence, en cours de travail sur un lot, d'une paire de palettes à l'emplacement de ramassage 820 déclenche l'expédition d'une nouvelle paire de palettes vers l'emplacement de réception de la table et le déplacement séquentiel des paires de palettes précédentes par les positions de mise en place.
Là où le matériel utilisé pour un lot déterminé est véhiculé dans plusieurs boîtes, celles-ci sont amenées (par l'intermédiaire du transporteur de boîtes 146 et du convoyeur 139) à la table de positionnement à des intervalles qui correspondent à la cadence à laquelle l'opérateur charge les palettes. Ainsi, l'arrivée à l'emplacement de réception 807 de la dernière paire de palettes pour le contenu d'une boîte déclenche l'expédition d'une nouvelle boîte (dont le numéro est lu immédiatement à l'arrivée, mais qui n'est reçue dans le compartiment 805 qu'après que l'opérateur a rendu la boîte précédente au convoyeur 139).
A titre de contrôle, au moment où le numéro d'une paire de palettes est lu à l'emplacement de ramassage, le numéro de la boîte se trouvant dans le compartiment 804 est également lu et communiqué à l'ordinateur 173 (avec un signal d'adresse indiquant la table de positionnement particulière). Les palettes chargées qui doivent quitter la table de positionnement sont enlevées par le transporteur (qui lit également leur numéro) et acheminées vers le compartiment qui leur est attribué dans le casier à palettes.
Lorsque l'opérateur a terminé les opérations de mise en place sur la dernière paire de palettes du groupe attribué au lot en cours, et lorsqu'il les a déplacées vers l'emplacement de ramassage 820, la lecture de leur numéro agit sur l'ordinateur pour lui faire stopper le compte à rebours apparaissant à l'horloge 823 et déclencher l'envoi du lot suivant, vers la table de positionnement. En attendant l'arrivée de la boîte et des palettes relatives au nouveau lot, l'opérateur enlève le gabarit se trouvant dans le guide 824 et le place, avec toutes les autres instructions devenues sans objet, dans la boîte se trouvant dans le compartiment 804, puis retourne cette dernière au convoyeur 139.
Lorsque (normalement au début d'une journée) l'opérateur est appelé à décharger des palettes portant des pièces usinées, un processus similaire est effectué, mais les boîtes délivrées à la table de positionnement sont vides et les palettes qui y sont amenées sont chargées. Le voyant Décharger du panneau d'affichage est allumé par l'ordinateur et l'opérateur retire des palettes les ébauches ainsi que les accessoires de montage et les place dans les boîtes vides, les palettes vides étant enlevées par le transporteur 138 et emmenées vers les compartiments qui leur sont alloués dans le casier à palettes. Les boîtes remplies sont déposées sur le brin inférieur du convoyeur 139 qui les amène vers la zone de préparation des boîtes.
En pratique, les opérations automatiques d'amenée des premières boîtes vides ainsi que des premières palettes chargées vers les tables de positionnement peuvent s'effectuer avant l'arrivée des opérateurs au début de la journée: cela évite qu'ils soient retardés à la reprise du travail.
Lorsque l'opérateur est appelé à effectuer un travail de refixation ou de repositionnement, la boîte contenant tous accessoires de montage, gabarits et instructions éventuels est amenée à la table de positionnement; la lecture du numéro de cette boîte lors de son arrivée agit sur l'ordinateur 173, lequel allume le voyant Repositionner sur le panneau d'affichage, et déclenche l'expédition des palettes chargées de pièces à repositionner. Ces palettes sont transportées par le transporteur 138 depuis le casier à palettes jusqu'à la table de repositionnement associée à la table de positionnement où est arrivée la boîte (chaque table de repositionnement étant associée à un certain nombre de tables de positionnement). L'opérateur, lorsqu'il voit s'allumer le voyant Repositionner , prend la boîte et la place sur la table de repositionnement.
Le cheminement des palettes sur la table de repositionnement est légèrement différent du cheminement sur la table de positionnement et il est représenté schématiquement à la fig. 23. Une paire de palettes A et B est délivrée à partir de la plate-forme de gauche (lorsque l'on regarde la fig. 23) du transporteur 138 à un emplacement de réception 828, où les palettes occupent respectivement les positions 829 et 830. Les palettes A et B sont ensuite déplacées en avant pour venir occuper respectivement les positions 831 et 832.
Une table tournante est prévue à la position 832, premièrement pour soulever la palette afin de la désaccoupler de l'autre palette de la paire, et ensuite pour la tourner de 90t (en sens inverse des aiguilles d'une montre, lorsque l'on regarde le dessin) afin de l'orienter correctement pour la position suivante. La palette B (ayant tourné de 90' ) est ensuite déplacée vers la droite, à la position 833 où se trouve une plate-forme horizontale équipée de dispositifs hydrauliques (comme décrit dans l'exposé du brevet suisse N0 433918) capables d'amener automatiquement la palette dans une position précise relativement aux axes de déplacement de microscopes (axes qui correspondent aux axes de déplacement de la broche porte-outil dans une machine-outil).
Ceci s'effectue de la même façon que la mise en position automatique et précise dans la machine-outil, et la rotation de 901 à la position 832 a pour effet de donner à la palette, dans la position 833, une orientation identique à celle qu'elle a dans la machine-outil. La palette B, après avoir été mise en position, subit, à la position 833, les opérations prévues de repositionnement; ces opérations consistent à modifier la position de l'ébauche par rapport à la palette (par exemple la renverser) et/ou la fixer d'une autre façon (par exemple en utilisant d'autres brides), les microscopes étant utilisés pour s'assurer que les positions de l'ébauche avant et après la refixation sont dans une relation bien déterminée.
Après l'achèvement des opérations de refixation sur la palette B, celle-ci est déplacée à droite, à la position 834, où se trouve une autre table tournante. Celle-ci permet de tourner la palette de 900 dans le sens des aiguilles d'une montre de manière qu'elle puisse reprendre son orientation primitive. La palette B est ensuite déplacée en arrière, à la position 835, puis la palette A est déplacée en avant de la position 831 à la position 832, tournée de 90 en sens inverse des aiguilles d'une montre, déplacée à droite à la position 833 où elle est placée automatiquement dans la position requise pour les opérations de repositionnement.
Après quoi, elle est déplacée à la position 834, soulevée et tournée de 900 dans le sens des aiguilles d'une montre, puis abaissée de manière à venir de nouveau s'accoupler avec la palette B.
La paire de palettes accouplées A et B est alors déplacée en arrière aux positions 836 et 837 respectivement, lesquelles constituent ensemble l'emplacement de ramassage 838 d'où les palettes peuvent prendre place sur la plate-forme de droite du transporteur 138.
A part ces différences de trajectoire et de déplacement, le cheminement des palettes sur la table de repositionnement est dans l'ensemble le même que le chemine- ment des palettes sur la table de positionnement. Ainsi, des têtes de lecture sont prévues pour lire le numéro de chaque paire de palettes arrivant à l'emplacement de ramassage 838. L'arrivée à l'emplacement de réception de la première des paires de palettes d'un lot donné déclenche un compte à rebours visualisé sur le cadran d'une horloge dont est équipée la table de repositionnement, compte à rebours qui est stoppé au moment où est lu le numéro de la dernière paire de palettes porteuses d'ébauches de ce lot donné arrivant à l'emplacement de ramassage (cette dernière lecture sert également à mettre en marche l'acheminement d'un autre lot vers la table de positionnement).
La table de repositionnement, à l'encontre de la table de positionnement, n'est pas agencée pour recevoir des boîtes du convoyeur 139 ou pour lui en délivrer, de sorte que l'opérateur doit amener chaque boîte depuis sa table de positionnement. Ainsi, lorsque les opérations de repositionnement sont terminées, l'opérateur ramène la boîte, dans laquelle il aura placé le gabarit, les instructions et les accessoires de montage qu'il aura enlevés durant les opérations de repositionnement, à la table de positionnement d'où elle est délivrée au convoyeur 139.
Il est clair que, si on le désire, on peut faire en sorte que les opérateurs des tables de positionnement n'aient pas à se déplacer vers les tables de repositionnement, cela en munissant ces dernières de dispositifs de réception et
d'expédition de boîtes (semblables à ceux des tables de
positionnement) et en les faisant occuper par des opérateurs distincts.
De plus, les opérations de repositionnement qui n'exigent pas un déplacement de l'ébauche par rapport à la palette (qui, par exemple, ne nécessite qu'un changement des brides de fixation) et qui, par conséquent, ne requièrent pas l'utilisation de microscopes pour assurer une remise en place précise de l'ébauche, peuvent être effectuées sur une table de positionnement. Dans ce cas le panneau d'affichage porte un voyant donnant l'instruction Repositionnement normal , lorsque le travail doit être effectué sur la table de positionnement, et un voyant donnant l'instruction Repositionnement au microscope lorsque le travail doit être effectué sur la table de repositionnement.
Zone de préparation des hoîtes -fig. 3 et 4B
Si l'on se reporte à nouveau aux fig. 3 et 4B, on voit que la zone de préparation des boîtes 140 comprend un casier à boîtes, qui a été décrit plus haut, un banc de chargement et déchargement des boîtes qui se compose de deux parties 201 et 202, et deux convoyeurs 203 et 204 qui se déplacent en sens inverses (comme l'indiquent les flèches) et qui sont agencés de manière à recevoir les boîtes ramenées vers la zone de préparation des boîtes par le convoyeur 139. Un mécanisme (non représenté) est prévu pour soulever chaque boîte arrivant sur le brin inférieur du convoyeur 139 et pour la déposer sur l'un ou l'autre des convoyeurs 203 et 204.
Les boîtes qui contiennent des ébauches usinées provenant des palettes déchargées aux tables de fixation sont déposées sur le convoyeur 204, lequel les amène vers la partie de droite 202 du banc (lorsqu'on regarde les fig. 3 et 4B). Quant aux boîtes qui contiennent les accessoires de montage et/ou les gabarits, ainsi que les instructions, celles-ci sont déposées sur le convoyeur 203, lequel les amène vers la partie de gauche 201 du banc.
Le mécanisme de levage mentionné plus haut comprend des moyens de contrôle, qui sont constitués par une tête de lecture et qui sont capables de lire le numéro d'identification d'une boîte reçue et à transmettre à l'ordinateur 173 un signal représentant ce numéro. Cet ordinateur 173 (qui contient le code faisant correspondre le numéro de la boîte avec son contenu) indique si oui ou non la boîte renferme une ébauche usinée et commande le mécanisme de levage de la manière requise pour amener la boîte au convoyeur approprié 203 ou 204.
Un dispositif 205 est disposé sur la partie droite 202 du banc de chargement et de déchargement; il est relié au point AID 180, et il comprend une tête de lecture princi pale de contrôle capable de lire le numéro d'identification d'une boîte et d'envoyer un signal correspondant à l'ordinateur 173. Sur l'ordre de ce dernier, le dispositif 205 peut produire une fiche imprimée portant des informations relatives à la nouvelle destination des ébauches usinées ou pièces contenues dans la boîte. Par exemple, les ébauches ou pièces peuvent devoir être dirigées vers un département de traitement électrochimique ou de gravage ou vers un entrepôt de pièces terminées. Lorsque la boîte est déchargée, les ébauches usinées ou pièces sont transvasées dans une autre boîte pour être amenées à leur nouvelle destination. Cette autre boîte ne porte aucun numéro d'identification.
Ainsi les boites numérotées ne sont utilisées que dans l'installation décrite: elles ne quittent donc pas celle-ci.
Dans cette autre boîte est aussi placée la fiche imprimée.
Le dispositif 205 comprend également une autre tête de lecture capable de lire le numéro du lot pour lequel une boîte est chargée et d'envoyer un signal correspondant à l'ordinateur 173. Le numéro du lot figure sur le gabarit utilisé pour la fixation des ébauches du lot aux palettes. Le numéro d'identification de la boîte est lu par la tête de lecture principale du dispositif 205 afin que l'ordinateur puisse par la suite associer à cette boîte le numéro du lot.
La partie droite 201 du banc de déchargement est également équipée d'une tête de lecture principale de contrôle.
Cette tête est à même de lire le numéro d'une boîte dont on a retiré les accessoires de montage et/ou les gabarits et les instructions de positionnement, et d'envoyer un signal représentant ce numéro à l'ordinateur. Ce dernier peut ainsi dissocier le numéro de cette boite du numéro du lot pour lequel elle renfermait du matériel.
Une boite telle que celles qu'utilise l'installation est représentée à la fig. 8: elle comprend un corps 206, en forme de caissette, dont le haut est ouvert et qui présente une face frontale inclinée et partiellement ouverte, ainsi qu'une barre transversale 207. Le numéro d'identification de la boîte est affiché sur le côté extérieur d'un rebord 208, et il est composé à l'aide de bouchons en matière magnétique ou amagnétique enfoncés dans des trous 209 de manière à constituer un nombre binaire. comme pour les numéros d'identification des palettes. Comme on l'a indiqué précédemment, tout autre système pourrait être utilisé. Les numéros pourraient aussi être placés sur la base de la boîte, à proximité de la face frontale.
Le transporteur de boîtes 146 est, dans ses éléments essentiels, pareil au transporteur de palettes 138, mais il ne comprend qu'une seule plate-forme agencée de manière à ne porter qu'une seule boîte à la fois. Il comprend également des moyens capables de riper une boîte vers ou depuis la plate-forme, des deux côtés du transporteur, et une tête de lecture apte à lire le numéro d'identification de la boîte transportée. Ce transporteur se déplace le long d'un rail prévu au sommet de la partie 141 et des sections de transit 143, 144 et 145 du casier à boites, et il est mû le long de ce casier par une chaîne 210 à laquelle il est attaché et qui passe autour d'une roue-Galle de renvoi 21 i et d'une roue-Galle menante 212 entraînée par un moteur hydraulique 197.
On va décrire maintenant les opérations qui sont effectuées dans la zone de préparation des boîtes. L'ordinateur tient un inventaire des boîtes qui lui permet de déterminer l'emplacement, le contenu et la disponibilité des boîtes à tout moment, cet inventaire étant continuellement mis à jour à l'aide des signaux renvoyés depuis les têtes de lecture de contrôle situées dans la zone de préparation des boîtes et depuis celles qui se trouvent aux tables de positionnement.
L'ordinateur pilote 174 envoie à une zone de préparation du matériel (non représentée) qui est associée à la zone de préparation des boîtes, une fiche imprimée indiquant les lots pour lesquels du matériel doit être chargé dans les boîtes au cours d'un certain jour pour être mis en place et usiné le jour suivant. Cette fiche fournit suffisamment d'informations pour permettre aux opérateurs humains affectés à la zone de préparation du matériel de rassembler les accessoires de montage, les gabarits et les instructions de fixation relatifs à ces lots et de préparer les ébauches qui sont coupées dans des billettes en alliage léger, qui présente une surface planée selon les besoins et qui sont munies des trous nécessaires pour leur fixation.
Cette fiche peut en fait se borner à informer la zone de préparation du matériel du numéro de la pièce à réaliser et du nombre de pièces requises (le numéro du lot étant de préférence le même que celui de la pièce à réaliser). Dans ce cas la zone de préparation du matériel possède une enveloppe pour chaque pièce à réaliser, cette enveloppe contenant les informations nécessaires ainsi qu'un dessin de l'ébauche, un gabarit de perçage destiné à être utilisé pour percer les trous nécessaires à la fixation de l'ébauche, des instructions concernant la fixation telles qu'un dessin ou une photographie, un gabarit de positionnement et une liste des accessoires de montage requis pour le positionnement.
Si l'ébauche nécessite un repositionnement, l'enveloppe renferme également un dessin ou une photographie de l'ébauche repositionnée, un gabarit de repositionnement et une liste des accessoires de montage requis pour le repositionnement.
Dans la zone de préparation, les opérateurs humains prennent des boîtes vides dans la première section de transit 143 du casier à boîtes et les chargent sur le banc de chargement 202. Chaque boîte contient le matériel requis pour un lot donné, et le numéro de ce lot ainsi que le numéro de la boîte sont envoyés à l'ordinateur 173 par le dispositif 205 pour y être associés dans l' inventaire des boites , comme on l'a vu précédemment. Lorsque l'importance d'un lot (c'est-à-dire le nombre d'ébauches à mettre en place) nécessite plusieurs boîtes pour le chargement du matériel requis, le numéro du lot est associé au numéro d'identification de chacune des boîtes, et le gabarit portant le numéro du lot est placé dans la première boîte.
Le numéro d'identification de cette première boîte est envoyé à l'ordinateur 173, lequel enverra cette boîte en tête à la table de positionnement que l'ordinateur aura choisie.
Chacune des boîtes remplies est placée par l'opérateur humain dans la seconde section de transit 144 du casier à boites. De là, ces boîtes sont transférées, par le transporteur 146, aux compartiments qui leur sont alloués dans la section principale 141-142.
Le repositionnement d'une ébauche et son usinage ultérieur sont considérés comme un travail distinct, de sorte que si dans la fiche que l'ordinateur 174 envoie un certain jour à la zone de préparation du matériel figure un lot d'ébauches nécessitant un repositionnement, la fiche qui est émise le jour suivant (jour où ces ébauches subissent leurs premières opérations de mise en place et d'usinage) comprendra un poste demandant que les accessoires de montage, le gabarit et les instructions nécessaires pour le repositionnement de ces ébauches soient chargés dans une boite, le numéro de cette boîte et le numéro du lot qui est inscrit sur le gabarit que contient cette boite, étant lus lors du chargement, comme on l'a indiqué précédemment.
Le programme journalier relatif au chargement des boîtes' est accompli de la manière qui a été indiquée plus haut et les boîtes sont transférées à la section principale 141-142 du casier à boîtes pour y demeurer jusqu'au jour suivant. Le lendemain, le transporteur de boîtes 146 trans fère. suivant les ordres de l'ordinateur 173, les boîtes chargées depuis la section principale du casier à boîtes au convoyeur 139 pour être emmenées aux tables de fixation (I'ordinateur 173 commandant l'ouverture du portillon de la table de positionnement à laquelle une boîte est destinée au moment où il fait placer cette boîte sur le convoyeur 139 parle transporteur).
Les boîtes qui sont renvoyées depuis les tables de positionnement et qui contiennent les gabarits et les instructions dont les opérateurs ont fait usage pour fixer sur les palettes les ébauches contenues dans les boîtes aboutissent sur la partie gauche 201 du banc de déchargement. Elles y sont déchargées, et leur numéro y est lu de manière que l'ordinateur puisse mettre à jour son inventaire des boîtes en dissociant le numéro de chaque boîte du numéro du lot pour laquelle elle a renfermé du matériel et afin qu'il puisse l'enregistrer comme étant vide. Chaque boite vide est placée par l'opérateur humain dans la troisième section de transit 145 du casier à boîtes, d'où elle est transférée, par le convoyeur 146, au compartiment qui lui est attribué dans la section principale 141-142.
Quant aux gabarits et aux instructions que l'opérateur aura déchargées, il les renvoie à la zone de préparation du matériel.
Pour ce qui est de celles des boîtes renvoyées qui contiennent en outre des accessoires de montage enlevés lors d'une opération de repositionnement, elles sont traitées de la même façon.
Lorsque (normalement au début de chaque jour) les opérateurs sont en train de décharger des palettes les ébauches usinées, le transporteur de boîtes 146 transfère, sur commande de l'ordinateur 173, des boîtes vides depuis la section principale 141-142 du casier à boîtes jusqu'au convoyeur 139, afin de les expédier aux tables de positionnement. L'ordinateur 173 met à jour l' inventaire des boîtes en associant le numéro de la boîte qu'il expédie avec le numéro du lot auquel appartiennent les ébauches usinées qui vont y être déchargées. A leur retour, ces boîtes, qui contiennent donc les ébauches usinées (ainsi que les accessoires de montage ayant servi à les fixer aux palettes) aboutissent sur la partie de droite 202 du banc de déchargement et elles y sont déchargées.
Les ébauches usinées sont transférées dans d'autres boîtes avec une fiche, comme on l'a décrit précédemment, alors que les accessoires de montage sont renvoyés vers la zone de préparation du matériel. Les boîtes vides sont placées dans la troisième section de transit 145 du casier à boîtes, d'où elles sont transférées, par le transporteur 146, dans les compartiments qui leur sont attribués dans la section prin cipale: l'ordinateur met a jour l' inventaire des boîtes et dissocie le numéro de chaque boîte de celui de son contenu, comme il a été décrit précédemment.
Afin de réduire le nombre d'opérations de transport qui doivent être effectuées par le transporteur 146, certaines des boîtes qui ont été déchargées, peuvent, au lieu d'être placées dans la section de transit 145 par les opérateurs humains, être placées sur un support séparé pour y former une file de boîtes vides. Ainsi, les opérateurs peuvent pour les charger, par la suite, prendre des boîtes vides dans cette file au lieu de les extraire de la section de transit 143.
Dans la description faite ci-dessus, le repositionnement d'une ébauche et son usinage subséquent sont considérés comme constituant un travail distinct qui est effectué le lendemain du jour où l'ébauche a subi ses premières opérations de positionnement et d'usinage. Toutefois, l'ordinateur de planification peut, pour autant que cela soit possible, disposer le programme de manière que celles des ébauches qui nécessitent un repositionnement soient soumises aux opérations de positionnement et d'usinage initiales aussitôt que possible dans la journée, de manière à pouvoir être envoyées aux tables de repositionnement pour y être repositionnées le même jour, avant la fin de la période de travail de huit heures accomplie par les opérateurs.
Les opérations d'usinage que les ébauches repositionnées doivent subir peuvent alors être effectuées pendant les seize heures qui succèdent à cette période de travail de huit heures. Ainsi l'usinage des ébauches, tant avant qu'après leur repositionnement, peut être effectué durant une même journée de vingt-quatre heures. Dans ce cas, la boîte contenant le gabarit, les instructions et, éventuellement, les accessoires de montage, nécessaires pour le repositionnement, peut être chargée en même temps que la boîte contenant les ébauches, le gabarit, les instructions et les accessoires de montage, relatifs à la première opération de positionnement, c'est-à-dire le jour précédant celui où les opérations de mise en place et d'usinage seront effectuées.
En variante, la boîte contenant le matériel requis pour le repositionnement peut être chargée au début de la journée suivante, pendant que les ébauches subissent leurs premières opérations de positionnement et d'usinage.
Quelle que soit la variante qui est mise en oeuvre, la boîte qui est chargée de matériel de repositionnement est placée, par l'intermédiaire de la section de transit 144 et du transporteur 146, dans le compartiment qui lui est attribué dans la section principale 141-142 du casier à boîtes en attendant d'être expédiée, sur ordre de l'ordinateur 173, vers la table de positionnement voulue.
Préparation des magasins à outils -fig. 3, 4B et 7
La préparation des magasins à outils, c'est-à-dire l'enlèvement des outils hors des magasins et le remplissage des magasins avec des outils, s'effectue à un banc 220 dit de remplissage des magasins à outils (fig. 3 et 4B).
Lorsque les opérations d'usinage que doit effectuer une machineoutil nécessitent des outils qui ne sont pas disponibles à l'instant même dans un magasin se trouvant sur son chargeur de magasins à outils ou dans le casier à magasins à outils 115, l'ordinateur 173 donne l'ordre au transporteur
114 d'aller chercher un magasin contenant des outils momentanément inutilisés, en l'extrayant de son compartiment dans le casier à magasins (ou, directement, en l'extrayant du chargeur de magasins de la machine qui l'a utilisé en dernier) et de le déposer dans l'un des compartiments de la section de transit 117.
Un opérateur humain retire ensuite ce magasin de la section de transit 117, et le dépose sur le banc 220; là. ses outils, ou une partie seulement d'entre eux, sont déchargés et remplacés par les outils requis.
L'opérateur place ensuite le magasin nouvellement rempli dans un compartiment de la section de transit 116, où le transporteur 114, sur ordre de l'ordinateur 173, le ramasse et le ramène au compartiment désigné du casier 115 (ou le conduit directement au chargeur de magasins de la machine-outil à laquelle il est destiné).
Chacun des compartiments des sections de transit 116 et 117 comprend un interrupteur actionné par le magasin à
outils qui y entre: cet interrupteur indique à l'ordinateur
173 et au banc de préparation des magasins à outils, respectivement, qu'un magasin se trouve maintenant dans le compartiment et peut être prélevé. Lorsque le transporteur prélève le magasin dans la section de transit 116, il lit son numéro d'identification et le transmet à l'ordinateur 173, afin que ce dernier puisse donner au transporteur les instructions nécessaires'quant à la destination du magasin prélevé.
L'ordinateur 173 tient un inventaire des magasins à outils qui renferme toutes les informations relatives aux outils contenus à chaque instant dans les magasins à outils, et cet inventaire est mis à jour chaque fois qu'il y a un changement d'outils dans l'un quelconque des magasins.
Cet inventaire est également capable d'indiquer à n'importe quel instant où se trouvent les magasins à outils dans l'installation: il indique notamment si un magasin se trouve dans son compartiment du casier à magasins ou sur un chargeur de magasins d'une machine-outil, et de laquelle, ces indications étant mises à jour chaque fois que l'ordinateur donne l'ordre au transporteur 114 de déplacer un magasin.
L'ordinateur de planification 174 fournit chaque jour un bulletin qui renseigne les préparateurs des magasins à outils sur les éventuels changements d'outils nécessaires dans certains magasins particuliers (le bulletin précisant en outre les positions que doivent occuper certains outils dans le magasin); dans ce bulletin figure, d'autre part, une liste des numéros des rubans en cassettes qui doivent se trouver dans le magasin de rubans, à accès aléatoire, de chacune des machines-outils. Les numéros des rubans, qui se trouvent sur les cassettes, peuvent ensuite être contrôlés à partir de cette liste et on peut effectuer, dans le magasin, tout changement de ruban qui pourrait s'avérer nécessaire.
Il est clair que le banc 220, qui est destiné à la préparation des magasins à outils, peut être utilisé non seulement pour remplacer les outils se trouvant dans un magasin par des outils de types ou de dimensions différents, comme il a été décrit ci-dessus, mais également pour remplacer, dans un magasin, tout outil usé ou cassé.
Les magasins à outils utilisés dans les machines monobroches à six degrés de liberté 105 et 106 sont généralement de même forme et de même grandeur que ceux qui sont utilisés dans les machines à double broche 101 à 104, mais ils ne contiennent pas autant d'outils. Les magasins destinés aux machines-outils mono-broches à six degrés de liberté comprennent treize douilles 451 (voir fig. 7) disposées en deux rangées, chaque douille étant agencée pour contenir un outil. Ainsi soixante-cinq outils peuvent rapidement être mis à la disposition de la broche unique de chacune des machines à six degrés de liberté, étant donne que le chargeur de magasins à outils de chacune d'elles est capable de recevoir cinq magasins (un sur chacune des pales) contenant treize outils chacun.
Surveillant humain
Le surveillant humain 189 dispose d'un panneau d'affichage sur lequel vient s'inscrire la valeur cumulée des écarts entre le temps normal et le temps effectif utilisé relatifs aux opérations de positionnement effectués pendant une journée et cela pour chacune des tables de positionnement. Grâce à ce panneau, le surveillant voit comment les opérations de positionnement progressent par rapport au programme établi; en outre il peut communiquer, en cas de nécessité, avec chacun des opérateurs aux tables de positionnement par un interphone.
Le panneau d'affichage comprend également une série de voyants dont chacun correspond à un des compartiments du casier à palettes et le surveillant dispose d'un commutateur à cinq voies qu'il peut utiliser pour interroger l'ordinateur 173 afin qu'il lui indique, à partir de son inventaire des palettes , et en allumant les voyants voulus, le numéro d'identification et l'emplacement (i) des palettes vides, (ii) des palettes chargées d'ébauches attendant d'être usinées, (iii) des palettes chargées d'ébauches partiellement usinées attendant une nouvelle opération d'usinage, (iv) des palettes chargées d'ébauches attendant d'être repositionnées, et (v) des palettes chargées d'ébauches usinées attendant d'être déchargées. Le surveillant peut en outre recevoir, de l'ordinateur 173, des messages imprimés l'informant de toute faute ou écart de marche apparaissant dans l'installation.
Maclline de vérification
L'installation comprend également une machine de vérification automatique (non représentée dans les figures).
Lorsque les ébauches portées par la première paire de palettes d'un lot ont été terminées, cette paire est acheminée par l'ordinateur 173 vers une machine de vérification où la précision du travail est vérifiée sans que les ébauches soient enlevées de leurs palettes. Ces vérifications peuvent être effectuées soit avant de procéder à l'usinage des autres ébauches du lot, soit en tant qu'opération routinière effectuée par l'installation.
Vér(fication modulaire du numéro d 'identification
Comme on l'a décrit précédemment, les numéros d'identification que portent les palettes, les magasins à outils et les boîtes peuvent se présenter sous forme de treize positions (qui, dans l'exemple décrit, sont constituées par des trous), ces positions contenant des éléments (dans l'exemple décrit, des bouchons magnétiques) disposés selon des combinaisons diverses dont chacune constitue un numéro en code binaire. Le numéro peut être représenté par dix de ces positions, les trois autres positions pouvant être utilisées pour effectuer une vérification modulaire.
Autres machines-outils possibles
Comme on l'a déjà souligné, la rangée de machinesoutils 101 à 106 n'est nullement limitée ni quant au type des machines qui la constituent ni quant à leur nombre.
Les machines 101 et 102 sont analogues à celles qui se trouvent décrites dans l'exposé du brevet suisse N0 420792 bien que pouvant être adaptées pour l'usinage d'ébauches en métaux ferreux. Dans ce cas, la vitesse de la broche est beaucoup plus faible, l'entraînement par turbine étant remplacé par un entraînement à moteur hydraulique, ou alors la vitesse de la turbine peut être abaissée par un démultiplicateur; d'autres caractères constructifs sont aussi modifiés. D'autres machines, par exemple des tours, pour autant qu'elles soient à commande numérique, peuvent également être implantées dans la rangée pour la production de parties tournées. Il faut, dans ce cas, que ces machines soient capables d'usiner une ébauche fixée sur une palette, la palette étant elle-même montée sur la machine à l'endroit destiné normalement à recevoir les ébauches.
On peut de même incorporer dans l'installation qui est très souple des fraiseuses ou tout autre type de machine-outil.
Le nombre de machines utilisées n'est pas limité à six: on peut en prévoir autant qu'on en veut mais il est clair que dans ce cas d'autres caractéristiques de l'installation devront vraisemblablement être modifiées pour s'accommoder de ce nombre accru de machines.
Fonctionnement de 1 'ordinateur
Il est clair que la programmation de l'ordinateur de commande 173, qui est connecté en ligne, sur la base d'un travail journalier permet d'assurer une charge régulière de l'installation et de maintenir un flot continu d'ébauches à travers l'installation; cela est dû à la liaison qui existe entre l'ordinateur en ligne 173 et l'ordinateur pilote 174 et qui permet à chaque programme journalier d'être modifié pour s'accommoder aux changements qui ont été apportés au programme précédent.
Il y a lieu de noter que la liaison entre les deux ordinateurs 173 et 174 peut prendre différentes formes.
Les fonctions essentielles de l'unité 173 sont simples: celle-ci doit être capable d'émettre des signaux de commande et de les transmettre, par l'intermédiaire de câbles et de lignes de transmission des données, aux différents éléments de l'installation, et cela dans la séquence voulue, elle doit également être capable de déceler, à partir de données qui lui sont fournies (par l'intermédiaire des lignes de transmission des données et des câbles), si une suite correcte et complète a été donnée à chacun des signaux de commande, contrôle qui doit pouvoir être fait avant de procéder à l'émission d'un nouveau signal de commande, sinon ce nouveau signal pourrait donner lieu à des effets contradictoires. Si la donnée qui lui est renvoyée indique qu'une suite incorrecte et/ou incomplète a été donnée, l'unité 173 doit émettre, sous une forme ou une autre, un signal d'erreur.
Il est préférable toutefois que l'unité
173 puisse effectuer certains calculs (ou, plus précisément, certaines opérations de traitement de l'information) et elle est programmée de façon à pouvoir prendre une décision logique lorsque apparaît un signal d'erreur. Ces possibilités peuvent même être telles que la séquence primitivement prévue pour les opérations de l'installation puisse être réorganisée dans l'éventualité où cette séquence devait être désorganisée en cours d'exécution. Ceci est intéressant en raison de l'interdépendance qui existe entre les machines-outils et les transporteurs commandés par ordinateur, d'une part (la durée des opérations effectuées par les machines-outils et les transporteurs pouvant être prévue avec une grande précision), et les opérateurs humains, d'autre part, dont le comportement ne peut être prévu que de façon statistique.
Une telle réorganisation de la séquence des opérations peut toutefois être une fonction réservée à l'ordinateur pilote 174: ce dernier peut être couplé de façon permanente à l'unité 173 et utilisé comme un prolongement de cette dernière, auquel cas cette unité 173 peut être relativement simple. Ceci toutefois ne peut être rentable que si l'ordinateur 174 est à partage du temps, c'est-à-dire s'il peut effectuer un travail externe n'ayant aucun rapport avec l'installation d'usinage, en étant à même d'interrompre ce travail externe pendant les périodes où l'unité 173 demande (par l'intermédiaire de la connexion permanente) l'intervention de l'ordinateur 174.
Trnvailpar équipes
Lorsqu'on a décrit le fonctionnement de l'installation, on a admis que les opérateurs humains affectés au positionnement des ébauches et à la préparation des boîtes
travaillaient huit heures parjournée de vingt-quatre heures et il est clair que cela suppose que les opérations d'usinage nécessaires pour fabriquer les pièces requises sont telles que les machines-outils 101 à 106 puissent usiner en vingtquatre heures le travail préparé par les opérateurs humains en huit heures. Mais il est clair que si le débit de pièces est tel que le travail humain nécessaire pour maintenir les machines-outils occupées dépasse huit heures, les opérateurs humains peuvent travailler plus longtemps, en recourant au travail par équipes. Par exemple, on peut prévoir, s'il le faut, deux, voire trois, équipes de huit heures par journée de vingt-quatre heures.
Plant for machining blanks for the production of a variety of parts
The present invention relates to a concept of manufacturing parts using numerically controlled machine tools, and relates to a machining installation comprising equipment for handling blanks to be machined and machined parts and equipment control panel to control the detailed operations and the operations of the whole installation.
One of the aims of the invention is the use of one or more numerically controlled machine tools in a manner which will be particularly suitable for the production of relatively small series of parts of different types.
Another object of the invention is to use one or more numerically controlled machine tools in a manner which makes it possible to make maximum use of the machining capacity of these machines.
Other objects of the invention will emerge on reading the description.
The installation forming the subject of the present invention, intended to machine blanks for the production of a variety of parts, comprises at least one numerically controlled machine tool, transport means ensuring the routing of the blanks to this machine and the removal of parts from it, and programmed control means capable of controlling the transport operations performed by said transport means as well as the machining operations performed by said machine tool so that the latter performs on each blank which is brought to it by said transport means predetermined machining operations, selected according to the type of part which is to be produced from this blank.
In a particular embodiment of the installation comprising more than one machine, the latter are preferably not all of the same type. Thus, the different types of machine tool can be designed to allow each to perform machining operations that cannot be performed by the other or by the other types of machine, or when there is an overlap between the range of operations that two different types of machine can perform, one of them may be preferable to the other for certain operations that both are capable of performing, the choice depending, for example, on the material to be machining because the two types of machine can have different cutting speeds and feeds. Such machines are therefore complementary to one another.
One or more of the machine tools may be specialized, in that one of them may be intended to perform simple milling operations at high speed, while a second machine tool may be specialized to perform operations. drilling, a third being able to perform more complex operations such as inclined milling and drilling on all sides of a blank except the side which could be hidden, for example by a pallet.
For some blanks, it is possible to entrust the execution of all machining operations to a single machine tool. For other blanks, only some of the machining operations can be performed on the same machine tool and the partially machined blank must then be routed to another machine tool responsible for performing the other machining operations. Thus, machine tools perform additional machining operations on at least some of the blanks.
The advantage of using several complementary CNC machine tools rather than a single one capable of performing all the machining operations required is that although many parts may require machining operations. Complex machining, it is probably only for a small proportion of them that this type of machining constitutes an important part of the set of operations required by each of them. Thus, a complex single machine will spend a large part of its time performing relatively simple machining operations, so that its ability to perform complex operations is to a large extent wasted.
If, on the other hand, the various machining possibilities are distributed among a group of several machines, the various operations are carried out in parallel; this further allows that a number of blanks can be machined at the same time. In addition, it is evident that the various machines may be better designed to perform the smaller number of operations which they are called upon to perform. Thus a machine intended to perform simple milling operations is easier to build rigidly than a machine intended to produce complex shapes and therefore requiring more moving parts.
Likewise, a machine intended to work only light alloys can be constructed so as to have only the spindle speeds best suited to the machining characteristics of this class of materials, while a machine which must process a whole The range of materials is made more complicated by the presence of speed changing devices, or else it has a speed which is limited to the minimum speed required for the materials it must be able to machine.
Such an embodiment of the installation is intended for the economical production of series of different parts, series which are preferably repeated. In service, the installation is flexible, in that different sets of parts are machined one after the other with minimal waste of machine time when moving from one part to another. This last characteristic is in fact a quality specific to numerically controlled machine tools, which are designed to allow rapid change of the machining program.
Furthermore, due to the existence, in this particular embodiment of the installation, of several complementary machine tools, different types of parts can be machined at the same time on different machines, so that each of the latter is used to its full capacity, and to the extent possible, at all times.
When there are several complementary machine tools which, together, are capable of performing the machining operations necessary to produce the desired variety of parts, the control means intervene to govern both the machining operations carried out by each of the machines as the transport operations performed by the transport means, so that each blank is routed to a predetermined selection of machine tools and each machine tool of this selection performs on the blank the specific machining operation (s) of the part to be produced.
The blanks can be fixed on pallets and the installation can include a warehouse intended to receive the pallets loaded with blanks, the loaded pallets being transported by the means of transport between the warehouse and the machine tools. The transport operations carried out by the transport means may include the transport of pallets loaded with blanks which have undergone a machining operation to return the pallets to the warehouse.
The warehouse may comprise a cabinet in the form of a box provided with partitions delimiting boxes or compartments for the pallets, the control of the transport operations comprising the selection of a compartment
to which or from which a pallet must
be transported.
The means of transport may include a
conveyor which is arranged between the cabinet and the
machine tools, and which can move along the ar
moire, the transporter comprising a device
pallet carrier, device that can move vertically
in relation to the carrier, so that
pallets can be brought opposite a compartment
ment of the cabinet, and the means associated with this organ
pallet carriers capable of removing a pallet from the compar
timent or to deposit a pallet therein, as well as to deliver
a pallet to or from a machine tool. The
carrier may include means which, by making
protrusion, come to engage against the separations of the ar
moire in order to position the conveyor in relation to
the wardrobe.
The carrier can, for example, move
along rails mounted on the cabinet.
The machine tool, or, if the installation includes more
many machine tools, each machine tool, can
take a pallet loader, loader that is capable
to wear several of these in order to constitute a
buffer reserve for pallets which must be introduced
picks in, or removed from, the machine tool, as well as
means capable of introducing a pallet from the
loader in the machine tool and remove a pallet
machine tool to insert it into the loader.
The means of transport are arranged so as to
see the pallets being delivered to the loader and
resume and the control means are arranged so as to be able to control the selection of the pallet
which must be introduced into the machine tool from the
loader, as well as the selection of the pallet to be
removed from the loader by means of transport. The pallet loader may comprise a rotating member provided with blades each capable of carrying at least one pallet, the control means being arranged so as to control the rotation of this member so that a determined blade is brought in front of the inlet or the inlet.
exit for pallets from the machine, or in front of a transfer position from which a pallet can be deposited on the blade by the transport means or be thereof
withdrawn.
The installation may comprise a warehouse for stores containing the tools used by the machines, this warehouse being able to be constituted by a cabinet in the form of a rack and being able to be located near and in line with the pallet warehouse, and the means of transport can also transport the tool stores between the warehouse and the machine tools.
The machine tool, or each of them, may include a magazine loader which is, in general, similar to the pallet loader, with the means of transport delivering or picking up the tool magazines from the magazine loader. The control means can govern the selection of a tool magazine in the magazine loader, this by controlling the rotation of the latter so as to bring a determined blade in front of the corresponding inlet or outlet of the machine.
The means of transport can also transport pallets between the pallet warehouse and a set-up location at which the blanks or the machined parts are loaded onto or unloaded from the pallets. Partially machined blanks can be reattached, i.e. repositioned, on the pallets at the set-up locations, the pallets being transported between the pallet warehouse and the set-up location by the means of transport. .
The pallet warehouse can be arranged between the machine tool or machine tools, and the set-up location. The warehouse can consist of a locker with through compartments. open on either side of the bin, and a first carrier may be disposed between the bin and the placement location. as well as a second conveyor between the locker and the machine tool (s).
The installation can include two work zones in which operations of a different nature are carried out on equipment passing from one zone to another, the instantaneous work rate in one of these zones being generally different from that in the 'other zone, but the average work rates being the same, the material having to pass from one zone to another being stored in a warehouse, characterized in that the warehouse is constituted by a rack which physically separates the two zones one from the other, this box being open on each side so that the material introduced into it from one side can be withdrawn from the other side, and in that it comprises two transport devices , one on each side of the locker,
these devices being able to move along the locker independently of each other and each of them comprising handling means capable of placing material in and of extracting material from the locker and capable of placing material in the area adjacent workstation and extract it from it.
General description says drawing
Two embodiments of the installation forming the subject of the present invention, as well as various elements and devices used in these two embodiments will now be described by way of example with reference to the appended drawing, in which:
:
fig. 1 is a perspective view of the first embodiment;
fig. 2 is a perspective view of part of the second embodiment;
fig. 3 is a schematic representation of a larger part of the installation partially shown in FIG. 2;
figs. 4A and 4B together represent a diagram of the control devices and of the communication lines included in the installation shown in FIG. 2;
fig. 5 is a schematic view of an example of the routing of blanks through the installation shown in FIG. 2;
fig. 6 is a perspective view of a pair of mated pallets;
fig. 7 is a perspective view of a tool magazine;
fig. 8 is a perspective view of a box;
;
fig. 9 is a sectional view through a loading unit cooperating with a machine tool and comprising a pallet loader and a tool magazine loader;
fig. 10 is a sectional view through part of the tool magazine loader shown in FIG. 9;
fig. 1 I is a sectional view through the drive mechanism of the loading unit shown in FIG. 9;
fig. 12 is a schematic view, in elevation, of devices ensuring the transfer of pallets and tool magazines between the loading unit shown in FIG. 9 and the machine tool with which it cooperates;
fig. 13 is a plan view, partially in section, of part of the devices shown in FIG. 12;
fig. 14 is a sectional view along the line XIV XIV of FIG. 12;
;
figs. 15 and 16 are views similar to that of FIG. 14 and they show parts of it in different positions;
fig. 17 is a perspective view of a single-spindle machine tool with six degrees of freedom and of the loading unit called to cooperate with it, this unit comprising a pallet loader and a tool magazine loader;
fig. 18 is an elevational view of part of the pallet loader shown in FIG. 17;
Fig. 19 is a plan view, partially in section, of the mechanism visible in FIG. 18;
Fig. 20 is a schematic representation of the displacements performed by the pallets using the mechanism visible in FIGS. 17, 18 and 19;
fig. 21 is a perspective view of a station for positioning or fixing the blanks;
;
fig. 22 is a schematic representation of the movements performed by the pallets through the positioning station shown in FIG. 21;
fig. 23 is a schematic representation of the movements made by pallets through a repositioning or refixing station:
fig. 24 is a plan view, partially in section, of a pallet loading and unloading mechanism included in a conveyor:
fig. 25 is a sectional view, along line XXV
XXV of fig. 24:
fig. 26 is a plan view of part of the mechanism shown in FIG. 24:
:
fig. 27 is a sectional view along line XXVII
XXVII of fig. 26;
fig. 28 is a side view of a carrier mechanism for pallets and tool magazines in a conveyor;
fig. 29 is an elevational view of a conveyor as well as a bin visible through the latter:
fig. 30 shows in plan part of a conveyor and part of a locker: and
fig. 31 is a diagram, comprising seven views, which illustrates the transfer of the pallets to and respectively from a conveyor.
Description and function of the prenliére
execution tank
In fig. 1, there are cabinets 1 and 2, in the form of a locker, the first of which is intended to store pallets on each of which is fixed one or more blanks and the second of which is intended to store pallets on which are fixed finished parts which were shaped from the blanks.
It should be noted that when using the expressions parts, machined parts or finished parts. virtually machined or finished parts are included in these designations, since many of these parts may still require subsequent operations, such as the removal of tabs of material by which they are attached to the pallets, before actually being machined or finished.
Cabinets 1 and 2 look like racks for books and can indeed be considered as bookcases intended to store pallets which can be slid on or removed from angle brackets 3, these brackets constituting compartments for the pallets . Three numerically controlled machine tools 4, 5 and 6 are arranged between the cabinets 1 and 2, each of these machines comprising its own control unit 4a, Sa and 6a respectively. An immersion tank 7 is also provided for removing from the machined or partially machined parts the chips which may adhere thereto. The units 1, 2, 4, 5, 6 and 7 are arranged on a line along which extends a pair of rails 8.
A pallet transporter 9, provided with four wheels 10, is arranged so as to be able to move along the rails 8, this transporter being driven by an electric servomotor housed in its base and supplied by electrical conductors. Neither the servomotor nor the electrical conductors are shown in fig. 1: they are both of conventional construction.
The conveyor 9 looks, as a whole, like a fork lift: it comprises two arms 11 and 12 having elbows 31 and 32 respectively and these arms
11 and 12 are carried by members 13 and 14 relative to which they can slide in the direction indicated by the double arrow 15, this by means of horizontal T-shaped slides formed in the members 13 and 14, and intended to receive slides presented by arms 11 and 12. The members 13 and 14 are carried by uprights 16 and 17 which give the conveyor 9 a U-shape, and they can slide relative to these uprights in the direction indicated by the double arrow 18, this by virtue of vertical slides made in the uprights 16 and 17 and intended to receive slides mounted on the members 13 and 14.
The relative movements represented by arrows 15 and 18 are carried out using electro-hydraulic means housed in the conveyor 9. These means are not shown because they are well known.
Unit 19 is a programmed control unit, or computer, which comprises an output panel 20 and a feedback panel 21, these two panels being connected to the conveyor 9 and to the three machine tools 4, 5 and 6. Each of the control units 4a, Sa and 6a serves its own machine tool and is programmed by a tape so that the appropriate servo-mechanisms of the machine tool execute the stored instructions which govern the choice of tool, the machine tool. metal removal, etc. Preferably, the control system is made as shown, but it is possible to combine units 4a, Sa and 6a in unit 19, which then constitutes a single, but much larger computer.
Each of the machine tools is provided with an extension 22. All extensions are the same, although the machines to which they are attached may differ from each other. These extensions carry a horizontal roller conveyor 23 of short length, on each side of which grooves 24 and 25 are formed. The arms 11 and 12 of the conveyor 9 fit into these grooves 24 and 25 respectively. Each of the extensions 22 is also provided with end mounts 26 and 27 carrying bearings in which is mounted the shaft of a rotary turret 28 which comprises four pallet carrier blades 29 making an angle of 900 between them. Each blade 29 is provided with retaining guides 30, between which a pallet can be slid.
The blades 29 of the turret 28 serve as a buffer store both for the incoming pallets and for the outgoing pallets.
Although it is not apparent from fig. 1, the machine tools 4, 5 and 6 are different and perform different operations, but each of these machine tools is provided with a device as described in the disclosure of Swiss patent No. 433918, a device which makes it possible to bring a pallet in precise position for the machining of the blank loaded therein.
We will now describe the operation of the installation shown in FIG. 1.
Pallets carrying blanks are placed in the compartments of cabinet 1, each compartment being assigned its own positional reference, and each pallet bearing a number corresponding to the part to be produced from the blank that is to be produced. it bears, so that all the pallets bearing blanks corresponding to the same part bear the same number.
The computer 19 is programmed using a specific strip of each of the parts which must be produced, the program comprising the information relating to the position references in the cabinet 1 which contains the numbered pallets carrying the blanks corresponding to these. rooms. The program also includes, for each part, the indications relating to that or those of machine tools 4, 5 and 6 which are necessary to carry out the machining operations intended to produce this part, and, for each of the machine tools selected, the reference of the program suitable for executing the machining operations by the control unit associated with the corresponding machine tool.
The computer 19 does not limit itself to controlling the operations of the three machine tools 4, 5 and 6, but also controls the movements and the operations of the conveyor 9, this by means of a separate comparator and of circuits which it contains this comparator as well as using control signals. By way of example, we will describe the cycle of the transport operations carried out by the conveyor 9 in the case of a part which must be produced by machining a blank on the machine tools 4 and 6 alone.
For simplicity, the movements along the rails 8 will be considered as if they occur along an X axis, those carried out in the directions indicated by the arrow 18 along a Y axis and those carried out in the directions indicated by arrow 15 along a Z axis.
1. Computer 19 issues an order to conveyor 9 to move along the X axis until it arrives opposite a given storage position of cabinet 1, this position being determined by the computer and corresponding to a box which contains a pallet carrying a blank from which said part is to be produced. Since great precision is not required as to the position of the conveyor 9 or the position of its arms 11 and 12, any suitable positioning device can be used.
For example, one can use a device similar to that which is used to position the pallets in the machine tools and which is described in the disclosure of the Swiss patent N0 433918: it suffices that the position detectors
D are properly placed. It is also possible to use switches (not shown) fixed on the rails 8 and controlled by the wheels 10 in order to provide the indications relating to the position of the conveyor 9.
2. As the conveyor 9 moves along the X axis, a new control signal generated by the computer comparator 19 causes the members 13 and 14 to move along the Y axis so that the arms 11 and 12 come into alignment with the axis of the selected storage bin. As soon as the conveyor 9 is in alignment with this box, it reads, according to any method known to those skilled in the art, the number which the pallet therein carries. This number, as soon as it is read by the conveyor 9, is transmitted to the computer 19 to verify that the correct program has been selected by the control unit 4a of the machine tool 4.
3. After the conveyor 9 and the members 13 and 14 have stopped, the arms 11 and 12 are caused to move along the Z axis until they come under the pallet which, loaded with a blank , is in the selected box.
4. A new control signal then causes a slight elevation of the members 13 and 14, which releases the pallet from the cleats 3 on which it rested, then the withdrawal of the arms 11 and 12 along the Z axis.
5. New control signals then cause the movement of the conveyor 9 along the X axis so that it comes to place in front of the machine tool 4, and the movement of the members 13 and 14 along the Y axis so that 'they arrive just above the level of the roller conveyor 23.
6. As soon as the conveyor 9 and the members 13 and 14 have come to a stop, the arms 11 and 12 move along the Z axis until the pallet is located above the conveyor 23. The members 13 and 14 then move downwards, so that the pallet is placed on the conveyor 23, the arms 11 and 12 being immobilized in the grooves 24 and 25.
7. The arms 11 and 12 then move along the Z axis until they are released from the machine tool 4. The transporter 9 is now free and can be used by the computer to perform, following the instructions of the program, another transport operation which can be:
(i) the selection of another pallet resting in cabinet 1 but loaded with a completely different blank, this to transport it to machine tool 5 for the production of a different part, or
(ii) return to cabinet 1, but to another box, this for the transfer of another pallet loaded with a blank similar to the first.
8. Coming back to the pallet deposited on the conveyor 23 of the machine tool 4, it is then subjected to the action of pushing means, not shown in the drawing and which may be constituted by a hydraulic cylinder, which slide it between the guides 30 of one of the pallet carrier blades 29 of the turret 28.
9. Turret 28 rotates 90, counterclockwise when looking at the drawing, bringing the blade, which has just been loaded, into a vertical position above the turret axis. .
10. Another pusher, not shown in Figure 1 (but which may be as described below with reference to another embodiment), removes the pallet from this blade 29 and ejects it along a vertical face of the machine tool 4 proper.
11. The machine tool 4 accepts the pallet, which is then brought into position as described in the disclosure of Swiss Patent No. 433918.
12. The machine tool 4 performs a machining operation as described in the disclosure of Swiss patent No. 420792.
13. The pallet, now carrying a partially machined blank, is replaced on the same blade as the one from which it came, this under the control of another pusher.
14. If step 7 (ii) above has taken place, turret 28 again rotates 90 counterclockwise. The new pallet is transferred to machine tool 4 for machining there, and then transferred back to its support vane, after which turret 28 rotates 1800 in the same direction (normally in steps of 90, since a new pallet is introduced into the machine tool at each step). During the rotation of the turret 28, the chips which have accumulated in the cavities of the workpiece fall into a container arranged in the base of the extension 22.
It should be noted that this arrangement of the pallet carrier blades 29 is advantageous as regards the removal of chips, since each pallet is inverted before leaving the extension 22 of the machine tool. If no new pallet is waiting to be processed (for example because the program is occupying the conveyor with step 7 (i) indicated above) the turret 28 turns 270, always counterclockwise. 'a watch.
15. At the same time as step 14 is executed, the conveyor 9 is again aligned in front of the machine tool 4 along the X, Y and Z axes, the arms 11 and 12 immobilizing in the grooves 24 and 25 respectively.
16. A reverse operation to that indicated in step 8 is then performed and the pusher (which is not shown) pushes the pallet onto the roller conveyor 23.
17. The members 13 and 14 move upwards along the Y axis which lifts the pallet, the arms 11 and 12 move away from the machine tool 4 along the Z axis and the conveyor 9 moves along the X axis to bin 7.
18. The conveyor 9 comes to a standstill in front of the tank 7 which contains a liquid in which the partially machined blank and its pallet can be immersed in order to remove any metal particle adhering to the blank. This is done by placing the elbows 31 and 32 in the plane of the front edge of the tank 7 and then lowering the members 13 and 14.
19. After cleaning the blank in the tank 7, the conveyor 9 moves along the X axis until it arrives in front of the machine tool 6 where the members 13 and 14 are again brought to the- above conveyor level 23.
20. The sequence of steps 6 to 18 is now repeated, machine tool 6 replacing machine tool 4. At the end of the new step 12, the blank will have been transformed by machining into a new finished part.
21. After the second cleaning in the tank 7 the finished part can be dried, for example in a heated air dryer. This drying device is not shown, but would be placed along the rails 8 next to the tank 7, the conveyor 9 bringing the pallet to it in the way which has been described with regard to the tank 7.
22. After the finished part has been dried, the conveyor 9 moves along the X axis until it comes to a storage position of the cabinet 2, the exact position being indicated by the computer 19. The organs 13 and 14 move along the axis
Y and the arms 11 and 12 along the Z axis, this until the pallet and its finished part are slid on the cleats of the appropriate box.
23. The conveyor 9 is now ready to carry out new transport operations, for example to take charge of a semi-finished blank of the same type, machined on the machine 4 or to take charge of a different blank machined on the machine 5. The program chooses the operations to be performed by the carrier and the carrier performs them.
The final operations to be carried out on the finished parts after they have been stored in cabinet 2 may include their removal from the pallet, inspection, and the removal of any metal accessories to secure the blank to the pallet.
In the description just given of the operation of the installation shown in fig 1, it was assumed that each pallet only carried one blank, and that the pallets were stored in cabinets 1 and 2, transported and introduced into or extracted from the machine tools one by one and individually. However, in some cases a pallet may carry more than one blank, and the pallets may be stored, transported and fed into machine tools in mated pairs, as will be discussed later in connection with another form of execution, the machine tools, in whole or in part, then being constituted by machines with two spindles.
If during the operations described, one of the machine tools breaks down or becomes unusable for any other reason, the computer 19, in order to overcome the drawbacks of such a failure, is able to modify the program of the operations. Thus, the transporter 9 would have to not accept pallets intended to be loaded on the faulty machine.
Fig. 1 shows only a single line of machine tools arranged on one side of the rails 8, but a second line can be arranged opposite the one drawn. When this is the case, it is necessary to modify the conveyor 9 so that it can receive and deliver pallets from both sides of the rails 8, for example using a mechanism which will be described later on. of fig. 24 to 31.
The cabinet 1 can store programs recorded on tapes intended for the control unit 19, the latter then having to be placed in line with the other units; it can also contain tool magazines for machines 4, 5 and 6, in addition to the storage of pallets. The transfer provided by the transporter 9 will take place in a slightly different way from that which has just been described, but it will take place along the same lines.
General description of the second embodiment
Before describing in detail the installation shown in FIGS. 2, 3 and 4, we will give a general overview of its construction and operation.
The installation comprises a plurality of numerically controlled machine tools, each of them receiving blanks carried on pallets and performing machining operations on these blanks. It also includes ancillary equipment intended to handle the blanks and equipment intended to control the operation of the entire installation so as to keep the machine tools constantly in action in order to make maximum use of the machining time available to them. .
The installation includes two distinct zones: firstly a machining zone in which all operations are mechanized and carried out continuously, and secondly a feeding zone in which human operators perform important functions and can work in a continuous manner. discontinuous, for example only one shift per day. Machine tools are, in a certain sense, automatic; each machine tool is connected to a digital control unit intended to govern its operation according to instructions recorded on a tape which can quickly access a console cooperating with this unit.
On the other hand, as will be explained later, the initiation of each of these machining operations and the selection of the strip or of the strip section carrying the data necessary for each of them is remotely controlled by a control unit. main which can be likened to a computer. The blanks are brought to the machine tools or removed from them on pallets (that is to say cradles of standard shape, regardless of the shape or dimensions of the blank attached to them), and the machine tools are arranged to be able to receive, position, maintain, release, and eject the pallets, this automatically and under the control of the computer.
A transporter controlled remotely by the latter is arranged in the machining area and is intended to transport the pallets between the machine tools and a pallet warehouse generally having the form of a rack containing a compartment or box for each pair of pallets used.
The pallet warehouse constitutes a point of contact, a communication path or a buffer device between the machining area and the feed area, the machining area being essentially an area where operations are carried out automatically on a continuous basis. , and the feed zone being an area where the operations are discontinuous. The feeding area can be considered as subdivided into a pallet handling area and an ancillary operations area. In the pallet handling area is placed another conveyor (similar to that of the machining area) for transporting pallets between the pallet warehouse and a location for placing blanks formed by a workbench comprising several tables. occupied by human operators.
At some of these tables, referred to as fixture stations, operators fix rough blanks to empty pallets and remove machined blanks from loaded pallets. At the other tables, called repositioning or reattachment stations, operators modify the position or reattach the blanks, when necessary, in order to allow all the required machining operations to be carried out (for example when cavities must be milled in the six faces of a cuboid blank).
In the area of ancillary operations, a third conveyor is fitted out, the general shape of which is similar to that of the conveyors operating in the machining and handling areas of the pallets; this transporter is also remotely controlled by the computer, but it is intended to transport boxes rather than pallets. This third conveyor (hereinafter referred to as a box transporter) is designed to convey boxes between a box warehouse (which again takes the form of a rack having compartments each of which is intended to receive a box) and a box conveyor. boxes intended to convey boxes between the ancillary operations area and the positioning location.
In the ancillary operations area, material including blanks and the tools required to secure these blanks to pallets are loaded into and out of boxes by human operators.
General description of the second embodiment
next to fig. 2, 3, 4A and 4B
The installation shown in fig. 2 and 3 comprises six machine tools 101, 102, 103, 104, 105 and 106 which are complementary in that together they can perform all the operations necessary to produce a variety of parts. In other words, each of the parts of this diversity can be produced by feeding the blank from which the part is to be machined into a predetermined selection of one or more of these machine tools 101 to 106 and performing on this blank the necessary machining operations. With each of the machine tools 101 to 106 is associated a loading unit 107, 108, 109, 110, 111 and 112, respectively.
Each unit has a pallet loader, i.e. a device which is capable of carrying several pallets and which includes means for transferring the pallets from this device to the machine tool and retransfering them from the machine tool to the machine. device; this loader constitutes a buffer reserve of pallets in the immediate vicinity of the machine tool.
Each loading unit also has a tool magazine loader, i.e. a device which is capable of carrying several tool magazines and which includes means for transferring the magazines from the device to the machine tool and for transfer them back from the machine tool to the device; this device constitutes a reserve of tool magazines located in the immediate vicinity of the machine tool, so that a certain number of tools are always available to the machine. Pallet loaders and tool magazine loaders comprise, as will be described in detail later, rotary members provided with blades capable of carrying the pallets, respectively the tool magazines.
Each of the machine tools 101 to 106 is provided with a mechanism intended to automatically bring a pallet into a precise position, that which is required for the machining of the blank attached to it: such a mechanism is described in Disclosure of Swiss Patent No. 433918.
The machine tool also includes means capable of automatically choosing a tool from the magazine, as described in the disclosure of Swiss patent No. 420792.
The machine tools 101 to 106 are arranged in line on one side of a pallet warehouse, consisting of a rack 113 provided with through compartments for the pallets, that is to say with compartments in which, respectively out of which , pallets can be inserted, respectively withdrawn, and that on both sides of the rack. A conveyor 114 is arranged between the rack and the machine tools, so as to be able to bring pallets loaded with blanks from the rack to the machine tools and to be able to bring back pallets loaded with machined blanks from the machine tools to the rack . For reasons which will be explained below, the pallets are in fact stored and transported in pairs within which they are coupled.
The conveyor 114 can move along the rack 113 and comprises a support for the pallets which is movable vertically, so that this support can be brought, on the one hand, in front of any of the compartments of the rack 113, and, on the other hand, in front of the pallet loader of any of the machine tools 101 to 106, to deposit or remove a pair of pallets therefrom. At one end of the rack 113 is disposed another rack 115 which constitutes a warehouse for tool magazines and which comprises compartments each of which is intended to receive a single tool magazine. The conveyor 114 can also move along this rack for tool magazines and is provided with a support for the latter.
This support is movable vertically and can therefore be brought, on the one hand, in front of any of the compartments of the rack 115 and, on the other hand, in front of the tool magazine loader of any of the machines 101 to 106 , to deposit or to remove a tool magazine. As for the carrier itself, it will be described in detail later.
Each pair of mated pallets is provided with an identification number (which is displayed on the pallets as will be explained later) and to which only one compartment is assigned in locker 113, so that a pair of pallets is not can enter a compartment other than the one for which it is intended. Likewise, each tool magazine carries an identification number to which a single compartment is allocated in the locker 115, this compartment being the only one into which this tool magazine can enter. Two transit sections 116 and 117 are arranged beyond the rack intended for the tool magazines, on the side opposite the pallet rack. Each of these transit sections is made up of a single vertical column of through compartments for tool magazines.
These transit sections are also accessible to the conveyor 114 and they are provided to allow the removal of magazines containing tools which will not be used for a certain time and the introduction into the system of magazines containing other tools.
Thus, a magazine containing tools that will no longer be used for a certain time can be extracted by the conveyor 114 out of the corresponding compartment of the rack 115 (or directly out of the last machine which uses it) and placed in one of the compartments of one of the transit sections, in this case section 117, (on one side of it) to be removed (on the other side) by a human operator, and a magazine containing other tools can be placed by a human operator (from this other side) in one of the compartments of the other transit section, in this case 116, to allow the transporter 114 to extract this magazine from this transit section (from said first side ) to bring it to the compartment allocated to it in locker 115 (from where it can be transferred. when the time comes, to the appropriate machine tool).
The conveyor 114 is provided with control means, in the form of reading heads capable of reading the identification number of the pallet or of the tool magazine that it transports, and of returning, for a purpose which will be indicated later, feedback signals representing this number.
A location for placing the blanks is provided along the pallet rack 113, on the side which is
opposite to where the machine tools are. This installation location is equipped, on the one hand, with a set of fixing tables 118 to 133, where the rough blanks are loaded or fixed on the pallets and
where the machined blanks are unloaded from the pallets, and, on the other hand, from a set of reattachment or repositioning tables 134 to 137, where the partially machined blanks are unloaded from the pallets and reloaded onto them in another position , or reattached in some other way for subsequent machining operations (for example by applying further clamping clamps without changing the position of the blank on the pallet).
The clamping tables 118 through 133 as well as the repositioning tables 134 through 137 are arranged in a single line, as shown, and a conveyor 138, similar to conveyor 114 but comprising only one pallet rack at the same time. excluding a support for tool magazines, is arranged between the pallet rack 113 and the tables 118 to 137. it is intended, on the one hand, to transport from the rack 113 to the fixing tables the empty pallets which must be loaded with rough blanks and the pallets loaded with machined blanks which must be unloaded, and, on the other hand, transporting from the fixing tables to the rack 113 the loaded pallets, carrying rough blanks, and the empty pallets, unloaded from machined blanks.
The conveyor 138 also makes it possible, on the one hand, to transport from the rack 113 to the repositioning tables loaded pallets, carrying partially machined blanks, so that these blanks are reattached or repositioned, and, on the other hand, to transporting from the repositioning tables to the rack 113 the pallets carrying blanks reattached or repositioned for subsequent machining. As has been described with respect to conveyor 114, conveyor 138 can bring its pallet rack past any of the compartments of the rack 113 and past any of the fixing and repositioning tables for depositing or removing therefrom. pallets.
Each of the repositioning tables is provided with a mechanism such as that which is described in the disclosure of Swiss patent No. 433918 and capable of automatically bringing the pallets into a precise position allowing the operations of refixing or repositioning of the drafts.
A two-lane conveyor 139 extends along the placement location. This conveyor consists of an endless conveyor belt 105 comprising two horizontal strands located at different levels. The upper leg is used to route material to the fixing tables while the lower leg is used to discharge material from these tables. The material, which consists of blanks, accessories used for securing blanks to pallets, jigs and instructions for securing blanks, is conveyed in boxes carried by the conveyor to and from a box preparation area 140 ( fig. 3).
This box preparation area 140 will be described in detail later and can be considered provisionally as an area in which the boxes are filled with material to be routed to the fixing tables, and in which the boxes from the fixing tables are discharged. The conveyor 139 transports from the preparation zone 140 towards the fixing tables 118 to 133, on the one hand, boxes which contain blanks and assembly accessories, as well as templates and instructions for fixing the blanks to the pallets, and, on the other hand, empty boxes intended to be filled with machined blanks and assembly accessories which have been detached from the pallets.
The conveyor 139 also transports, from the fixing tables 118 to 133 towards the preparation zone 140, boxes which contain templates and instructions used to fix the blanks on the pallets, as well as boxes containing Machined blanks and mounting accessories that have been detached from the pallets.
Conveyor 139 further carries, from preparation area 140 to setting tables 118 through 133, boxes that contain mounting accessories, jigs, and instructions needed to reattach or reposition partially machined blanks on pallets, and also transports, from the fixing tables to the preparation area 140, boxes containing the assembly accessories which have been removed from the pallets and put aside during a reattachment and repositioning operation, as well as the jigs and
instructions used for reattachment operations or
repositioning. Each of the fixing tables (the
which will be described in detail later) comprises automatic deflection means capable of deviating from the conveyor any box intended for this table.
Each of the
fixing or reattaching tables comprises means
control which are in the form of a head of
reader capable of reading the identification number of a pair of pallets loaded with blanks to be machined and ready for transport from the table to the rack 113 via the conveyor 138, and emitting a signal of
feedback corresponding to this number. The role played by these means of control will appear later.
Each of the fixing tables 118 to 133 is served by a human operator who performs the operations of fixing the blanks to this table.
Resetting or repositioning operations
are performed by the same operators. When
Repositioning operations must be carried out, the operators go to the appropriate reattachment tables with the boxes they have received at their fixing tables and which contain the mounting accessories, a template and the reattaching instructions. At the reattachment station, operators perform the necessary operations and then return with the boxes (containing any mounting accessories set aside, along with templates and instructions) to their fixing tables and place these boxes on the lower leg. of the conveyor 139 to return them to the preparation zone 140.
A sign, which will be described in more detail below and which is placed on each fixation table, warns the operator when it is time to move to a reattachment table.
Each box bears an identification number and in zone 140 are provided control means capable of emitting, as will be described in more detail below, a feedback signal translating the identification number of a box, number which is indicative of the contents of the loaded box. Each fixing table also comprises control means capable of reading the identification number of a box arriving on the table from the conveyor 139 and of emitting a feedback signal corresponding to this number.
The preparation zone 140 comprises a box warehouse constituted by a box which comprises a main section (made up of two parts 141 and 142 located opposite one another) provided with compartments each of which is intended to receive a box. Each box is assigned to a single compartment which is, in the main section, the only one that this box can enter. There are also three transit sections 143, 144 and 145, each formed by a single vertical column of through compartments. The first transit section 143 is for empty boxes from where they can be removed by human operators for filling. The second transit section 144 is intended to receive, from the hand of human operators, the boxes which have been filled with material.
The third transit section 145 is intended to receive, from the hand of human operators, the unloaded boxes which have been returned by the conveyor 139.
A conveyor 146, which is similar to the conveyors 114 and 138 described above, but which includes a box support instead of a pallet support, is disposed between the two opposing parts 141 and 142 of the main section of the bin. boxes. This transporter is used to transport empty boxes from the main section 141-142 to the first transit section 143, to transport full boxes from the second transit section 144 to the main section 141-142, and to transport empty boxes from the third transit section 145 to the main section 141142.
Conveyor 146 also picks up boxes to send from main section 141-142 to the fixing and reattaching tables; for this, he places them on the upper run of the conveyor 139, this upper run passing through an opening in the box rack.
Each of the compartments of the transit sections 143 to 145 is provided with a switch which is actuated by the arrival of a box in the compartment; this switch causes the emission of signals which indicate either the absence of a box in the first transit section or the presence of a box in the second or in the third transit section. These signals are used to order the carrier 146 to carry out, subject to other commitments, such transport operations that the first transit section be kept as full as possible with empty boxes and that the second and third transit sections be kept. kept as empty as possible of full boxes, respectively empty.
The conveyor 146 is provided with control means which are in the form of a read head capable of reading the identification number of the box it is transporting and of emitting a feedback signal corresponding to this number. The reasons for this will be seen later, during the detailed description of the operations carried out in the preparation zone 140.
The control transmission network within the installation is shown schematically in FIGS. 4A and 4B, figures in which are shown only one machine tool 106 and its associated equipment, only three fixing tables 131 to 133 and one reattachment table 137. It is clear that the devices drawn and described are also applicable to other machine tools, to other fixing tables and to other re-fixing tables.
The machine tool 106 has, associated with it, a digital control unit 147, which controls the relative movements between the spindle carrying the tool and the blank (by moving slides carrying the spindle or the blank), as well as a function control unit 148, which controls all other machine tool functions, such as the choice of cutting speeds, tool changes and tool registration. This function control unit is connected to the digital control unit 147. Control units
147 and 148 are programmed from a ribbon console
149. The location of the ribbon desks 149 to 154, and of the digital control units 147 and 155 to 159, as well as the location of the control units of the functions 148 and 160 to 164 of each of the machine tools are shown in fig. 3.
The tape stand 149 runs tapes which are mounted in cassettes and which are selected from a random access tape store 165, as described in Swiss Patent Disclosure No. 508962. Each of the desks 149 to 154 is provided with such a tape magazine, numbered 165 to 170 respectively (fig. 3). The machine tool further comprises, as mentioned above, a pallet loader 171 and a tool magazine loader 172 (together forming the loading unit 112 shown in FIG. 3) whose operations are controlled by the function control unit 148.
General control of the installation, including control of transport operations carried out by conveyors 114, 138 and 146, control of machining operations carried out by machine tools and control of pallet loaders and tool magazines 171 and 172, is provided by a computer 173 connected online (on-line), during the installation. This computer is programmed by a main pilot computer 174. Computer 173 governs machining operations by instructing function control unit 148 to select a predetermined ribbon from ribbon magazine 165, which predetermined ribbon is intended for use in console 149. The computer 173 also controls the pallet loader 171 and the tool magazine loader 172, this through the function control unit 148.
The computer 173 acts, via a multiplexer 175 which provides the link between the computer and the transmission network, thanks to three transmission channels 176, 177 and 178 leading to AID stations (Addresses, Instructions, Data) 179 to
188 which are connected to the units of the installation which must be interrogated or controlled. There is therefore in this way a chain of communication between the computer 173 and these units.
Each of the communication channels 176 to 178 comprises sixteen lines, so that the coding of the signals to be transmitted can be carried out by passing pulses through different combinations of these lines.
Channel 176 is an address channel for calling a duly addressed position, channel 177 is an instruction channel for sending instructions, and channel 178 is a data channel through which data (including signals previously mentioned) are sent from the AID stations to the computer 173. The computer 173 monitors the entire installation continuously by sequentially making repeated contact with all AID stations in the installation. It should be noted that the transmission between the computer and the AID stations can be done in very fast succession and that the computer can complete a cycle in about a second and during that cycle it communicates sequentially with all positions
AID of the installation.
The decoding of the instruction signals, necessary for them to express the instructions in clear, can be carried out either at the AID stations themselves, or at the units with which they are connected.
As seen in fig. 4B, the AID station 179 is connected to the box transporter 146, so that the computer 173 can instruct the latter to carry out the necessary transport operations (for example, to extract a box from a determined compartment of the main section 141 of the box rack and place it on the conveyor 139); the computer may also receive feedback signals from conveyor 146 indicating the identification number of the box being conveyed. The AID station 180 is connected to a device described below which is located in the box preparation area 140 and whose function includes the transmission of feedback signals associating the contents of a full box with the identification number. of it.
The AID stations 182, 183 and 184 are respectively connected to the fixing tables 133, 132 and 131 so that the computer 173 can receive feedback signals from these tables, signals indicating the identification numbers of the boxes which are. received on these tables or those loaded pallets that are ready to be removed from these tables. The computer 173 can also generate instructions for turning on certain parts of the panel (which has been mentioned previously and which will be described in detail later) and thereby inform the human operator what operations must be performed.
The AID station 181 is connected to the reattachment table 137 so that the computer can receive, from this table, feedback signals indicating the identification numbers of the loaded pallets which are ready to be evacuated from these tables. tables.
The AID 185 stations, visible in fig. 4B, and 186, visible in fig. 4A, are respectively connected to the carriers 138 and 114, so that the computer 173 can give them the necessary transport orders (for example, transporting a pair of pallets from a determined compartment of the warehouse 113 to a determined fixing table , or to a specific machine tool) and receive feedback signals therefrom indicating the identification numbers of the pallets and (in the case of the conveyor 114) of the tool magazines being transported.
The AID 187 station, visible in fig. 4A, is connected to the function control unit 148 of the machine tool 106 so that the computer 173 can give this unit the order to choose a determined ribbon from the ribbon magazine 165 and to activate the loader. pallets 171 and the tool magazine loader 172. Pallet loaders and tool magazines are provided with control means, in the form of read heads, capable of sending feedback signals to the computer 173 indicating the respective identification numbers of the pallets and magazines. which are about to be introduced into, or which have just been received from, the machine tool.
AID station 188 is connected to encoding and decoding devices for a human supervisor 189 who is responsible for dealing with fortuitous events that were not predicted in the computer program or in the memory register. , or events so rare that they were knowingly excluded from the computer program. If the data received by the host controller 173 indicate that something is not functioning normally in the installation, the latter can report this to supervisor 189, who is able, if necessary, to query the computer. to obtain specific information on the nature of the trouble, and to order it to change its program so that it can deal with the trouble.
The AID stations and their connections constitute a means of continuous monitoring of the installation and provide information to the computer on its status.
Fig. 4A also represents a cen source
trale 190 of hydraulic energy which supplies
hydraulic machine tool 106 by a line
191. to pallet loader 171 and to maga loader
tool sins 172 by lines 192 and 193 respectively,
to a hydraulic motor 195 driving the transporters
114 and 138 (as will be described later) by a line
194, to a hydraulic motor 197 driving the transpor
number of boxes 146 (as will also be described further
away) by a line 196, and at the refixation table 137 by
a line 198, all these positions including mechanics
hydraulically actuated bodies.
We will now describe the operation of the ins
installation shown in fig. 2, 3, 4A and 4B. It's clear
that the installation itself can be done more
many ways and that its functioning can be strong
varied, so that the installation shown and the func
operation which will be described below must be
considered as an example.
General function of the deuxh "i> iefi '. '; îe d e. Yecuti (n
The production schedule is established on a weekly or longer basis by the pilot computer 174 which receives a weekly list of the parts with indication of the quantities, which must be manufactured during this period.
The computer extracts from punched cards, magnetic tapes or its memory the information relating to these parts (including the choice of machine or machine tools, and all the machining operations that must be carried out for fabricate the various parts) so as to establish a plan of the sequence and schedule of machine loading operations, transport operations and other operations necessary to carry out the manufacturing program. The weekly program established by the pilot computer 174 is supplied day after day to the control computer 173 so that the latter receives daily from the pilot computer 174 a program to be executed by the installation, the computer 173 controlling the operations carried out in the installation in accordance with this program.
The control computer 173, although holding this program as completely as possible, is able to modify it according to circumstances brought to its knowledge by the reception of feedback signals generated by the control means of the installation or upon receipt of instructions, for example given by a human supervisor. Such an instruction may for example consist of a priority command to be processed by the installation with priority over the normally programmed commands. At the end of the day, the control computer 173 sends the control computer 174 a summary of all the events that have occurred during that day. The program for the following day may be modified in view of this recap.
For example, if the installation has not completed the daily schedule assigned to it by the pilot computer 174, the control computer 173 informs this and the pilot computer 174 can then add, at the start of the program. program for the next day, unfinished business.
Although two computers 173 and 174, one for planning and the other for ordering, are represented.
felt, it is possible to use only one which is capable of performing the two functions on its own, that is
say the planning devolved to the pilot computer 174 and the
control of the installation devolved to the computer
line 173. The single computer will then necessarily be
more important than each of the two separate computers
and, in order to be able to control the installation, it must remain
constantly connected online.
In addition, the computer of
online order (whether it is made up of a computer
separate driver or combined with the computer
pilot) can directly control the operations of usi
swimming performed by machine tools 101 to 106 instead
to indirectly ensure this order through the intermediary
diary of a digital control unit and a
joint functions control unit asso
cies with each of the machine tools. But that too
will require a much larger computer. These
large computers, although feasible, can in
some circumstances be less economical than
separate computers and control units such
than arranged within the installation which has been shown
and described.
Each job, that is, each batch of similar parts
laires (it should be noted that the installation is better
suitable for production in separate small series or batches than for mass production, although it is also capable of ensuring the latter), is planned so that the crossing of the installation takes place over a period of two days . On the first day, the blanks, assembly accessories, etc. , are introduced into boxes, this in the box preparation area, and the filled boxes then pass to the box warehouse.
On the second day, the boxes are shipped from the box warehouse to the positioning tables. where the blanks are mounted on pallets; these, once loaded, then pass, via the pallet warehouse 113, to the machine tools, in order to subject the blanks which they carry to the various machining operations required. A pallet carrying a blank to be machined by more than one machine tool is always returned to the pallet warehouse after passing through one machine tool and before moving to another machine tool.
Each two-day period covers the preceding period and the following period by one day; thus, during a given working day, we proceed, on the one hand, to the boxing of the blanks intended to be machined the next day, while, on the other hand, the blanks which have been boxed the day before are loaded onto pallets and machined.
Human operators in the box preparation area and at the fixing tables work eight hours a day while the machine tools work (except for maintenance) 24 hours a day, and the pallet warehouse 113 constituting a buffer between discontinuous operations performed by human operators and continuous operations performed by machine tools.
Overall, the average throughput of human operators and that of machine tools (expressed as the number of pallets and blanks processed) must naturally be equal for the installation to be kept in motion, but while human operators are at work, their instantaneous output differs in the ratio of about 3 to 1 from that of the machines since the former must perform in eight hours the operations necessary to keep the machine tools in action for 24 hours. Thus, in general, blanks that are loaded onto pallets by human operators during one of their eight-hour workdays are machined by machine tools during that same eight hours and for the following sixteen hours.
In practice, however, a slight overlap should be provided in order to keep the machine tools occupied while the operators unload the machined blanks from the pallets (this operation being scheduled so as to take place at the start of each eight-hour working day of the pallets. human operators) and begin part positioning operations. Thus, at the start of each of these eight-hour working days, the machine tools are still machining blanks that were loaded onto pallets during the previous working day. Likewise, in the box preparation area, the boxes returning by conveyor 139 and containing machined blanks which have been unloaded from the pallets by the operators of the placing station, are removed from the boxes by the operators of the loading area. preparation at the start of their eight hour day.
In order to prevent the transporter 138 from having to travel too long distances, the program is arranged so that the pallets coming from a part of the rack 113 are routed to the fixing tables and to the repositioning tables which are the ones. closer to this part. Thus, for example, the fixing tables 131 to 133 and the repositioning table 137 are generally served by pallets coming from the end of the rack 113 which is closest to the top of FIGS. 2 and 3.
General operation
as shown schematically in FIG. 5
By way of example, we will now describe, with the help of FIG. 5, the routing of a pair of blanks through the installation. In this figure, the various stations and devices are represented along the y-axis by their reference numbers. The x-axis represents a timescale which is plotted for the sole purpose of showing in which part of the day and on which day of the two-day period the various operations are performed. Thus, the length of the projection on the abscissa axis of a line corresponding to a transport operation should not be considered as representing the time actually taken to perform this operation.
The timescale is divided into eight-hour periods, the figures indicating the hours-steps and the rectangles representing the periods of operation of the various devices and stations. A light dashed line represents the path of an empty box and a thick dashed line represents the path of a box containing material. A light dashed line represents the traversing of a pair of empty pallets and a thick dashed line represents the traversing of a pair of pallets loaded with blanks.
The blanks, the path of which has been shown in FIG. 5 require machining on two machines before being repositioned and on one machine after being repositioned. In fig. 5, the various transport operations which take place within the installation are represented by segments of rectilinear lines.
As can be seen, these various segments bear reference numbers and the latter, in the description which follows, are given in parentheses when the corresponding operations are explained.
Starting at 08. 00 hours of the first day, when the human operators responsible for filling the boxes and placing the blanks start their eight-hour shift, an empty box is extracted by the box transporter 146 from its allocated compartment in the main section 141-142 of the box rack and is brought to the transit section 143 of the box preparation area 140 (260).
After removing the box from transit section 143, a human operator introduces the blanks, mounting accessories, placement jig and instructions, along with the box identification number and batch number into it. blanks for which material has been loaded are read and transmitted to computer 173, after which the operator places the box in transit section 144. Box transporter 146 receives this box from transit section 144, reads its number and places it in the compartment allocated to it in main section 141-142 of box rack (261). The full box then remains in this compartment until after 8 am. 00 hours of the following day (262).
On the second day, the box transporter 146 extracts the box from its compartment and places it on the upper run of the conveyor 139 (263), which transports it to that of the fixing tables 118 to 133 assigned to it, for example the table 118 (264) When the box arrives at this fixing or positioning table, its number is read and the corresponding signal is transmitted, which starts up the conveyor 138 to extract from the appropriate compartment of the rack 113 the first pair of pallets empty of a group of pallets that the computer has assigned to this job, and to bring that pair of pallets to the positioning table 118 (265). The pair of pallets having been received on the positioning table, the operator mounts the blanks there and then places the loaded pallets in a collecting location where their number is read.
The signal transmitted to the computer activates the conveyor 138 to remove the loaded pallets from the positioning table and bring them to the compartment allocated to them in the bin 113 (266).
When the operator has finished placing the blanks contained in the box on the pallets, the box, containing the template and the instructions which were used for the positioning of the blank, is placed on the lower section of the conveyor 139 which sends it back to the box preparation area 140 (267). The box is then emptied of its contents by a human operator and placed in the transit section 145, from where, its number having been read, it is evacuated by the conveyor 146 and brought to the compartment assigned to it in the main section. 141-142 of the box rack (268).
When the time has come for the blanks to undergo the initial machining, the loaded pallets are taken out of their compartment in rack 113 by conveyor 114 and brought to the pallet loader from that of machine tools 101 to 106 required to perform this. first machining operation, in this case the loader 107 of the machine tool 101 (269). They are then fed into the machine tool for the blanks to be machined, after which they return to the pallet loader 107 (270). The transporter 114 takes the pallets from the loader 107 and returns them to the compartment allocated to them in the locker 113 (271), a compartment where they remain until the moment when they have to undergo machining by the second machine tool, for example.
103.
They are then brought by the transporter 114 to the pallet loader 110 of this machine tool 103 (272), introduced therein, machined, and returned to the loader 110 (273), from where they will then be re-routed by the transporter 114 to the compartment allocated to them in the locker 113 (274).
The blanks must then be repositioned before they can undergo the last machining operation, and it can be seen, by examining FIG. 5, that the first two machining operations take place during the eight hour shift of human operators, so that the blanks are ready to be repositioned by a human operator before the end of this second day shift. This allows the blanks to undergo all machining, including post-repositioning machining, in a twenty-four hour period. This can be achieved, as will be explained later, by arranging, as far as possible, the program so that the blanks which require repositioning are the first to undergo the initial machining operations during the day.
However, as will be seen later, the repositioning operations and the subsequent machining operations can be considered and treated as separate work, intended to be performed the day after their initial positioning and machining.
Referring again to fig. 5, it can be seen that, during the first positioning and machining operations that the blanks undergo in order to prepare them for repositioning, the box transporter 146 extracts an empty box from its compartment in the main section 141-142 of the locker to boxes and deposit in transit section 143 of preparation area 140 (275). The box is removed from this transit section by a human operator, who places the repositioning jig, instructions and necessary assembly accessories therein, then places it in transit section 144, from where it is then picked up by the operator. carrier 146 and routed to the compartment allocated to it in the main section 141-142 of the box rack (276).
As will be explained later, the box containing the material required for repositioning can be filled at a time other than that indicated in fig. 5, for example at the same time as the box which contains the blanks and the material required for the initial positioning and which is filled on the first day.
When it is time to reposition the blanks, the box transporter 146 extracts the box filled with the repositioning material out of its compartment in the main section 141-142 of the box rack and brings it onto the upper strand of the conveyor 139 ( 277); the latter transports the box to the planned positioning table, say table 118 (278). As far as possible, the program is arranged so that this positioning table is the same as the one where the initial positioning was carried out, so that the same operator performs the positioning and repositioning on the same blanks. .
When the box arrives at the positioning table 118, its number is read and the resulting signal turns on the conveyor 138, to extract the pair of pallets out of the pallet rack 113 and bring them to the table. planned repositioning, in this case 134 (279). The operator transfers the box from the positioning table 118 to the relocation table 134 (280), then performs the necessary relocation operations; it then places the pallets loaded with the repositioned blanks in a collector location of the repositioning table 134, where their number is read.
The signal corresponding to this number starts the conveyor 138 so that it picks up the pallets and stores them in the compartment allocated to them in the locker 113 (281). After completing the repositioning operations, the operator takes the box containing the jig and the repositioning instructions, as well as any mounting accessories that have been removed and set aside during these operations, to the positioning table 118 ( 282), and then deposits it on the lower run of the conveyor 139 which returns it to the preparation zone 140 (283). The box is then unloaded by a human operator and placed in the transit section 145, from where the conveyor 146 drops it into the compartment allocated to it in the main section 141-142 of the box rack (284).
It should be noted that the operations carried out by human operators are completed before the end of the eight-hour period of work they are performing, i.e. before 16. 00 hours. In fig. S, the last human operation just described, in particular the unloading of the box, is shown as being performed after this time, but this has been shown thus only for clarity of the drawing. In practice, the box will be returned to the box preparation area 140, or to be unloaded there before 16. 00 hours or to wait there for human operators to start their next shift.
The machining of the blanks that takes place after repositioning can take place after 16. 00 hours and during the following sixteen hours, given that the machining operations as well as the operations of transporting the pallets to and from the machine tools are automatic and do not require the intervention of human operators. The pallets thus remain in their compartment within the rack 113 (285) until the moment when, according to the program, it is planned to proceed with the machining of the blanks which they carry, when the conveyor 114 comes into action for bring the pallets to the pallet loader 107 of the machine tool 101 (286).
They are then introduced into the latter, machined and returned to the pallet loader (287), from where they are taken up by the transporter 114 and routed to the compartment allocated to them in the locker 113 (288).
The pallets carrying the fully machined blanks remain in the pallet rack (289) until the next morning the conveyor 138 brings them to the positioning table 118 where they are to be unloaded (290). At this time, the box conveyor 146 is operated to extract an empty box from its compartment in the main section 141-142 of the box rack and deposit it on the upper run of the conveyor 139 (291), which carries the box to. the positioning table 118 (292). The automatic operations of bringing the first pallets and the first empty boxes to the positioning tables can be carried out before 08. 00 hours, so that boxes and pallets are ready and waiting when human operators start their work.
A human operator removes the blanks and the mounting accessories from the pallets and places the empty pallets at the collecting location provided on the positioning table lls; at this location, the number of the pallets is read and the resulting signal activates the conveyor 138 so that it routes the latter to their compartment in the locker 113 (293). The blanks and assembly accessories are placed in the box, which is placed by the operator on the lower run of the conveyor 139 which returns it to the preparation zone 140 (294).
When the box arrives in this area, it is unloaded, and the empty box is placed in the transit section 145 from where it is picked up by the box transporter 146 and placed in the compartment allocated to it in the main section 141 -142 of the box rack (295). The unloaded parts are sent to their next destination, for example, the finished parts warehouse (296).
As will be seen in more detail later, some of the boxes which are unloaded in the box preparation area 140 can simply be placed one after the other in a line from which human operators can pick them up for loading. : this avoids going through transit sections 143 and 145 and through the main section 141-142 of the box rack, thus reducing the number of transport operations that the box transporter 146 has to perform.
It should be noted that the automatic operations described above are carried out under the control of computer 173 and in accordance with the latter's program and that when a read signal is said to be transmitted to start a operation, this means that the computer receives this signal and triggers the execution of this operation at a time which is subject to other contingencies making the installation suitable for performing this operation.
In order to avoid the transporter 114 of unnecessarily long transport operations, the program is as far as possible arranged so that the blanks are loaded on pallets coming from compartments of the rack 113 which are close to the machine tools called upon to machine these blanks.
Description of CNC nlachine tools
used in the installation shown in fig. 2 and 3
It is clear that the number and types of machine tools provided in each particular installation must be chosen so as to be able to carry out the various machining operations required for the parts to be manufactured by this installation, and that the particular combination of machines described above below is only an example.
The machines 101 and 102 shown in FIGS. 2 and 3 are high speed milling machines which are each equipped with two spindles and which are constituted, in principle, as described in the disclosure of Swiss patent No. 420792. Machines 103 and 104 are special double spindle drills. The 105 and 106 machines are single-spindle milling machines with six degrees of freedom (also called six axes), capable of performing all metal removal operations including drilling, turning and boring, this on five faces of a blank, the six degrees of freedom being explained later. These machines are particularly suitable for producing light alloy parts but, if desired, it is possible to use, for machining steel or other materials, machines similar to the preceding ones.
Since four of the machine tools are dual-spindle (i.e. they can simultaneously perform identical machining operations on two blanks arranged side by side), the pallets on which the blanks are placed are , as mentioned previously, transported, stored and introduced into the machine tools in coupled pairs, the two single-spindle machines being provided with means (described below) which make it possible to disconnect and then re-couple the pallets of each pair .
A pair of mated paddles 301 and 302 is shown in FIG. 6. The pallet 301 is provided with lateral coupling ears 303 and 304 and the pallet 302 is provided with lateral coupling ears 305 and 306 similar to the previous ones: the pallets are connected by mutual engagement of the ears 304 and 305, the ears 303 and 306 protruding at the ends.
Each pallet has its identification number (the numbers of the two pallets of a pair being the same) on one of the sides (in this case the sides 307 and 308 respectively), and this number consists of thirteen holes 309 each containing either a magnetic plug or an amagnetic plug. Different identification numbers are obtained by arranging magnetic plugs in different combinations or, in other words, the numbers are transcribed according to the binary code, a magnetic plug indicating a one and a non-magnetic plug indicating a zero.
When the pair of pallets are arranged in front of a read head (eg on conveyor 114), the identification number can be read and a corresponding signal is sent to computer 173 which is connected online. Whatever the reading location, the pallets are always stationary relative to the reading head, this to prevent the number read from depending on the direction of movement of the pallet relative to this head. It should be noted that the pallets 301 and 302 must be mated in one of two ways so that the sides 307 and 308 with the numbers face the same direction.
This is to say that it is possible to couple either the ears 304 and 305 as shown in FIG. 6, or the ears 303 and 306, but that it is forbidden to couple them by engaging the ears 303 and 305 or the ears 304 and 306.
It is clear that this method of displaying identification numbers in binary code is not essential and that other methods can be used. This also applies to the identification numbers carried by the boxes and tool magazines described below. The read heads are naturally arranged to be sensitive to the presence or absence of an element (which in the method described above consists of a magnetic plug) indicating either a one or a zero. Each pallet has a mark 310 at one of its angles in order to precisely fix the position of a cutting tool, as described in Swiss patent No. 420792.
Each pallet also has, formed in its upper surface, fixing holes arranged at the points of intersection of an imaginary grid. This arrangement of the fixing holes is intended to allow the installation of the blanks in the manner described in Swiss patent N0 (Swiss patent application N0 16287/68).
Each pallet also has, in its base, grooves 311 having a T-shaped cross section and, on each of its sides, grooves 312.
The reasons for these grooves will be indicated later.
Deseriptton and frnett contain the unit intended for
to load and unload a maehite-toolll of pallets and
tool stores
Such a unit, with which each of the machine tools 101-106 is equipped, is shown in fig. 9. This unit has a 401 pallet loader and 402 tool magazine loader.
The pallet loader comprises a rotating horizontal shaft 403 on which are mounted four blades 404 to 407 substantially radial and disposed at 90 from each other, each of these blades being arranged to carry a pair of pallets. These are visible at 408 and the blanks they carry are indicated at 409, the latter being shown in phantom. Each of the blades 404 to 407 is provided with projecting rollers 410 which fit into T-shaped grooves made in the base of the pallets. These blades are also provided with projecting end rollers 411, which fit into grooves made in the sides of the pallets.
The rollers 410 and 411 are arranged along lines parallel to the axis of the shaft 403 so that each pair of vanes can be fitted or removed from a blade parallel to the shaft by sliding their grooves on it. along rollers 410 and 411. In addition, these rollers serve to hold the pairs of pallets on the blades when the loader is rotated.
Each of the blades 404-407 is provided with a caster 412, which is mounted on one side of the blade and near its outer end. When a blade comes to occupy an upper vertical position (that occupied by the blade 407), the wheel 412 that it carries is engaged in a hook 413. This hook 413 can pivot around an axis 414 provided with a rubber gasket 415, and can be moved upwards by a rod 416 which is connected to it and which is controlled by a hydraulic cylinder 417 containing a spring serving to return the rod 416. and therefore the hook 413. down.
A read head device 418, also disposed near the upper vertical position of the blades 404 to 407, can be moved up and down by a rod 419 which is connected to it and which is controlled by a hydraulic cylinder 420 double acting. In its lower position (when looking at fig. 9), device 418 can read the identification number displayed on the upper side of the pair of paddles carried by vertical blade 407.
A circular cam 421, integral with the shaft 403, carries four peripheral notches 422 on its periphery. A roller 423 fixed to the end of a microswitch 424 housed in a fixed housing 425 actuates, when it enters the notches 422, the microswitch 424.
The housing 425 further contains four other micro-switches 426 to 429 which are placed at increasing distances from the shaft 403 and which can be actuated individually by small bosses 430 to 433 arranged on the side of the blades 404 to 407 at adequate distances. of shaft 403.
Thus which of the switches 426 to 429 which is actuated depends on that of the blades 404 to 407 which occupies the horizontal position on the left when looking at FIG. 9.
A cover 434 extends from the left horizontal position (which in FIG. 9, is occupied by the blade 404) in the lower vertical position (which, in this same figure, is occupied by the blade 405). Air pipes 435 end in this cover, which direct jets of compressed air against the pallets, mounted on the left horizontal blade, and against the blanks which they carry, this during their movement towards the lower vertical position. There are also brushes 436 disposed to the right of these two positions, auxiliary air nozzles 437 being placed near the lower brushes.
Air jets from hoses 435 and nozzles 437 and brushes are used to remove swarf and foreign matter from pallets, blanks and blades, and to drop them into a channel 438 from where they are removed. are evacuated, by an Archimedean screw 439, to a collector station presented by the machine tool. Each of the blades 404 to 407 is provided with a brush 440 (visible on the blade 405) which is used to brush the base of a pair of paddles when the latter are slid along the blade.
To the right of the hook 413 is a switch 441 which is actuated when this hook is moved upwards; this switch is arranged so as to engage, when it is pressed the first time, a clutch (which will be described later) mounted on the drive of the shaft 403 and to disengage this clutch when it is pressed the second time .
The operation of the pallet loader is as follows:
The conveyor 114 delivers to the blades 404 to 407 or withdraws therefrom the pairs of pallets when these blades are stationary and are in the horizontal position which, in FIG. 9, appears on the right, that is to say that which is currently occupied by blade 406. Normally the conveyor begins by removing from the blade, being in this position, the pair of pallets that the latter carries and which is loaded with machined blanks; then he places on this blade a pair of pallets loaded with blanks to be machined.
The pairs of pallets are introduced into the machine tool for machining blanks and are withdrawn therefrom after machining in the upper vertical position of the blade (i.e. the position occupied by the blade 407 in FIG.
9). the blade remaining in this position during machining. From this upper vertical position, the loader undergoes a rotation of 270 in steps of 90 and counterclockwise (under the effect of drive means which will be described later and which can operate at two different speeds) . This rotation of 270 thus brings into the right-hand horizontal position the pair of pallets which carry the blanks which have just been machined, so that these pallets are ready to be taken up by the conveyor 114.
During this rotation, the pallets and the blanks which they carry pass through the left horizontal and lower vertical positions, and, in doing so, they are cleaned by the air jets emanating from the pipes 435 and the nozzles 437 and by the brushes 436 and are further overturned. On the other hand, it emerges that a pair of pallets delivered to a blade in the right-hand position must turn 270 three times before reaching the upper vertical position from which it can be introduced into the machine. Thus, starting from the position occupied by the blades in FIG. 9, the first rotation of 270 brings the blade 404 in the upper vertical position, the second rotation brings the blade 405 there, and the third the blade 406.
During these rotations, the pallets and the parts they carry pass through the action zone of the air jets and the brushes, the base of the pallets being cleaned by the brush 440 of the support when the latter are introduced into the machine. . This arrangement makes it possible to establish a buffer reserve of two pairs of pallets carrying blanks awaiting machining and a pair of pallets carrying machined blanks. This buffer reserve, inserted between the conveyor 114 and the machine tool, allows the conveyor not to be delayed by the operations carried out by the machine.
The rotation in steps of 90i is carried out as follows: the hook 413 is raised, which actuates the switch 441 and causes the engagement of the clutch inserted in the drive; the loader then runs at its highest speed (approximately 15 rpm).
When the roller 423 falls into a notch 422, the
microswitch 424 engages lower gear (approx.
ron 2 1/2 rpm) of the drive and drops the pressure
in the cylinder 417, so that the hook 413 is
returned downwards by the spring contained in the cylinder. The lower surface of hook 413 then acts as a
brake against the caster 412 carried by the blade which
approaches the upper vertical position. This rou
lette lifts the hook until it activates
switch 441 for the second time, causing
disengagement of the clutch: the blade then turns freely until it is stopped by the engagement of the roller 412 in the hook 413. The switches 426 to 429 emit a feedback signal which indicates, depending on the switch which is actuated, the position of the blades.
If the blade which occupies the vertical position above
is not the one whose pair of pallets must be
be introduced into the machine, i.e. if the 90c rotation which ends is not a final step of the step of 270, the control of the functions of the machine acts on the hydraulic cylinder 417 so that he
triggers a new step of 90C.
At the end of each step of 270ci that is to say after
three steps of 90G, the control of the functions of the
machine operates the hydraulic cylinder 420, which lowers
the read head device 418; he can thus read the
identification number of the pair of pallets on the
point to be introduced into the machine, this number can be read again when the pallets come out of the machine after machining. These readings are used to trigger other operations which will be explained later. The read head device 418 is then brought to its starting position before starting the next step 270.
It should be noted that instead of rotating the pallet loader in steps of 90C, it is possible to provide means to neutralize the switch 424 except at the end of the steps of 270. It should be further noted that although the loader rotates normally in 270C steps, it can be rotated in any number of 90c steps if special reasons require the paddles to be engaged on a particular blade or in be withdrawn when that particular blade is offset from the unloading position by an angle that differs from 270-. This is the case, in particular, for the pallet loaders associated with the single-spindle machine with six degrees of freedom which must, for reasons which will be given below,
be able to turn from angles different from 270.
Magazine loader 402 is generally similar to pallet loader 401, but includes five radial blades 442-446 which are mounted on a rotating horizontal shaft 447. Each of these blades is arranged to carry a tool magazine 448. A tool magazine is shown in fig. 7. It comprises a base formed by a plate 449 having lateral grooves 450 and twenty-eight projecting sockets 451 each of which can carry a tool 452 (indicated in phantom).
The magazine identification number is displayed in the same way and in the same form as for pallets, on one side of base 449 (invisible in fig. 7). Each store also includes, for reasons which will be indicated later, a hook 556. not shown in FIG. 7. Each of the blades 442 to 446 comprises end rollers 453 which are arranged along lines parallel to the shaft 447 and which come to be received in the lateral grooves 450. so that the magazine can move between the rollers 453 when it is slid over the blade or when it is removed from it; these rollers 453 also serve to hold the magazine on the blade.
The shaft 447 carries a circular cam 454 (see also figure 10) having five notches 455 in which can penetrate a roller 456 mounted on a microswitch 457, so that the latter is actuated in the same way and for the same purpose as the We have described in connection with the cam 421 and the switch 424 of the pallet loader. Switch 457 is mounted in a fixed housing 458. which also contains five other micro-switches 459 to 463 which are placed at increasing distances from the shaft 447 and which are respectively controlled by bosses 464 to 468 placed on the side of the blades 442 to 446. These other switches 459 to 463 correspond to switches 426 to 429 of the pallet loader and act in the same way.
The immobilizer mechanism of the loader
magazines differs from the hook device 413 intended for the
pallet loader and includes a 469 plunger, com
driven by a double-acting hydraulic cylinder 470; this
diver is arranged so as to be able to fit into
notches 471 arranged at the periphery of a wheel
notched 472 integral with the shaft 447. As we can
see in fig. 10, the star wheel 472 is mounted on a
rubber packing 473 around a hub 474
Keyed to a journal 475 penetrating, through bearings 476, into the casing 458, and integral with the shaft 447. Cam 454 is also attached to this hub 474.
The magazine loader works as follows:
The tool magazines are delivered to and withdrawn from the machine, in the lower vertical position which, in fig. 9, is occupied by blade 445. Tool magazines are also removed from the loader and delivered to the loader by conveyor 114 in this lower vertical position of the blades.
The magazine loader rotates in steps of 720 and in an anti-clockwise direction, under the effect of drive means which will be described later and which can operate at two different speeds. A step is initiated by actuating the cylinder 470 so that it lifts the plunger 469 in order to withdraw it from the position which is shown in FIG. 9. When disengaged, the plunger actuates a microswitch, not shown, which is similar to switch 441 of the pallet loader; this switch causes the engagement of a clutch to cause the magazine loader to turn at its highest speed (approximately 15 rpm).
When the roller 456 falls into a notch 455, the switch 457 engages the lower speed (about 2.5 rpm) and when the blades approach the end of the 720 pitch (that is, say when they approach the positions shown in FIG. 9) one of them actuates a microswitch, not shown, which in turn actuates the hydraulic cylinder 470, which lowers the plunger 469.
During his descent, the plunger actuates the previously mentioned clutch control microswitch, which disengages the clutch; the plunger can then enter one of the notches 471 of the toothed wheel 472 so as to stop the charger and keep it stationary. The hydraulic cylinder 420 is then actuated so as to lift the reading device 418 and to bring it closer to the tool magazine located on the lower vertical blade; device 418 in fact comprises an upper read head intended to read the identification number of the store.
If the number read is not that of the tool magazine which is to be inserted into the machine, the computer 173, when it receives the signal indicating this number read, triggers, by means of the control of the the machine, the hydraulic cylinder 470 comes into action, and a new step of 720 begins. These steps follow one another until the required magazine arrives in the lower vertical position. When the number read by the device 418 is that of the magazine which is to be introduced into the machine, the feedback signal to which this reading gives rise starts the mechanism for inserting the magazine, a mechanism which will be described later.
The blade that the magazine leaves to enter the machine remains in the lower vertical position until the machine returns this magazine to it; at this time, the magazine number is read again indicating that the loader can then be rotated (after lowering the reading device 418) to bring the next required magazine to the lower vertical position.
The switches 459 to 463 generate feedback signals which indicate the positions of the blades, positions which are determined by which of the switches is actuated. If desired these signals can be used, as we have seen previously in connection with the pallet loader, to initiate steps of rotation, until the blade carrying the required magazine reaches the lower vertical position, the reading of the number of this store serving as receipt and causing it to be inserted into the machine. In this case, means can be provided, as has also been seen with regard to the pallet loader, to neutralize the switch 457 so that the loader is not immobilized until the required blade is in the lower vertical position.
Providing a loader capable of carrying five tool magazines, each of which includes twenty-eight tools, allows one hundred and forty tools to be readily available to the machine, so that in the case of a two-part machine spindles, seventy tools are available per spindle. The tool magazines on the loader can, when necessary, be changed automatically by the transporter
114, the loader being caused to rotate, if necessary, by the angle required to place in the lower vertical position the blade carrying the magazine to be removed. The transporter then takes over this warehouse and brings it to the warehouse storage cabinet; it receives there the new required magazine and brings it to the loader to deliver it to the empty blade of the latter.
The drive means for the pallet loader and the magazine loader are shown in fig. 11. They include a hydraulic motor, capable of operating at two different speeds and provided with an output shaft 477 driving, via a reduction gear 478, a coupling 479.
This coupling is integral with a shaft 480 carrying a toothed wheel 481 meshing with toothed wheels 482 and 483 mounted on shafts 484 and 485 respectively.
The shaft 484 is intended, through a clutch 486, to drive a shaft 487 carrying a pinion-Galle 488; this sets in motion a chain 489 passing around a pinion-Galle 490 mounted on a journal 491 secured to the shaft 403 of the pallet loader. Likewise, the shaft 485 can, by means of a clutch 492, drive a shaft 493 carrying a pinion-Galle 494; this sets in motion a chain 495 passing around a pinion-Galle 496 mounted on a journal 497 integral with the shaft 447 of the magazine loader. Idler sprockets 498 and 499 (see fig. 9) are intended for chains 489 and 495 respectively.
The pallet loader and the magazine loader can thus be driven independently of each other from a common motor by engaging or disengaging their respective clutches.
Description and operation of the means ensuring
the transfer of pallets and tool magazines between
loaders and madines-tools -fig. 12 to 16
The means which ensure the transfer of the pallets between the machine tool and the pallet loader as well as the transfer of the tool magazine between the machine tool and the magazine loader are shown in fig. 12, 13, 14, 15 and 16. They include a spar 501 carried between pairs of rubber rollers 502 to 507 (fig. 12). The roller 505 is driven by a spindle 508 (fig. 14).
This spindle 508 is connected by an extensible link 509 to a shaft 510 itself driven, thanks to a coupling 511, by the output shaft 512, the latter possibly for example being a hydraulic motor 513.
The shaft 510 is clutched in the hub of a toothed wheel 514 which meshes with a toothed wheel 515 clutched in turn on a shaft 51.6; the latter drives, via an expandable link 517, a spindle 518 on which the roller 504 is mounted. Links 509 and 517 are designed so that they ensure the rotation of pins 508 and 518 even if there is a slight misalignment between these
spindles and the shafts 510 and 516 which drive them. The
links 509 and 517 and toothed wheels 514 and 515 are
contained in a 519 box mounted on a 520 com frame
taking bearings 521 and 522 for pins 508
and 518.
These pins carry pulleys 523 and 524
respectively which drive rubber belts
chouc 525 (see fig. 13) passing around simi pulleys
526 laries carried by pins on which the wheels
water 502 and 503 are mounted. Thus, the rotation of the shaft
output 512 of the motor 513 drives the four rollers
502, 503, 504 and 505 to cause the spar to move
cer lengthwise. The motor is at speed
variable and in this case has two speeds. He is dreaming
sible, so that the side member 501 can be moved in
both ways.
Rollers 506 and 507 are mounted crazy,
and other rubber rollers 527 to 530 (fig. 12),
also crazy mounted, are provided in the machine tool
to receive the side member, the rollers 502 to 507 being
arranged between the machine tool and the pallet loader,
respectively between the machine tool and the loader
stores.
The pins of rollers 502 to 507 pass through
a member 531 which can be moved so as to occupy
any of three positions at different distances
rents of the frame 520, these three positions being represented respectively in FIGS. 14, 15 and 16. Organ 531 is
moved by a pneumatic device which is visible at the
fig. 13 and which comprises a cylinder 532 containing a pre
mier piston 533 provided with a rod 534 whose end is
fixed to the member 531 by a fixing screw 535, and a
second piston, separate, 536 able to push against the
piston 533 and having two stepped parts 536a and 544.
Cylinder 532 includes a cylinder head 532a having an air connection 537; and the cylinder body 532 is
provided with air connections 538 and 539. Fittings 537,
538 and 539 respectively communicate with a space
delimited by the second piston 536 and the cylinder head
532a, an annular space delimited by the stepped part
536a of the second piston and the piston 533, and a space
surrounding the rod 534. The pistons include
sealing rings 540, 541 and 542 and the body of the
cylinder is provided with a shoulder 543 against which the
stepped part 544 of the second piston 536 may come into abutment,
so as to limit the movement of the latter. A hole
exhaust 545 is provided flush with the shoulder 543.
In fig. 13 and 14, the component 531 is shown in
its retracted position. To move it to its position
median (fig. 15), pressurized air is introduced through
the intake port 537, which pushes the piston 536 and,
therefore, the piston 533 as well as the rod 534 towards
outside (downwards in fig. 13); this move is
continues until step 544 comes up against
against the shoulder 543 (the trapped air being forced
through hole 545 and inlet hole 539). For
move member 531 to its protruding position (fig. 16),
pressurized air is introduced through the intake port
sion 538 (the trapped air being forced back through the ori
fice 539), so as to push the piston 533 and the rod 534
fully out.
The introduction of pressurized air
through the orifice 539 brings back the piston 533, and consequently
quent organ 531, in its median position (the air prison
denier being forced back through the orifice 538), which is
reached when it abuts against the piston 536; in
continuing to introduce air through orifice 539 both
pistons are returned to their position visible in fig. 13
(the escape of the trapped air taking place through
orifice 537) and air being sucked through hole 545
where the member 531 is shown in its retracted position.
Guide rods 546 and 547 capable of sliding in fixed guides 548 and 549 and fixed to the member 531, maintain the alignment of the latter. Thus, the side member 501 can, under the effect of the pneumatic device, be brought into any of these three positions relative to the frame 520. A similar device (not shown) working in parallel is also provided to cause the corresponding displacement of a member 550 (fig. 12) on which the idle rollers 527 to 530 are mounted.
The side member 501 has a projecting part 551 (fig. 12, 14, 15 and 16) comprising a lower arm, the end of which 552 (fig. 12) can, when the side member is in its retracted position (fig. 14) abut against the rear terminal edge of a pair of pallets 553 and 554 carried by a blade of the pallet loader located in the high position. The spar 501 carries another protruding part 558 comprising only a single arm which is spaced from the protruding part 551 at a distance such that its end can, when the spar is in its retracted position, abut against the front end edge of this pair of pallets 553 and 554. In fig. 14, 15 and 16 the end 552 is hidden behind the projecting part 558.
The presence of element 556b shown in phantom in FIGS. 14, 15 and 16 can be ignored for now. The projecting part 551 further comprises an upper arm, the end of which 555 can, when the side member is in its projecting position (fig. 16), come to cooperate with a U-shaped hook, which is located at the end of an arm 556 mounted on a tool magazine 557 carried by a blade of the tool magazine loader located in the low position. Thus, the end 555 makes it possible either to introduce the magazine 557 into the machine tool, or to extract it.
When the side member 501 occupies its middle position (fig. 15), its protrusions are clear from both the tool magazine and the pallets.
The mechanism works as follows:
When a pair of pallets is to be transferred from the upper vertical blade of the pallet loader to the machine tool, the spar 501 is moved from its middle position (shown in fig. 15, position where it normally remains) to its retracted position (shown in FIG. 14) in which the end 552 of the projecting part 551 can cooperate with the rear end edge of the pair of pallets. The motor 513 then comes into action, first of all at high speed, to move the side member, and therefore the paddles, towards the inside of the machine tool (that is to say towards the left when look at fig. 12).
When the rear end of the spar releases a switch 559 mounted on unit 531, the motor then starts working at low speed, and when the front end of the spar engages a second switch 560 mounted on the gold ± rlnc 550, the motor is stopped and / or a brake is applied. The side member and the pallets then occupy the positions shown in phantom in FIG. 12 and are engaged in the machine tool.
The spar is then moved to its middle position shown in FIG. 15 (to disengage protrusion 558 from the paddles) and is pulled out of the machine tool by rotating the motor in the reverse direction at high speed until the rear end of the spar releases switch 559. the motor therefore running at low speed until the rear end of the spar releases a third switch 561 mounted on the member 531, which stops the motor and / or actuates a brake.
When a pair of pallets is to be transferred from the machine tool to the upper vertical blade of the pallet loader, the reverse process takes place, that is, the spar, located in its middle position, is engaged in machine tool is then moved into its retracted position so that the protrusion 558 can cooperate with the front end edge of the pair of pallets before being pulled out of the machine tool (to the right when looking at fig. 12), the projecting part 558 pushing the paddles, and the switches operating as before.
The transfer of a tool magazine from the lower vertical blade of the magazine loader to the machine tool takes place in a similar manner, but to do this the spar is moved into its protruding position (fig. 16), so that the end 555 of the projecting part 551 comes to cooperate with the hook 556a of the arm 556 which is mounted on the magazine, this end and this hook being arranged so that when they are in contact they can push magazine in or out of the machine. Thus, a magazine change can be made either before the start or during a machining operation.
As has been described, the pallets and the tool magazines are introduced separately into the machine tool or are extracted therefrom separately, this because the side member must occupy different positions to effect the respective transfer of the magazines and that of the pallets. .
However, it may be advisable to be able to simultaneously introduce the tool magazine and the pair of pallets into the machine or to extract them simultaneously. In this case, the arm 556 mounted on the tool magazine is provided with another U-shaped hook, 556b, similar to the hook 556a, and shown in phantom in Figs. 14, 15 and 16. The hook 556b is positioned along the arm 556 such that the end 555 can engage in this hook when the spar is in its retracted position and that it can avoid it when the spar 501 is in its middle position (fig. 15). When the side member 501 is in its retracted position (fig. 14) a magazine and a pair of pallets can thus be introduced into the machine tool or be removed simultaneously.
This will occur respectively before and after a machining operation is performed on the blanks carried by the pallets. If it is necessary to change tool magazines during a machining operation, the side member 501 is moved to its protruding position (fig. 16), so that the magazine can be pulled out of the machine tool and another magazine can be introduced, while the pallets remain in it.
During their transfer, the pallets are supported on rollers moving in grooves in the form of
T (not shown in fig. 12 to 16) formed in their base and the tool magazine is supported by rollers moving in lateral grooves formed therein (these rollers are not shown in these figures either).
Loading and machining operational cycle
The cycle of operations performed by the loading unit and by the machine tool to machine the blanks carried by a pair of pallets is described below.
After a rotation of the pallet loader of 270, which places the blade carrying the pair of pallets in its upper vertical position, the number of the pallets is read. The signal indicating this number is returned to the computer 173, which causes the latter to query the number of the required tool magazine and the number of the cassette containing the machining program required for shaping the blanks. This signal also causes, via the control unit of the functions of the machine, the displacement of the side member 501 in its retracted position, in which it cooperates with the pair of pallets, and then triggers the movement of introduction of this pair of pallets in the machine tool. The spar is then returned to its neutral middle position and then withdrawn.
When the pallets arrive in the machine tool, they are automatically positioned with precision by devices such as those described in the disclosure of Swiss patent No. 433918. On receiving the required tool magazine number from the computer, the machine function control unit rotates the tool magazine loader so that the blade with the required magazine comes into place. the lower vertical position (unless the read head indicates that the magazine is already in that position), the position in which the magazine number is read.
When the signal indicating this number reaches the control unit, the latter causes the displacement of the side member 501 in its projecting position, in which it cooperates with the magazine, and triggers the movement of inserting the magazine into the machine, after whereby the spar 501 is returned to its neutral middle position and then withdrawn. On receipt of the number of the required cassette, which number is transmitted by the control computer 173, the function control unit selects from the tape magazine, which is selective access, the required tape and places it on the tape magazine. tape stand, as described in the disclosure of Swiss patent N0 508962.
When the signals are received indicating that the pallet is precisely positioned in the machine and that the ribbon is placed correctly on the console, the machine function control unit turns on the ribbon, and the machine tool performs its operations. machining operations in accordance with the program recorded on the tape, until an end of tape signal is returned from the console. When receiving this signal, the control unit causes the insertion of the spar 501 into the machine tool, brings it into its retracted position, position in which it cooperates with the pair of pallets, and extracts it. out of the machine, in order to bring the pair of pallets back onto the pallet loader blade they had left.
After having been returned to its neutral central position, the spar 501 is again introduced into the machine, then moved into its protruding position, in which it comes to cooperate with the magazine, and then extracted out of the machine to bring the magazine back to the pale of the magazine loader he had left. The spar is then returned to its neutral middle position.
The pallet and tool magazine numbers are read after these have been returned to their respective blades, and when it has received signals representing these numbers, the machine function control unit sends the pallet loader to a further rotation of 2700 to place the pair of pallets, the blanks of which have just been machined, in the horizontal position located on the right when looking at fig. 9, position from which the pallets can be taken by the conveyor 114, and to place the next of the pairs of pallets to be engaged in the machine in the upper vertical position, or waiting for another cycle.
When the operations which are to be carried out on a pair of blanks require more than one tool magazine, the program recorded on the tape emits a signal to change the magazine when required, then stops. This signal triggers the intervention of the control unit, which actuates the side member 501 so that it is introduced into the machine, brought into its projecting position, in which it cooperates with the tool magazine while avoiding the pallets. , then extracts out of the machine in order to bring the tool magazine back onto the magazine loader blade that this magazine had left. The signal also causes the control computer 173 to query for the number of the new magazine required.
After the removed magazine has reached the loader and the side member 501 has been moved to its neutral position, the control unit prompts, upon receipt, from the control computer 173, of the number of the new magazine required, rotation of the magazine loader until the blade carrying the new magazine comes to its lower vertical position. When, in this position, the desired number is read, the side member 501 is actuated so that it comes to place itself in its projecting position, in which it cooperates with the new magazine, and that it introduces the latter into the machine. . The spar is then returned to its neutral position and then removed. The ribbon starts again, so that the machine tool continues its machining operations using the tools from the newly introduced magazine.
If the arms 556 of the tool magazines are all provided with an additional hook 556b, as has been described in the variant above, so that in the retracted position of the side member 501, a tool magazine and a pair of pallets can be moved simultaneously, the cycle described above is modified. The function control unit waits until the required tool magazine reaches its lower vertical position before activating the side member, after which it moves the side member to its retracted position to simultaneously introduce the pair of pallets and the magazine tool in the machine, moves the side member to its neutral middle position, then removes it.
Likewise, once the machining operations are completed and the end of ribbon signal is received, the function control unit inserts the spar into the machine, moves it to its retracted position and extracts it out of the machine. the machine to simultaneously return the pair of pallets and the tool magazine to their respective blades, after which the spar is returned to its neutral middle position. Only then is the spar brought to its protruding position, in which it only cooperates with a magazine, when a magazine change is made as indicated above.
If an incident occurs during machining operations (for example a tool breakage), the machine tool transmits a machine error signal to the control computer 173, which prints a bulletin indicating this error as well as the indication of its moment of appearance, this to alarm the human overseer 189. The latter then sends the maintenance staff to take care of the machine. The machine tool includes a display panel that can indicate the nature of the most common incidents when they occur, so that a maintenance mechanic can intervene quickly. By flipping a switch, he can remove the machine from the control of the control computer, allowing him to perform tests when necessary.
If he estimates that the repair will take a certain period of time (for example thirty minutes), he can press a button which indicates to the control computer that the machine will be out of service for at least that period, so that this the latter can revise his program so as to make the most of the capacity of the remaining machines. When the repair has been made, the maintenance mechanic can press another button to signal to the control computer that the machine is in working order again, so that the machine can be reverted as far as possible. its original program.
Description and operation of the machine tool 106
as well as its pallet loader and loader
demagasit fig. 17 to 10
The machines 105 and 106 with six degrees of freedom, of which FIG. 17 shows machine 106 with its pallet loader and magazine loader, each comprising a single spindle 601 mounted in a head 602 which can move along an arched guide 603 disposed on a main table 604. A pallet loaded with a blank takes place in a vertical cradle 605 carried by a frame 606 which can be moved vertically.
This cradle is provided with devices making it possible to position the pallet there with precision, devices similar to those which are described in Swiss patent N 433918 (Swiss patent application N0 12409/64). The cradle 605 can be rotated in a vertical plane relative to its mount 606. Above the cradle 605 is disposed a fixed support 607 intended to receive a tool magazine from which a tool can be taken for use in the spindle 601.
The six degrees of freedom are (i) a horizontal displacement of the table 604 in the direction indicated by the arrow X, (ii) a vertical displacement of the frame 606 (and therefore of the cradle 605) as indicated by the arrow Y , (iii) a horizontal displacement of the table 604 in the direction indicated by the arrow Z, (iv) a displacement of the head 602 relative to the guide 603 along a horizontal arc indicated by the arrow
U, (v) a rotation effected, in a vertical plane, by the cradle 605 relative to its mount 606 and indicated by the arrow V, and (vi) a displacement of the pin 601 along its own axis, so as to make it protrude more or less out of the head 602 as indicated by the arrow W.
The pallet loaders that are associated with single-spindle six-degree-of-freedom machines differ from those found in other machine tools in that each blade of the pallet loader of a single-spindle machine is split into two halves, and in that the half placed near the machine is provided with a mechanism which, shown in FIGS. 18 and 19, is intended to uncouple and re-couple the pallets belonging to a pair accessing the loader, this so that the pallets can be introduced one by one into the machine tool.
Each half-blade 608 adjacent to the machine tool can be moved relative to the other half, and bears at the rear (when looking at FIG. 18) four rollers 609 which each have a peripheral V-shaped groove (see fig. 19), which allows them to move along two rails 610 integral with a fixed part of the loader, and thus makes the half-blade 608 movable relative to this fixed part. The rollers 609 can rotate freely on studs 609a themselves carried by eccentric pins 609b (fig. 19) making it possible to carry out the initial setting of the studs in order to ensure proper positioning of the rollers 609 relative to the rails 610.
The half-blade 608 carries, also at the rear (when looking at fig. 18), an element 611 having a cam profile 612 along which can move a roller 613 mounted at one end of a lever 614 capable of pivoting about a fixed central pivot 615. At the other end of the lever 614 is mounted another roller 616. Pushers 617 and 618 bear, under the effect of springs 619 and 620 arranged in fixed housings 621 and 622, against the rollers 616 and 613 respectively; these pushers 617 and 618 are provided with stops 623 and 624, respectively, which limit their movement with respect to these housings, as well as end heads 625 and 626, respectively, which retain the springs.
In the position of the blade corresponding to the introduction of a pallet into the machine tool, that is to say when the blade is in its upper vertical position (position which is also the one in which the pallets are returned blade by the machine), provision is made for two hydraulically controlled pistons 627 and 628 to be able to cooperate with the end heads 625 and 626, respectively, in order to move the tappets 617 and 618. In fig. 18, the piston 628 is shown in its advanced position and the piston 627 in its retracted position, so that the lever 614 assumes the position shown, for which the roller 613 holds the element 611, and therefore the half-blade 608 in its high position.
When the piston 628 is retracted and the piston 627 advanced, the pusher 618, under the action of the spring 620, moves to the left (when looking at FIG. 18) and the pusher 617 moves to the right by pushing the roller 616 and causing the lever 614 to rotate clockwise around its pivot 615. The roller 613 then moves along the cam profile 612 allowing the element 611 and, therefore, the half-blade 608 to descend to the low position. The reversal of the operation of the pistons 627 and 628, that is to say the advancement of the piston 628 and the retraction of the piston 627, causes these members to resume the positions shown in FIG. 18, which again causes the lifting of the half-blade 608.
The actuation of the pistons 627 and 628, which is controlled automatically in synchronism, on the one hand, with the introduction of the pallets, in the machine with six degrees of freedom and, on the other hand, with the withdrawal out of this machine , thus causes the raising and lowering of the half-blade 608. This vertical displacement of the half-blade 608 is guided by the rollers 609 which move along the rails 610.
The half-blade 608 is provided with rollers 629 which engage, as described above, in T-shaped grooves made in the base of the pallets.
Thus, the displacement of the half-blade 608 causes a corresponding displacement of the pallet that it carries.
Other rollers 630, which are mounted along a fixed upper guide 631, engage in grooves made along the sides of the pallets. When the half-blade 608 is in its upper position (as shown in FIG. 18), the pallet that it carries is aligned with the other pallet of the pair, this other pallet being carried by the other half-blade, and the amplitude of the movement of the half-blade 608, that is that is to say the distance that it moves downwards to reach its lower position, is sufficient to uncouple the two paddles.
Fig. 20 schematically shows the relative movements made by the pallets of a pair introduced into the pallet loader of a single spindle machine with six degrees of freedom. In this figure, the right column represents the pallet loader and the left column the machine tool, while the transverse bands represent different stages of positioning the pallets, the latter being designated by the letters A and B.
During step (i) a pair of mated pallets is provided by the pallet store and is routed by the conveyor to be placed on a blade (designated P1) of the pallet loader, with pallet A being transferred to the pale first.
During step (ii) the blade carrying the pallets is located in its upper vertical position, a position which allows a pallet to be introduced into the machine tool; the pallets are moved towards the machine tool (using a spar as described previously) until the pallet B occupies the position occupied by the pallet A during step (i ). This means that the palette
B is brought on the half-blade 608 adjacent to the machine, while the pallet A has partially moved in the machine. The pallets as they are shown in FIG. 17 are in step (ii), and the side member 501 which moves them is clearly visible.
During step (iii) the pallet B is lowered (by actuating the hydraulic piston 627 and the subsequent lowering of the half-blade 608), so as to release the coupling ears which connect it to its neighbor .
During step (iv) the pallet A is fully introduced into the machine tool (via the spar described above), so that the blank it carries is machined, while the pallet B remains in its position low.
After step (iv) the two hydraulic pistons 627 and 628 are withdrawn to allow the pallet loader to be rotated in order to bring an empty blade (designated P2) to the upper vertical position where it can receive the pallet A returned by the machine tool after machining, the half-blade 608 of the blade P2 being in its high position so that it can receive the pallet A (moved by the spar) as shown for step (v) .
During step (vi) the piston 627 is actuated so as to lower the pallet A on the blade P2, then the two pistons are withdrawn, in order to allow the rotation of the pallet loader, rotation which makes it possible to bring back the blade P1 in its upper vertical position, the pallet B having since step (iii) always been maintained in its lower position as shown for steps (iv) and (vii).
During step (viii) the hydraulic piston 628 is
actuated so as to raise the pallet B to place it in the transfer position (by the side member) in the machine
tool in order to allow the machining operations to be carried out as intended by step (ix). The two pistons are
then withdrawn and the pallet loader is rotated so as to return the blade P2 to the upper vertical position, which still carries, from step (vi) the pallet A in the low position, and to allow it to receive the pallet B returned by machine after the machining operation. Pallet B is then moved (by the lanyard
ron) in a position where it is adjacent to the
palette A, as shown for step (x).
During step (xi), the hydraulic piston 628 inter
comes to lift the pallet A and couple it to the pallet
B by engaging their mating ears.
During step (xii) the pair of paddles accou
plies is moved (by the spar) so that the
pallets are both on the blade P2, then
be transferred, thanks to the carrier, to the store at
pallets.
As we have just explained, the hydrau pistons
Both 627 and 628 are removed when the loader is rotated, and, in order to be certain that a pallet is in the correct position (up or down) when the blade carrying it is in the upper vertical position, required for ejection or landing, the appropriate piston is actuated even if the vane was in the correct position the last time the blade was, prior to rotation, in this upper vertical position.
Thus, for example, although the pallet A already occupies its low position on the blade P2 during step (vi), i.e. the position that it must occupy for step (x), the piston 627 is nevertheless actuated when the blade P2 returns to its vertical upper position, this to ensure that the vane A is indeed in the lower position desired for step (x).
Description and Disclaimer
carriers 114, 138 and 146 fig. 24 to 31
The conveyor 114 is shown in FIG. 29 where it is supposed to be in front of the pallet rack 113 and the tool magazine rack 115. The pallet rack 113 comprises equidistant vertical walls 635 carrying horizontal angle brackets 636 which define through compartments; each of these compartments contains a pair of pallets arranged horizontally on these cleats. The tool magazine rack 115 also comprises vertical walls 637, spaced the same distance as the walls 635, and supporting shelves 638; these shelves define compartments each of which can contain a tool magazine placed on the field in a vertical position.
The shelves 638 are provided with guides 639, placed so that the sides of a tool magazine can pass between them, as well as rollers 640 arranged so as to be able to roll in lateral grooves with which the tool magazines are provided.
A member comprising rails 641 and 642 is mounted on the pallet rack 113 and the store rack 115; it extends through transit sections 116 and 117 (fig. 2, 3 and 4A). The transporter can move along this member thanks to rollers (not shown) moving between the rails. The conveyor 114 is moved along the racks with the aid of an endless chain 251 which is connected to the conveyor, passes around a wheel-Galle 250 (see fig. 4A), which is driven by a hydraulic motor 195, and then passes around a wheel-Galle 252, crazy climb.
Referring again to fig. 29, it can be seen that the conveyor 114 comprises a member 643 provided with two horizontal platforms 644 and 645 intended to carry pallets and a vertical support 646 assigned to a tool magazine. Each of the two platforms 644 and 645 is arranged so as to be able to carry a pair of pallets in a horizontal position, these two pairs being represented at 647 and 648 respectively. The support 646 is arranged to carry only one tool magazine 649 at a time, placed vertically. Platforms 644 and 645 are provided with guides 650, between which a pair of paddles can sit and be held, and read heads 651 and 652 respectively, capable of reading the identification number of the pair of paddles. found on the corresponding platform.
The support 646 includes guides 653, between which a tool magazine can take place and be maintained, as well as a read head 654 capable of reading the identification number of the toolbox carried by this support.
The platforms 644 and 645 are separated by a distance such that when one of them is located opposite a column of compartments having, within the pallet rack, a given row, the other is in look at the column whose row is offset by two units. Thus, as emerges from FIG. 29, the platform 644 is placed in front of the column of compartments arranged to the right of the wall 635a while the platform 645 is placed in front of the column of compartments arranged to the left of the wall 635b. Spacing the platforms in this way makes it possible, if necessary, to receive on one of them a pair of pallets from a compartment of a column of a given row at the same time as another pair of pallets is deposited from the other platform, in a compartment of the column whose row is shifted by two units.
So that the position of the conveyor 114 with respect to the columns of compartments of the pallet rack 113 and of the tool magazine rack 115 is fixed with precision, the latter comprises positioning members 655 and 656, visible in FIG. 30; these members, which are actuated hydraulically, are formed by steel rods, the heads of which are covered with nylon, capable of emerging from the conveyor at an angle of 45, and of coming into abutment against the walls 635 or 637 of the lockers. These positioning members are preferably four in number, so that two of them can abut against each of the two walls 635a and 635b (fig. 30), near the top and bottom of the wall.
When the conveyor is immobilized, as will be described in detail below, in a position which corresponds approximately to the desired position, the members 655 and 656 are actuated hydraulically so as to emerge from the conveyor and to position it precisely. With regard to transit sections 116 and 117 (fig. 2, 3 and 4A), of the magazine rack, these are provided with stops arranged at suitable locations and against which the positioning members 655 and 656 can abut in order to position the support 646 precisely in front of the single column of compartments of either of these transit sections.
The member 643 can be moved vertically, so that its platforms 644 and 645 can come opposite any horizontal row of compartments of the pallet rack 113, or so that the support 646 can be placed opposite. any horizontal row of compartments in the tool magazine rack 115, and this using the mechanism shown in FIG. 28. Each vertical column of the pallet rack and the tool magazine rack has eight compartments, so that the member 643 must be able to occupy eight different vertical positions. In fig. 28, the member 643 is shown in its low position, that is to say in the position where the platforms 644 and 645 and the support 646 would be in front of the lower compartments of the pallet racks, and tool magazines, respectively.
The organ 643 is carried by an endless chain 660 passing around wheels-Galle 661 and 662, and by another endless chain 663 passing around wheels-Galle 664 and 665, fasteners 666 and 667 attaching the organ 643 to chains. The wheel 662 is mounted on a shaft 668 carrying a bevel gear 669 which meshes with a bevel gear 670 mounted at one end of a shaft 671. The other end of shaft 671 carries a bevel gear 672 which meshes with a bevel gear 673 by a shaft 674 on which the wheel 665 is mounted. Given this connection, a displacement of chain 660 causes a corresponding displacement of chain 663.
Impeller 661 is mounted on a shaft 675 and impeller 664 on a shaft 676. Shaft 675 carries another wheel-Galle, 677, and shaft 668 also carries another wheel
Galle, 678. A chain 679, the ends of which are attached to stationary parts 680 and 681 of the conveyor, passes around the wheels 677 and 678. Between attachment 680 and wheel 677, chain 679 passes around wheels-Galle 682, 683 and 684, and between wheel 678 and attachment 681, chain 679 passes around wheels-Galle 685, 686 and 687.
The wheels 682 and 687 are carried respectively by shackles 688 and 689 fixed to the opposite ends of a rod 690 of a fixed hydraulic cylinder 691 comprising inlet ports 692 and 693 for the arrival of the fluid. The wheels 683 and 686 are likewise carried by shackles 694 and 695 respectively, fixed to the opposite ends of a rod 696 of a fixed hydraulic cylinder 697 comprising inlet ports 698 and 699 for the fluid; as for the wheels 684 and 685, they are carried by shackles 700 and 701, respectively, fixed to the opposite ends of a rod 702 of a fixed hydraulic cylinder 703 provided with inlet openings 704 and 705 for the fluid.
The stroke of the hydraulic cylinder 703 is such that it moves the platform member 643 a distance equal to that which separates the middle of two consecutive superimposed compartments of the pallet rack or the tool magazine rack, for example. to raise the member 643 from its lowest position, shown in FIG. 28, at the position in which platforms 644 and 645, like support 646, are in front of the row of compartments above the lower row.
When pressurized fluid is admitted through the orifice 704, the latter acts against the piston head of the rod 702 so as to lower the rod until the wheels 684 and 685 come to occupy the positions 684a and 685a respectively . During this downward movement, the wheel 685 pulls the chain 679 around the wheel 678 while the wheel 684 lets the chain 679 slip around the wheel 677; this causes the shafts 668 and 675 to rotate, and consequently that of the wheels 662 and 661, in a clockwise direction. This rotation causes upward displacement of the left vertical strand of chain 660 and the right strand of chain 663, so that platform member 643 is lifted to the height of a compartment.
The reverse operation, obtained by removing the pressure of the fluid at the port 704 and by applying the pressure at the port 705, returns the impellers 684 and 685 to their original position, which causes the member 643 to lower. the height of a compartment.
The stroke of the cylinder 691 is double that of the cylinder 703, so that when pressurized fluid is injected at the inlet port 692, it causes the lowering of the wheels 682 and 687, which take the positions 682a and 687a ; this causes the member 643 to be raised over a distance equal to twice the height of a compartment. When the pressure is removed at port 692 and applied to port 693, the member 643 is caused to lower the height of two compartments. When the two jacks 703 and 691 are actuated, the platform member 643 can thus be lifted (and, in the reverse operation, lowered) by a length corresponding to three times the height of a compartment.
The stroke of the cylinder 697 is four times that of the cylinder 703, so that the injection of pressurized fluid at the inlet port 699 raises the wheels 683 and 686 to positions 683a and 686a, which causes a displacement of the chains 660 and 663 such that the member 643 rises four times the height of a compartment.
Conversely, when the pressure is removed at inlet port 699 and applied to inlet port 698, member 643 is lowered four times the height of a compartment. The simultaneous actuation of the two hydraulic cylinders 697 and 703 thus moves the member 643 by five times the height of a compartment, the simultaneous actuation of the two hydraulic cylinders 697 and 691 moves the member 643 by six times the height of a compartment and the simultaneous actuation of the three hydraulic cylinders 691, 697 and 703 moves the member 643 by seven times the height of a compartment.
It is thus possible: by suitably actuating one or more of the hydraulic jacks 691, 697 and 703, move the platform member 643 so that it occupies any of the eight positions corresponding to the immobilization of the platforms 644 and 645 and support 646 in front of any one of the rows of compartments of the pallet and tool magazine racks, respectively.
The mechanism shown in fig. 28 is disposed to the left of the conveyor 114 as seen in FIG. 29, and shafts 668 and 675 pass through the conveyor and carry, as shown, other Galle wheels 706 and 708 respectively, around which passes an endless chain 707 to which the platform member 643 is also attached. Shafts 674 and 676 also extend through the conveyor, behind shafts 668 and 675 when looking at fig. 29; they also carry other wheels-Galle around which passes an endless chain attached to the member 643.
In addition, the shafts 668 and 675 bear respectively, to their right when looking at FIG. 29, wheels-Galle 709 and 710 for a chain 711 the ends of which are fixed in the same way as the chain 679 and which passes around the wheels
Galle mounted on a pneumatic balancing cylinder (not shown), which helps to maintain the platform member in the position obtained by the proper actuation of hydraulic cylinders 691, 697 and 703.
It can be seen that, in this way, it is possible to bring one or other of the platforms 644 and 645, or the support 646, in front of any of the compartments of the pallet rack or of the store rack. respectively, by moving the conveyor 114 horizontally along the racks, the distance necessary to bring the support or platform past the required vertical column of compartments, and by imparting to the member 643 the desired vertical movement to bring the platform or support in front of the desired compartment of that column. Likewise, it is possible to bring either of the platforms 644 and 645, or the support 646, to the transfer location specific to the pallet loader or to the transfer location specific to the loader. of magazines, respectively, and that for any of the machine tools.
This is because the transfer locations of the pallet loaders and machine tool magazines are each located directly in front of a vertical column of compartments of the pallet rack or the tool magazine rack, so that, to bring the 'Either of the platforms or the support in a transfer location, the transporter can come into position by resting against the vertical partitions of the lockers.
The support 646 can also be brought in front of any
which of the compartments of transit sections 116 and 117 carries (fig. 3 and 4A).
Each of the platforms 644 and 645 includes a mechanism for loading a pair of pallets onto the platform or unloading a pair of pallets from the platform, the platform mechanism 644 being shown in Figs. 24 to 27. Referring first to Figs. 24 and 25, it is seen that the mechanism comprises a pair of endless chains 712 extending along the platform, that is to say in the direction of the movements made by the pallets, and passing around pinions
Galle 713 mounted on shafts 714 further carrying drive sprockets 715 (fig. 24). Endless chains 716, passing around pinions-Galle 717 mounted on a shaft 718 driven by a hydraulic motor 719, pass around the wheels 715 and ensure the drive.
The chains 712 pass around the idler pinion-galle 720 and tensioner pinions-galle 721 and 722, and carry projecting pushers 723, intended to cooperate with a pair of pallets 301 and 302. The drive takes place in a direction such that the pushers 723 move from left to right, as seen in FIGS. 24 and 25, along the upper horizontal strand of chains 712. One of the two pairs of pushers 723 abuts against the outer face of the rear side of the rear pallet 301 and the other abuts against the inner face of the front side of the anterior pallet 302, the base of the pallets being recessed. For convenience, the pallets, shown in solid lines in FIG. 25 and in phantom in FIG. 24, the same benchmarks, namely 301 and 302, as in FIG. 6.
In order to bring into the zone of action of the pushers 723 a pair of pallets to be loaded on the platform and to unload it subsequently from the platform, so as to be entirely free from the latter, the mechanism comprises members end mobiles 724 and 725. These members are provided with pivoting fingers 726 and 727 which can be lifted so as to be placed in the space between the free end face of a pallet and the coupling lug which is fixed to this face, so that a movement of the member 724 or the member 725 can move the pair of coupled paddles.
The end member 725 is shown in detail in FIGS. 26 and 27, 1 end member 724 being the same as member 725. The finger 727, which is mounted on a pivot, is biased downwards by a spring 728 and can be lifted, so as to occupy the position shown in phantom in FIG. 27, by a hydraulic pusher 729 which bears against the finger. The pusher 729 passes through a hole made in a disc 730 and carries a piston head 731 which can move in a cylindrical chamber 732. When pressurized fluid is routed through line 734, through intake port 733, into chamber 732, below head 731, pusher 729 rises and thereby lifts finger 727.
When the pressure at the intake port 733 is removed, the finger 727 and therefore the pusher 729 are returned to the retracted position under the effect of the spring 728.
The end member 724 is attached to a grout rod
sante 735 (figure 24) carrying a piston head 736
capable of moving in a 737 cylinder having
terminal annular chambers 738 and 739. The application of hydraulic pressure in the chamber 739 causes the displacement of the rod 735, and consequently of the member 724, to the left; in order to then bring the rod 735 and the member 724 back to their starting point, that is to say to move them to the right, it suffices to remove the pressure in the chamber 739 and establish it in the chamber 738.
Along the cylinder 737 is disposed a cylinder 740 which communicates through a hole 741 with a channel 742 which has a rod 743. This channel 742 communicates with the pipe which the end member 724 comprises and which corresponds to the pipe 734 shown in FIG. 27, so that pressure applied in cylinder 740 can act through hole 741 and channel 742 and lift finger 726. The length of cylinder 740 is such that hole 741 will remain in communication with cylinder 740 throughout the extent of movement imparted to member 724 and rod 743 by sliding rod 735.
The right-hand end of the rod 743 is received in a bore 745, formed in a body 744 in which the cylinders 737 and 740 are also formed. A flexible and extensible link member 746 is arranged between the end member 724 and the body 744.
The right portion of the sliding rod 735 enters a bore 747 made in a sliding sleeve 748 having a piston head 749 capable of moving axially in a cylinder 750. This cylinder includes end annular chambers 751 and 752 and the sleeve 748 is an integral part of a rod 753 attached to the end member 725. Thus, when pressurized fluid is injected into the chamber 752, it causes the sleeve 748, the rod 753 and the end member 725 to move to the right. The sleeve, rod and end member can then be returned to their starting point, i.e. moved to the left, removing pressure in chamber 752 and pressurizing the chamber. 751.
Along the cylinder 750 is disposed a cylinder 754 which communicates through a hole 755 with a channel 756 drilled in the rod 757, the left end of which enters a bore 758. Channel 756 communicates with pipe 734 (fig. 27), so that the injection of pressurized fluid into the cylinder 754 causes the lifting of the finger 727. Here too, the communication between the hole 755 and the cylinder 754 will be maintained over the entire extent of the movement imparted to the rod 757 and to the member 725 by the sliding sleeve 748. A flexible and extensible connection member 759 is placed between the end member 725 and the body 744 in which the cylinders 750 and 754 are formed.
For reasons which will be given later, the amplitude of the movement of the sliding rod 735 and hence of the end member 724 is greater than that of the sliding sleeve 748 and of the end member 725, as we can see by comparing the lengths of cylinders 737 and 750.
The platform 645 is provided with the same mechanism as that which has just been described with regard to the platform 644, except that the chains 712 are driven in reverse direction, the drive mechanism, which comprises the motor 719, the shaft 718, the sprockets-Galle 717, the chains 716 and the sprockets-Galle 715, for the chains 712 being disposed, in the platform 645, near the end opposite to that where the drive mechanism is placed carried by the platform 644.
Thanks to this arrangement, pairs of pallets can be loaded onto the platform 644 from one of the sides of the conveyor 114 (the side closest when looking at FIG. 29), and be unloaded from the opposite side, at the same time that, on platform 645, pairs of pallets are loaded from said opposite side of conveyor 114 (the far side when looking at fig.
29) and unloaded from the side mentioned first. Thus, a pair of pallets transported from the pallet rack to the pallet loader of a
machine tool is conveyed on platform 645, while a pair of pallets transported from the pallet loader to the pallet rack is conveyed on platform 644.
The operation of the conveyor 114 will now be described with reference to FIG. 31 which schematically shows the transport of a pair of pallets from a compartment of the pallet rack 113 to a pallet loader 107 to 112. In this figure, the end members associated with the platform 645 and corresponding to the members 725 and 724 are designated by 725a and 724a, and their fingers by 727a and 726a. The pallets making up the pair are designated by A and B.
When the computer 173 gives the transporter 114 the order to take this pair of pallets from the compartment allocated to it in the pallet rack, the hydraulic motor 195 is started so as to drive the chains 251 and move the transporter in the desired direction along bins 113 and 115.
Speed control devices (not shown) are arranged at close intervals along the racks; these devices may consist of switches or photoelectric devices and they are arranged so as to detect at any time the position of the conveyor along the racks. The memory of the computer 173 contains the information giving the speed which the conveyor should have as it passes by these devices while approaching the desired location, and these devices are arranged to adjust the speed of the motor 195 in order to that the conveyor has the desired speed.
The maximum speed of the conveyor is of the order of 3 m / s and when it approaches the desired location, the speed regulators reduce its speed to bring it to about 2.5 cm / s; at this point, power to motor 195 is cut and the conveyor stops, platform 645 terminating approximately in front of the vertical column of the rack containing the compartment in which the pair of pallets are located. When the conveyor comes to a stop, the positioning members 655 and 656 are actuated hydraulically so as to emerge from the conveyor and position it with precision, the platform 645 then coming to be placed exactly in front of the column of compartments.
The instruction given by the computer 173 and indicating the compartment, also intervenes, if necessary, to actuate one or more of the hydraulic cylinders 691, 697 and 703 in order to raise or lower the platform member 643 so that the platform 645 is brought in front of the desired compartment of said column.
When this positioning is completed, the end member 72Sa is brought in (by sliding the sleeve 748, fig. 24) to be placed under the free ear of the paddle A and the finger 727a is lifted (by injecting pressurized fluid into the cylinder 754, fig. 24) so as to come into engagement between this lug and the side of the pallet to which it is fixed, as shown in line (a) of FIG. 31. The component 727a is then returned to its starting point, thus pulling the pair of pallets that it has hooked towards the platform 645.
When the front edge of the pallet A reaches the upper end of the chains 712, the motor serving to drive them is started in order to cause the pushers 723 to abut against the internal face of the front side of the pallet A and to replace finger 727a (line (b)) for the paddle drive. The finger 727a is then retracted and the paddles continue to be pulled on the platform 645 by the pushers 723 (line (c)) until the two paddles A and B are completely placed there (line (d)) , after which the drive of the chains 712 is stopped.
The 652 read head (fig. 29) then intervenes to read the identification number of the pallets, thus indicating to the computer 173 that they have been received. Head 652 continues to read this number as long as the pallets remain on the platform. When the signal arrives indicating that the pallets have been received, the positioning members 655 and 656 are withdrawn and the computer gives the order to the transporter to move along the racks so as to come to stand in front of the pallet loader assigned to the machine for which the pallets are intended.
Normally the transporter is first ordered to bring platform 644 to the unloading position of the pallet loader and to load a pair of waiting pallets in that position, and only then to bring the platform. form 645 to the unloading position in order to unload pallets A and B.
After this positioning, the chains 712 are started so that the pushers 723 push the pallets out of the platform 645. The distance between the two pairs of pushers 723 along the chains 712 is such that the second pair can take over the drive of the pallets by abutting against the outer face of the posterior side of the pallet B when the first pair is on the point of disengaging from the front part of the pallet A (see line (d)). The pallets are then moved by the second pair of pushers 723 until the rear end of the pallet B leaves the upper end of the chains 712 (line (e)).
The finger 726a of the member 724a is then lifted so as to engage between the rear face of the pallet B and its ear, after which the member 724a is set in motion by sliding the rod 73 Sa, which allows the pallets to continue to be driven (line (f)) until they are free from platform 645 and placed on one of the blades of the pallet loader (line (g)). Reading of the pallet number by read head 652 is then interrupted, thus indicating to computer 173 that the pallets have been unloaded. The finger 726a is then retracted and the member 724a is retracted.
The transporter can then be moved so that it can unload the pair of pallets that it has loaded onto the platform 644, coming from the pallet loader, into the compartment allocated to it in the pallet rack.
The movement of the end members 724a and 725a is carried out in synchronism with that of the pushers 723 so that the movement of the paddles is not interrupted when the pushers 723 come to relay the finger 727a, or when the finger 726a comes to relay the pushers 723 . The magnitude of the displacement of the member 724a is greater than that of the displacement of the member 725a, as indicated above, since the conveyor 114 is placed closer to the pallet rack 113 than units. load 107 to 112.
The support 646 for the tool magazines is equipped with a mechanism for loading and unloading the tool magazines, this mechanism being substantially the same as that which has been described in connection with the platforms 644 and 645; the only difference lies in that it comprises two endless chains, 760 and 761, which can be driven independently of each other in the opposite direction and whose pushers, corresponding to pushers 723, are retractable so that the pushers of one of the chains cannot obstruct the movement of a tool magazine when the latter is moved by the other chain.
When it is necessary to change a tool magazine in the loader of one of the machines, the conveyor 114 is set in motion by order of the computer 173, this movement having the object of bringing the empty support 646 in front of the loader unloading position: an end member, corresponding to member 724, as well as chain 760 are then put into action to remove the tool magazine from the loader blade and bring it onto support 646. The tool magazine number is then read by read head 654, indicating to computer 173 that the magazine has been received. Then the conveyor is moved to bring the support 646 in front of the compartment allocated to this magazine in the magazine rack 115, after which this magazine is unloaded by the entry into action of the chain 760 and an end member corresponding to organ 725.
Evacuating the magazine from the holder 646 causes the reading of the magazine number to be interrupted by the read head 654, indicating that the magazine has been unloaded, the conveyor 114 is then moved to load the new required magazine. by the machine tool, and this by extracting it from the compartment allocated to it in the tool magazine rack 115, in order then to unload it in the tool magazine loader. Loading and unloading is carried out by chain 761 and by the end members.
The hydraulic control devices of the sliding rods and the fingers of the end member are housed in the conveyor 114.
The construction and operation of conveyor 138 are substantially the same as those of conveyor 114, except that its platform member 643 does not include a tool magazine holder 646, since this conveyor 138 is not. intended to transport tool magazines. The conveyor 138 moves on rails arranged on the pallet rack 113 and the store rack 115; it is moved along these racks using a chain 254 driven by a drive wheel-galle 253 (figures 2 and 4B) and passing around a deflection wheel-galle 255. The wheel 253 is driven by the hydraulic motor 195, which in fact consists of two separate hydraulic motors, one actuating the driving wheel 250 fig. 4A) and the other the drive wheel 253.
As has been explained in more detail elsewhere, the conveyor 138 transports the pallets between the pallet rack 113 and the positioning and repositioning stations; the latter have locations for receiving and collecting the pallets which are each arranged directly in front of a vertical column of compartments of the pallet rack or the tool magazine rack, so that the conveyor can come to position in front of the any of these locations using the walls of the lockers as a guide.
The computer 173 maintains an inventory of the pallets which makes it possible to provide on a continuous basis indications relating to the location of each of the pallets in the installation, their loaded or empty state, and, when loaded, to the state of the worn blank.
The computer is also informed of the number of the batch to which the blanks carried by the pallets belong, because its program has allocated to each of the batches of blanks particular pallets recognizable by their number. Pallet numbers are read after they have been loaded, ready to be taken from a positioning station or table, so that, for pallet inventory purposes, a report can be made between the pallet number. lot and pallet numbers on which the blanks of the lot have been loaded;
the pallet numbers are read again after the blanks, once machined, have been unloaded from the pallets and the empty pallets are waiting to be picked up at a positioning station or table, so that in the pallet inventory , the relationship that was previously established between the pallet numbers and the lot number is erased.
The pallet inventory is kept constantly up-to-date, as control read heads scattered throughout the installation send feedback signals indicating changes in pallet location and changes in the machining state of the blanks that the pallets carry. The computer is thus kept informed, on a continuous basis, of the pallets which are empty, of the pallets which are loaded with rough blanks awaiting their first machining operation, and of the pallets which are loaded with partially machined blanks awaiting a processing operation. subsequent machining, pallets which are loaded with blanks waiting to be repositioned, and pallets which are loaded with finished parts waiting to be unloaded.
The start and end of a pallet transport operation by one of the conveyors 114 or 138 are communicated to the computer 173, as seen above, by a read head with which the conveyor is fitted, and which is arranged so as to read, when the latter receives a pair of pallets, the identification numbers of this pair, this reading continuing as long as the transport lasts and ceasing at the time of unloading. Likewise, the start and end of a tool magazine transport operation are signaled in a similar fashion by the read head 654 with which the conveyor 114 is equipped, the computer 173 thus keeping an inventory of the tool magazines up to date such as it has been explained elsewhere.
The transporter 146 assigned to the transport of the boxes is in principle similar to the transporter 114 (and to the transporter 138), but its platform member corresponding to the member 643 is constituted by a single platform arranged to transport a single box at a time. This platform is equipped with a mechanism similar to that described above with regard to the support 646 for tool magazines: this mechanism is intended to pull a box on the platform and to unload a box from the platform. -form from either side of the carrier. The conveyor 146 travels along rails disposed on the box rack. This is similar to the tool magazine rack and comprises vertical walls supporting shelves defining compartments which can each receive a box.
A read head is disposed on the box conveyor 146, so that it can read the identification number of any box that the platform comes to carry and send a signal to the computer 173 at the start and end. of a box transport operation, the latter keeping an up-to-date inventory of boxes as has been explained elsewhere.
It is clear that the various read heads scattered throughout the installation do not serve only to signal to the computer 173 when a pair of pallets, a tool magazine or a box leaves or reaches a particular location, but also, when reading the ID number, make sure that the correct pair of pallets, tool magazine or box occupies that particular location.
Positioning and repositioning stations
fig. 21,22 and 23
Fig. 21 represents one of the positioning or fixing tables or stations 118 to 133 and shows its arrangement with respect to the conveyor 139. This table comprises a movable member 801 forming a gate that the computer 173 opens automatically, by placing it across the upper run of the conveyor 139 when a box intended for the table is placed on the conveyor by the box transporter 146. The member 801 deflects the box out of the conveyor 139 to the positioning table, after which the door is automatically closed. The box slides down an inclined ramp 802, the lower end of which ends in a compartment 804 in which the box will remain during the time that the operator has to use its contents.
The compartment 804 comprises a bottom 805 which is movable around a pivot 803 and which the operator can open using a handle 806, in order to release the box which he (or she) no longer needs; this box descends by sliding on another inclined plane (not shown) to end on the lower strand of the conveyor 139. This strand returns the box to the box preparation area. A read head (not shown) is further provided to read the identification number of the box located in compartment 804.
The positioning table receives, at a receiving location 807, the pallets conveyed by the conveyor 138 and includes devices which, by means of chains 808, are able to move the pallets along a path. horizontal, on this table, and bring them to a plate 809 where the positioning work is carried out. Then the pallets are brought to a pick-up location (not shown in fig. 21) where transporter 138 can collect them.
The path of a pair of pallets A and B from the conveyor 138, over the surface of the positioning table and, in the opposite direction, towards the conveyor 138 is shown schematically in FIG. 22, in which the arrows in solid lines represent the movements of the pallet A and the arrows in dashed lines represent the movements of the pallet B.
The pair of mated pallets A and B are delivered from a platform of the conveyor (the one on the left when looking at fig. 22) at the receiving location 807 of the positioning table, pallets A and B respectively occupying the positions indicated by 810 and 811. Pallets A and B are then moved, while remaining coupled, to the right, so as to occupy positions 812 and 813 respectively. Then they are moved forward (still in the coupled state) so as to occupy positions 814 and 815 respectively. This last position 815, which then occupies the pallet B, is located on the plate 809, so that the operator can perform the required positioning operation on this pallet.
After this operation, the pallet B is moved to the right (which uncouples the pallets), so as to occupy position 816; the palette
A, it is then moved forward to position 815, so that the operator can perform on this pallet A the desired fixing operations. Pallet B is then moved back to position 817, while pallet A is moved to position 816 during this movement (pallet A is lifted slightly to allow its rear side ear to pass over the ear. front side of the pallet B, then lowered in order to couple it again to the pallet B).
Pallets A and B are then moved back, while remaining coupled, so as to occupy positions 818 and 819 of pickup location 820 respectively, from where the coupled pallets can be received on the right platform of the conveyor 138 (still looking at fig. 22) The two platforms of the conveyor 138 are spaced so that a pair of pallets can be delivered to the receiving location 807 of the positioning table while, simultaneously, another pair of pallets is picked up from the location. pick-up 820.
It is clear that with this arrangement of the positioning table it is possible to establish for the pallets a buffer stock of two pairs of incoming pallets (at positions 810, 811 and 812, 813) and a pair of outgoing pallets (at positions 818, 819) this between the conveyor 138 and the positions (814, 815, 816 and 817) that the operator uses when moving the pallets of a pair during a positioning operation. Plate 809 is provided with supports, preferably pneumatic flotation supports 821 (see fig. 21), in order to help the operator to move the pallets on the plate.
Read heads are provided for reading, at pick-up location 820, the identification numbers of the pallets of a pair (the number being the same for both pallets).
In front of the operator, that is to say above and slightly back from the plate 809, is a panel containing LEDs 822, which can, on command of the computer 173, light up in order to indicate to the operator the type of positioning operation to be carried out. Thus, when an indicator light comes on, it makes an inscription such as Position, Reposition or Remove visible. Below the LEDs is placed a digital indication clock 823 (also controlled by the computer 173) which includes the + and signs to indicate to the operator, thanks to a countdown from the beginning, the time which remainder to complete a batch, as well as to indicate between the different batches the cumulative value of the differences between the normal time and the actual time relating to the installation operations carried out during a day.
A guide support 824 is disposed beside the panel containing the indicator lights and the clock. This guide support 824 is used to set up a jig which facilitates the positioning of the blanks, and next to it is an intercom 825 which liaises with the human controller 189 (and which can also be used to play music during working hours). An 826 torque limiting pneumatic screwdriver is provided to allow attachment of mounting accessories to pallets and attachment of blanks to mounting accessories. A rack 827 is also provided to hold various replacement heads for use with the screwdriver. The operations performed at and by the positioning table are as follows.
When it is necessary to carry out installation operations, the box containing the blanks, mounting accessories, jigs, etc. , for a determined batch, is deposited (by order of the computer 173) on the upper run of the conveyor '139, and the gate 801 of the positioning table designated by the computer is opened in order to deflect said box from the conveyor towards the table.
When the box arrives in compartment 804, its number is read and a corresponding signal is transmitted to computer 173. The latter has allocated a group of pallets for this batch, and he gives the transporter 138 the necessary orders to extract the first pair of pallets of this group from the pallet rack and to bring this pair to the receiving location 807 of the designated positioning table. Computer 173 also turns on the Position indicator on the display panel in response to reading the box number. The operator can then, while waiting for the arrival of the pallets, study the installation instructions contained in the box, and fix the corresponding template in guide 824.
The instant the first pair of pallets arrives at receiving location 807 (and, where applicable, transporter 139 picks up at pickup location 820, the last pair of pallets assigned to the previous lot), Computer 173 begins the countdown, which appears on clock face 823, and operates chain movers 808 to move the pallets to respective positions 814 and 815.
As long as a pair of pallets is on the conveyor, the presence of the latter is signaled continuously to the computer 173 because their identification number is located in front of the read head of the conveyor. The computer is thus informed about the pallets leaving the transporter.
The operator then performs the necessary positioning operations on the anterior pallet, then on the posterior pallet of said pair, using the screwdriver 826 (the details of these operations are described in the disclosure of Swiss patents N0 527 023, N0 527024, N0 527025 and N0 527022 (Swiss patent applications N0 5514/68, N0 16285/68, N0 16286/68 and N0 16287/68)).
While the operator is performing these operations on this first pair of pallets, the transporter 138 can deliver two other pairs of pallets, the first of these following pairs being automatically routed after its arrival; to positions 812 and 813.
When the operator has finished the operations concerning the two pallets of the first pair and has re-coupled the latter, they are moved back to the pick-up location 820, where their number is read; in response to this reading, the computer 173 causes the first of the following pairs to move forward, from positions 812 and 813 to positions 814 and 815 (so that the operator can perform the necessary operations on these latter). The computer also causes the second pair of paddles to move sideways from positions 810 and 811 to positions 812 and 813.
He also orders the transporter 138 to extract from the pallet rack the next pair of pallets of the group assigned to the current batch, and to bring it to the receiving location 807, while simultaneously removing, to the pick-up location 820, the pair of pallets therein. The presence, during work on a lot, of a pair of pallets at pickup location 820 triggers the dispatch of a new pair of pallets to the receiving location of the table and the sequential movement of the pairs previous pallets by the positioning positions.
Where the material used for a given lot is conveyed in several boxes, these are brought (via the box conveyor 146 and the conveyor 139) to the positioning table at intervals which correspond to the rate at which the operator loads the pallets. Thus, the arrival at the receiving location 807 of the last pair of pallets for the contents of a box triggers the dispatch of a new box (the number of which is read immediately on arrival, but which is not is received in compartment 805 only after the operator has returned the previous box to the conveyor 139).
As a check, as the number of a pair of pallets is read at the pickup location, the box number in compartment 804 is also read and communicated to computer 173 (with a signal address indicating the particular positioning table). Loaded pallets that need to leave the positioning table are picked up by the transporter (which also reads their number) and routed to their assigned compartment in the pallet rack.
When the operator has completed the installation operations on the last pair of pallets in the group assigned to the current batch, and when he has moved them to the pick-up location 820, reading their number acts on the computer to stop the countdown appearing on clock 823 and trigger the sending of the next batch, to the positioning table. While waiting for the arrival of the box and the pallets relating to the new lot, the operator removes the template located in guide 824 and places it, with all the other instructions no longer applicable, in the box located in compartment 804 , then returns the latter to conveyor 139.
When (normally at the start of a day) the operator is called to unload pallets carrying machined parts, a similar process is carried out, but the boxes delivered to the positioning table are empty and the pallets brought there are loaded. . The Unload indicator on the display panel is turned on by the computer and the operator removes the blanks and mounting accessories from the pallets and places them in the empty boxes, the empty pallets being removed by conveyor 138 and taken to the pallets. compartments allocated to them in the pallet rack. The filled boxes are placed on the lower run of the conveyor 139 which brings them to the box preparation area.
In practice, the automatic operations of bringing the first empty boxes as well as the first loaded pallets to the positioning tables can be carried out before the operators arrive at the start of the day: this prevents them from being delayed when picking up work.
When the operator is called upon to carry out reattachment or repositioning work, the box containing all assembly accessories, templates and any instructions is brought to the positioning table; reading the number of this box when it arrives acts on the computer 173, which turns on the Reposition indicator on the display panel, and triggers the shipment of the pallets loaded with parts to be repositioned. These pallets are transported by the conveyor 138 from the pallet rack to the repositioning table associated with the positioning table where the box arrived (each repositioning table being associated with a certain number of positioning tables). The operator, when he sees the Reposition indicator light on, takes the box and places it on the repositioning table.
The path of the pallets on the repositioning table is slightly different from the path on the positioning table and is shown schematically in fig. 23. A pair of pallets A and B are delivered from the left platform (when looking at fig. 23) from the conveyor 138 to a receiving location 828, where the pallets occupy positions 829 and 830, respectively. Pallets A and B are then moved forward to occupy positions 831 and 832 respectively.
A turntable is provided at position 832, first to lift the pallet in order to disconnect it from the other pallet in the pair, and then to turn it 90t (counterclockwise, when look at the drawing) in order to orient it correctly for the next position. Pallet B (having rotated 90 ') is then moved to the right, to position 833 where there is a horizontal platform equipped with hydraulic devices (as described in the disclosure of Swiss patent N0 433918) capable of bringing automatically the pallet in a precise position relative to the axes of movement of microscopes (axes which correspond to the axes of movement of the tool spindle in a machine tool).
This is done in the same way as automatic and precise positioning in the machine tool, and turning 901 to position 832 has the effect of giving the pallet, in position 833, an orientation identical to that of that it has in the machine tool. The pallet B, after having been placed in position, undergoes, at position 833, the planned repositioning operations; these operations consist in modifying the position of the blank with respect to the pallet (for example inverting it) and / or fixing it in another way (for example using other clamps), the microscopes being used to s' ensure that the positions of the blank before and after reattachment are in a well defined relation.
After the completion of the reattachment operations on the pallet B, it is moved to the right, to position 834, where another turntable is located. This allows the pallet to be turned 900 clockwise so that it can resume its original orientation. Pallet B is then moved back, to position 835, then pallet A is moved forward from position 831 to position 832, rotated 90 counterclockwise, shifted right to position 833 where it is automatically placed in the required position for repositioning operations.
After that, it is moved to position 834, lifted and turned 900 clockwise, then lowered so that it mates again with the vane B.
The pair of mated pallets A and B are then moved back to positions 836 and 837 respectively, which together constitute the pickup location 838 from which the pallets can be placed on the right platform of the conveyor 138.
Apart from these differences in trajectory and displacement, the path of the pallets on the repositioning table is generally the same as the path of the pallets on the positioning table. Thus, read heads are provided to read the number of each pair of pallets arriving at pickup location 838. The arrival at the reception location of the first of the pairs of pallets of a given batch triggers a countdown displayed on the dial of a clock with which the repositioning table is equipped, a countdown which is stopped at the time where is read the number of the last pair of pallets carrying blanks of this given batch arriving at the pick-up location (this last reading is also used to start the routing of another batch to the positioning table) .
The repositioning table, against the positioning table, is not arranged to receive boxes from the conveyor 139 or to deliver them to it, so that the operator must bring each box from his positioning table. Thus, when the repositioning operations are completed, the operator brings the box, in which he will have placed the jig, the instructions and the assembly accessories that he will have removed during the repositioning operations, to the positioning table. where it is delivered to the conveyor 139.
It is clear that, if desired, it is possible to ensure that the operators of the positioning tables do not have to move towards the repositioning tables, by providing the latter with receiving devices and
shipping boxes (similar to those on the
positioning) and having them occupied by separate operators.
In addition, repositioning operations which do not require a displacement of the blank relative to the pallet (which, for example, only requires a change of the fixing flanges) and which, therefore, do not require The use of microscopes to ensure precise repositioning of the blank can be performed on a positioning table. In this case the display panel has a light giving the instruction Normal repositioning, when work is to be done on the positioning table, and a light giving the instruction Repositioning under the microscope when work is to be done on the positioning table. repositioning.
Hoist preparation area -fig. 3 and 4B
If we refer again to fig. 3 and 4B, it can be seen that the box preparation zone 140 comprises a box rack, which has been described above, a box loading and unloading bench which consists of two parts 201 and 202, and two conveyors 203 and 204 which move in opposite directions (as indicated by the arrows) and which are arranged to receive the boxes brought back to the box preparation area by the conveyor 139. A mechanism (not shown) is provided to lift each box arriving on the lower run of the conveyor 139 and to deposit it on one or the other of the conveyors 203 and 204.
The boxes which contain machined blanks from the pallets unloaded at the clamping tables are placed on the conveyor 204, which brings them to the right side 202 of the bench (when looking at fig. 3 and 4B). As for the boxes which contain the mounting accessories and / or the templates, as well as the instructions, these are placed on the conveyor 203, which brings them to the left part 201 of the bench.
The lifting mechanism mentioned above comprises control means, which are constituted by a read head and which are capable of reading the identification number of a box received and of transmitting to the computer 173 a signal representing this number. . This computer 173 (which contains the code to match the box number with its contents) indicates whether or not the box contains a machined blank and controls the lifting mechanism as required to bring the box to the appropriate conveyor 203 or 204 .
A device 205 is arranged on the straight part 202 of the loading and unloading bench; it is connected to the AID point 180, and it includes a main control read head capable of reading the identification number of a box and sending a corresponding signal to the computer 173. On the order of the latter, the device 205 can produce a printed sheet bearing information relating to the new destination of the machined blanks or parts contained in the box. For example, blanks or parts may need to be directed to an electrochemical or etching department or to a finished parts warehouse. When the box is unloaded, the machined blanks or parts are transferred to another box to be brought to their new destination. This other box has no identification number.
Thus the numbered boxes are only used in the installation described: they therefore do not leave it.
In this other box is also placed the printed card.
The device 205 also includes another read head capable of reading the number of the lot for which a box is loaded and sending a corresponding signal to the computer 173. The lot number is shown on the template used to attach the lot blanks to the pallets. The identification number of the box is read by the main read head of the device 205 so that the computer can subsequently associate the lot number with this box.
The right part 201 of the unloading bench is also equipped with a main control read head.
This head can read the number of a box from which mounting accessories and / or jigs and positioning instructions have been removed, and send a signal representing this number to the computer. The latter can thus dissociate the number of this box from the number of the batch for which it contained material.
A box such as those used by the installation is shown in FIG. 8: it comprises a body 206, in the form of a box, the top of which is open and which has an inclined and partially open front face, as well as a transverse bar 207. The identification number of the box is displayed on the outer side of a rim 208, and it is made up with the aid of plugs of magnetic or non-magnetic material driven into holes 209 so as to constitute a binary number. as for pallet identification numbers. As indicated above, any other system could be used. The numbers could also be placed on the base of the box, near the front face.
The box transporter 146 is, in its essentials, the same as the pallet transporter 138, but it comprises only one platform arranged so as to carry only one box at a time. It also comprises means capable of ripping a box towards or from the platform, on both sides of the conveyor, and a read head capable of reading the identification number of the transported box. This conveyor moves along a rail provided at the top of the part 141 and of the transit sections 143, 144 and 145 of the box rack, and it is moved along this rack by a chain 210 to which it is attached. and which passes around a deflection wheel 21 i and a driving wheel 212 driven by a hydraulic motor 197.
We will now describe the operations which are carried out in the box preparation zone. The computer maintains an inventory of boxes that allows it to determine the location, contents and availability of boxes at any time, with this inventory being continually updated using signals returned from control read heads located in the box preparation area and from those located at the positioning tables.
The controlling computer 174 sends to a material preparation area (not shown) which is associated with the box preparation area, a printed sheet indicating the lots for which material is to be loaded into the boxes during a certain period. day to be set up and machined the next day. This sheet provides enough information to enable human operators assigned to the material preparation area to assemble the mounting accessories, jigs and fastening instructions for these lots and prepare the blanks that are cut into billet billet. light alloy, which has a level surface as required and which are provided with the necessary holes for their fixing.
This sheet may in fact be limited to informing the material preparation area of the number of the part to be produced and the number of parts required (the batch number preferably being the same as that of the part to be produced). In this case, the material preparation area has an envelope for each part to be produced, this envelope containing the necessary information as well as a drawing of the blank, a drilling template intended to be used to drill the holes necessary for fixing the draft, fastening instructions such as a drawing or photograph, a positioning template, and a list of mounting accessories required for positioning.
If the blank requires repositioning, the envelope also contains a drawing or photograph of the repositioned blank, a repositioning template, and a list of mounting accessories required for the repositioning.
In the staging area, human operators take empty boxes from the first transit section 143 of the box rack and load them onto the loading bench 202. Each box contains the material required for a given lot, and the number of this lot as well as the number of the box are sent to the computer 173 by the device 205 to be associated therein in the inventory of boxes, as we have seen. saw previously. When the size of a batch (i.e. the number of blanks to be placed) requires several boxes for loading the required material, the batch number is associated with the identification number of each of the boxes, and the template with the lot number is placed in the first box.
The identification number of this first box is sent to the computer 173, which will send this box at the head to the positioning table that the computer has chosen.
Each of the filled boxes is placed by the human operator in the second transit section 144 of the box rack. From there, these boxes are transferred, by conveyor 146, to the compartments allocated to them in main section 141-142.
Repositioning a blank and its subsequent machining is considered a separate job, so if in the form that computer 174 sends on a certain day to the material preparation area there is a batch of blanks requiring repositioning, the form which is issued the following day (day when these blanks undergo their first installation and machining operations) will include an item requesting that the assembly accessories, the jig and the instructions necessary for the repositioning of these blanks be loaded in a box, the number of this box and the number of the lot which is written on the template contained in this box, being read during loading, as indicated previously.
The daily schedule for the loading of the boxes is carried out as described above and the boxes are transferred to the main section 141-142 of the box rack to remain there until the next day. The next day, the transporter 146 trans fired. following the orders of the computer 173, the boxes loaded from the main section of the box rack to the conveyor 139 to be taken to the fixing tables (the computer 173 controlling the opening of the gate of the positioning table at which a box is intended when he has this box placed on the conveyor 139 by the transporter).
The boxes which are returned from the positioning tables and which contain the templates and the instructions which the operators have used to fix the blanks contained in the boxes on the pallets end on the left part 201 of the unloading bench. They are unloaded there, and their number is read there so that the computer can update its inventory of boxes by dissociating the number of each box from the number of the lot for which it has contained material and so that it can read it. 'save as empty. Each empty box is placed by the human operator in the third transit section 145 of the box rack, from where it is transferred, by the conveyor 146, to the compartment assigned to it in the main section 141-142.
As for the templates and instructions that the operator has unloaded, he returns them to the material preparation area.
As for those of returned boxes which additionally contain mounting accessories removed during a repositioning operation, they are treated in the same way.
When (normally at the start of each day) the operators are unloading the machined blanks from the pallets, the box transporter 146 transfers, on command of the computer 173, empty boxes from the main section 141-142 of the rack to boxes to conveyor 139, in order to ship them to the positioning tables. The computer 173 updates the inventory of the boxes by associating the number of the box that it ships with the number of the lot to which the machined blanks which will be unloaded there belong. On their return, these boxes, which therefore contain the machined blanks (as well as the mounting accessories used to fix them to the pallets) end up on the right-hand part 202 of the unloading bench and they are unloaded there.
Machined blanks are transferred to other boxes with a plug, as previously described, while mounting accessories are returned to the material preparation area. The empty boxes are placed in the third transit section 145 of the box rack, from where they are transferred, by the transporter 146, to the compartments assigned to them in the main section: the computer updates the inventory the boxes and separate the number of each box from that of its contents, as described above.
In order to reduce the number of transport operations which must be carried out by transporter 146, some of the boxes which have been unloaded, may, instead of being placed in transit section 145 by human operators, be placed on a separate support to form a row of empty boxes. Thus, operators can later load empty boxes from this queue instead of extracting them from transit section 143.
In the description given above, the repositioning of a blank and its subsequent machining are considered to constitute separate work which is carried out the day after the day when the blank has undergone its first positioning and machining operations. However, the planning computer may, if possible, arrange the program so that those of the blanks which require repositioning are subjected to the initial positioning and machining operations as early as possible in the day, so as to be able to be sent to the repositioning tables for repositioning on the same day, before the end of the eight-hour work period performed by the operators.
The machining operations which the repositioned blanks must undergo can then be carried out during the sixteen hours following this eight-hour working period. Thus the machining of the blanks, both before and after their repositioning, can be carried out during the same twenty-four hour day. In this case, the box containing the template, the instructions and, possibly, the assembly accessories, necessary for the repositioning, can be loaded at the same time as the box containing the blanks, the template, the instructions and the assembly accessories, relating to the first positioning operation, that is to say the day preceding that on which the positioning and machining operations will be carried out.
Alternatively, the box containing the material required for repositioning can be loaded at the start of the next day, while the blanks undergo their first positioning and machining operations.
Whichever variant is implemented, the box which is loaded with repositioning material is placed, via the transit section 144 and the conveyor 146, in the compartment assigned to it in the main section 141 -142 from the box rack while waiting to be shipped, by order of computer 173, to the desired positioning table.
Preparation of tool magazines -fig. 3, 4B and 7
The preparation of the tool magazines, that is to say the removal of the tools from the magazines and the filling of the magazines with tools, is carried out at a bench 220 called the filling of the tool magazines (fig. 3 and 4B).
When the machining operations to be performed by a machine tool require tools which are not immediately available in a magazine located on its tool magazine loader or in the tool magazine rack 115, the computer 173 gives the order to the carrier
114 go and find a magazine containing tools that are temporarily unused, by extracting it from its compartment in the magazine rack (or, directly, by extracting it from the magazine loader of the machine which last used it) and deposit it in one of the compartments of transit section 117.
A human operator then removes this magazine from the transit section 117, and places it on the bench 220; the. its tools, or only some of them, are unloaded and replaced by the required tools.
The operator then places the newly filled magazine in a compartment in transit section 116, where transporter 114, on command of computer 173, picks it up and returns it to the designated compartment of locker 115 (or drives it directly to the loader. magazines of the machine tool for which it is intended).
Each of the compartments of the transit sections 116 and 117 includes a switch operated by the store to
tools coming in: this switch tells the computer
173 and to the tool magazine preparation bench, respectively, that a magazine is now in the compartment and can be picked up. When the transporter picks up the warehouse in transit section 116, it reads its identification number and transmits it to computer 173, so that the latter can give the transporter the necessary instructions as to the destination of the withdrawn warehouse.
The computer 173 maintains a tool magazine inventory which contains all the information relating to the tools contained in the tool magazines at any time, and this inventory is updated whenever there is a change of tools in the tool. 'any of the stores.
This inventory is also capable of indicating at any time where the tool magazines are located in the installation: it indicates in particular whether a magazine is in its magazine rack compartment or on a magazine loader of machine tool, and from which, these indications being updated each time the computer gives the order to the conveyor 114 to move a magazine.
The planning computer 174 provides a daily bulletin which informs the preparers of the tool magazines about any necessary tool changes in certain particular magazines (the bulletin also specifying the positions which certain tools must occupy in the magazine); in this bulletin appears, on the other hand, a list of the numbers of the tapes in cassettes which must be in the magazine of tapes, with random access, of each of the machine tools. The tape numbers, which are on the cassettes, can then be checked from this list and any tape changes that may be necessary can be made in the magazine.
It is clear that the bench 220, which is intended for the preparation of tool magazines, can be used not only to replace the tools in a magazine with tools of different types or sizes, as has been described above. above, but also to replace, in a store, any worn or broken tool.
The tool magazines used in the 105 and 106 six-degree-of-freedom single spindle machines are generally the same shape and size as those used in the 101 through 104 dual spindle machines, but they do not contain as many tools. . There are thirteen 451 sockets in the magazines for single-spindle machine tools with six degrees of freedom (see fig. 7) arranged in two rows, each socket being arranged to contain a tool. Thus sixty-five tools can quickly be made available to the single spindle of each of the six-degree-of-freedom machines, since the tool magazine loader of each of them is capable of accommodating five magazines (one on each blades) containing thirteen tools each.
Human overseer
The human supervisor 189 has a display panel on which is written the cumulative value of the differences between the normal time and the actual time used relating to the positioning operations carried out during a day and this for each of the positioning tables. Thanks to this panel, the supervisor sees how positioning operations are progressing in relation to the established program; in addition, it can communicate, if necessary, with each of the operators at the positioning tables by an intercom.
The display panel also includes a series of LEDs each corresponding to one of the pallet rack compartments and the supervisor has a five-way switch he can use to query computer 173 to indicate , from its pallet inventory, and by turning on the desired indicator lights, the identification number and location (i) of empty pallets, (ii) of pallets loaded with blanks waiting to be machined, (iii) pallets loaded with partially machined blanks awaiting further machining, (iv) pallets loaded with blanks awaiting repositioning, and (v) pallets loaded with machined blanks awaiting unloading. The supervisor can also receive, from the computer 173, printed messages informing him of any fault or deviation appearing in the installation.
Verification Maclline
The installation also includes an automatic checking machine (not shown in the figures).
When the blanks carried by the first pair of pallets in a batch have been completed, that pair is routed by computer 173 to a checking machine where the accuracy of the work is verified without the blanks being removed from their pallets. These checks can be carried out either before proceeding with the machining of the other blanks in the batch, or as a routine operation carried out by the installation.
Modular verification of the identification number
As described above, the identification numbers on the pallets, the tool magazines and the boxes can be in the form of thirteen positions (which, in the example described, consist of holes), these positions containing elements (in the example described, magnetic plugs) arranged in various combinations, each of which constitutes a number in binary code. The number can be represented by ten of these positions, the other three positions can be used to perform modular verification.
Other possible machine tools
As has already been pointed out, the row of machine tools 101 to 106 is in no way limited either as to the type of machines which constitute it or as to their number.
The machines 101 and 102 are similar to those which are described in the disclosure of Swiss patent No. 420792 although they can be adapted for the machining of blanks in ferrous metals. In this case, the spindle speed is much lower, the turbine drive being replaced by a hydraulic motor drive, or the turbine speed can be lowered by a reduction gear; other constructive characters are also modified. Other machines, for example lathes, as long as they are numerically controlled, can also be located in the row for the production of turned parts. In this case, these machines must be capable of machining a blank fixed on a pallet, the pallet itself being mounted on the machine at the place normally intended to receive the blanks.
Likewise, milling machines or any other type of machine tool can be incorporated into the installation, which is very flexible.
The number of machines used is not limited to six: we can provide as many as we want but it is clear that in this case other characteristics of the installation will probably have to be modified to accommodate this number. increased machinery.
Computer operation
It is clear that the programming of the control computer 173, which is connected online, on the basis of daily work allows to ensure a regular load of the installation and to maintain a continuous flow of blanks through installation; this is due to the link that exists between the on-line computer 173 and the pilot computer 174 which allows each daily schedule to be modified to accommodate the changes that have been made to the previous schedule.
It should be noted that the link between the two computers 173 and 174 can take different forms.
The essential functions of unit 173 are simple: it must be able to emit control signals and transmit them, via cables and data transmission lines, to the various elements of the installation. , and this in the desired sequence, it must also be able to detect, from data supplied to it (via data transmission lines and cables), whether a correct and complete follow-up has been given to each of the control signals, which must be able to be carried out before proceeding with the transmission of a new control signal, otherwise this new signal could give rise to contradictory effects. If the data which is returned to it indicates that an incorrect and / or incomplete follow-up has been given, the unit 173 must emit, in one form or another, an error signal.
However, it is preferable that the unit
173 can perform certain calculations (or, more precisely, certain information processing operations) and it is programmed so that a logical decision can be taken when an error signal appears. These possibilities may even be such that the sequence originally planned for the operations of the installation can be reorganized in the event that this sequence should be disorganized during execution. This is interesting because of the interdependence that exists between machine tools and computer-controlled conveyors, on the one hand (the duration of operations carried out by machine tools and conveyors can be predicted with great precision), and human operators, on the other hand, whose behavior can only be predicted statistically.
Such a reorganization of the sequence of operations can however be a function reserved for the pilot computer 174: the latter can be permanently coupled to the unit 173 and used as an extension of the latter, in which case this unit 173 can be relatively simple. This, however, can only be profitable if the computer 174 is time-shared, that is to say if it can perform external work unrelated to the machining installation, being able to to interrupt this external work during the periods when the unit 173 requests (via the permanent connection) the intervention of the computer 174.
Teamwork
When describing the operation of the installation, it was assumed that the human operators assigned to the positioning of the blanks and the preparation of the boxes
worked eight hours in a twenty-four hour day and it is clear that this assumes that the machining operations required to manufacture the required parts are such that machine tools 101 to 106 can machine the work prepared by human operators in twenty-four hours in eight hours. But it is clear that if the throughput of parts is such that the human labor required to keep machine tools occupied exceeds eight hours, human operators can work longer, resorting to shift work. For example, two, or even three, eight-hour shifts per 24-hour day can be provided if necessary.