EP1851001B1

EP1851001B1 - Machine transfert pour la production de mèches ou forets

Info

Publication number: EP1851001B1
Application number: EP06705346A
Authority: EP
Inventors: Michel Rollier
Original assignee: Rollomatic SA
Current assignee: Rollomatic SA
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP2008531300A; WO2006089444A1; TW200633812A; CN101128283A; EP1851001A1; KR20070100933A; DE602006019552D1; EP1695793A1; ATE494983T1

Description

Domaine technique

La présente invention concerne une machine transfert pour la production de mèches ou forets.

Arrière-plan de l'invention

Les machines transfert comportent plusieurs stations agencées pour effectuer simultanément diverses opérations en séquences automatisées. C'est notamment le cas pour les machines destinées à assurer la production en grandes séries de pièces de petits diamètres comme les mèches ou forets spécialement conçus pour des opérations dites PCB soit le perçage de circuits imprimés. La production de tels forets, destinés à des industries de grande consommation, nécessite des machines capables d'assurer leur production dans des conditions d'efficacité et de précision aussi élevées que possible.
Les opérations successives que doivent effectuer ces machines à chaque cycle sont les suivantes :

chargement de l'ébauche de foret
taillage du filet (goujure)
affûtage
détalonnage
dégagement arrière (aussi appelé undercut)
contrôle de l'outil
déchargement.

Le document US-A-2003/060133 décrit une machine à station unique où toutes les opérations prévues se déroulent successivement sur une même ébauche.
Les machines transfert à quatre ou même cinq stations sont courantes et on sait qu'il est judicieux d'organiser la séquence des opérations de manière à n'utiliser qu'un nombre minimal de stations et à répartir les différentes opérations en fonction de leurs durées, de manière que le temps du cycle complet assure une productivité optimale.
Ces règles placent le concepteur devant un certain nombre de difficultés, les solutions qui paraissent judicieuses se heurtant dans certains cas à des impossibilités pratiques. Dans le cas de la production de forets de petit diamètre on peut regrouper le chargement, le contrôle et le déchargement sur une même station équipée d'un robot manipulateur, mais l'utilisation d'une machine à quatre stations n'est alors possible que par le biais d'une opération en reprise pour le dégagement arrière.
Dans le but de remédier à cette difficulté, la présente invention propose une machine transfert dans laquelle le détalonnage et le dégagement arrière sont réalisés dans la même station de sorte que le cycle de production complet peut se réaliser en quatre stations. La séquence des opérations se détaille dès lors de la façon suivante :

Station 1 : chargement
Station 2 : taillage
Station 3 : affûtage
Station 4 : détalonnage et dégagement arrière
Station 1 : contrôle de bris d'outils et déchargement.

Résumé de l'invention

A cet effet, la présente invention concerne une machine transfert à plusieurs stations pour l'usinage de forets caractérisée en ce que, pour effectuer des opérations successives de détalonnage et de dégagement arrière sur les dits forets, elle comporte une station combinée ayant une base unique et effectuant ces deux opérations dans la même position de cette base.
La dite station combinée comporte de préférence une broche rotative montée sur un support composite mobile soumis à l'action d'une commande numérique, deux meules coaxiales étant fixées sur l'axe de la broche.
Selon un mode d'exécution, le support composite mobile comporte un secteur de cercle monté de façon à pivoter autour d'un axe vertical sur une table mobile sur la base, une structure verticale solidaire du secteur de cercle et une coulisse verticale mobile sur la dite structure et portant la broche, l'axe de cette dernière étant horizontal.
L'une des deux meules fixées sur l'axe de la broche peut être une meule de détalonnage, l'agencement du support composite étant tel que l'axe de pivotement du secteur de cercle coupe l'axe de la broche dans le plan de cette meule.
La table peut être montée sur une coulisse horizontale se déplaçant dans une direction qui, pour une position déterminée du secteur de cercle, est parallèle à l'axe de la broche, la coulisse étant supportée et guidée par la dite base.
La table montée sur la coulisse horizontale de la base peut comporter plusieurs rainures en arc de cercle centrées sur l'axe de pivotement du secteur de cercle, ce dernier étant équipé, dans sa face tournée vers la dite table, de pistons de blocage à profils en T engagés dans les dites rainures pour assurer le blocage (passif) du secteur.
La seconde meule pouvant être une meule de dégagement arrière et pouvant être fixée coaxialement devant la meule de détalonnage sur l'axe de la broche, la dite position déterminée du secteur de cercle est celle qui correspond à, l'opération de dégagement arrière, l'axe de la broche étant parallèle à la direction de déplacement de la coulisse horizontale sur la base.
Le secteur de cercle peut être relié à la table par un axe de pivotement vertical, des pistons de blocage et par un système d'entraînement supporté par la table, constitué lui-même d'un moteur à pignon cranté d'axe vertical placé entre deux pignons tendeurs, et d'une courroie plaquée contre la tranche en arc de cercle du secteur, fixée par ses deux extrémités à cette tranche et passant dans le système d'entraînement formé par le pignon cranté et ses deux pignons tendeurs, le système d'entraînement du secteur de cercle pouvant être agencé de telle manière que, par rotation de ce secteur autour de son axe de pivotement, l'axe de la broche porte meules puisse être amené dans une orientation qui fait avec la direction de déplacement de la coulisse horizontale un angle correspondant environ à l'inclinaison des spires des filets du foret par rapport à l'axe de ce dernier, de manière à passer de l'opération de détalonnage à l'opération de dégagement arrière ou vice versa.
Le système d'entraînement en rotation du secteur de cercle peut posséder un moteur à commande numérique, la commande des opérations de détalonnage et de dégagement arrière pouvant être incorporée à un programme entièrement automatique de commande de la machine transfert permettant la production automatisée des forets.

Brève description des dessins

On décrit ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention, les parties de cette machine nécessaires à la compréhension des opérations étant représentées sur le dessin annexé, dans lequel :

la fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un foret,
la fig. 2 est une vue en perspective d'une partie de la machine transfert montrant la station combinée, sans la broche,
la fig. 3 est une vue en plan de dessous, montrant le secteur de cercle portant le socle de la broche, avec ses moyens d'entraînement,
la fig. 4 est une vue partielle, en perspective, à échelle agrandie, montrant la broche montée sur son socle,
les fig. 5 et 6 sont des vues en perspectives de la station combinée dans ses deux positions de travail, la base et la coulisse horizontale étant dans les mêmes positions, et
la fig. 7 est une vue d'ensemble d'une machine transfert comportant la station combinée illustrée à la fig. 2.

Description détaillée de l'invention

Un exemple de machine transfert selon l'invention est représenté à la fig. 7. Cette machine transfert comprend une station de chargement 51, une station de taillage 52, une station d'affûtage 53 et une station combinée de détalonnage et dégagement arrière 54. Une table rotative 55 est disposée au centre de la machine et comprend notamment quatre pinces porte-pièce 56, 57, 58 et 59, destinées à présenter simultanément quatre forets aux outils des quatre stations de la machine.
Les forets 1 sont montés dans les pinces porte-pièce de la machine transfert de façon à pouvoir être présentés aux outils des différentes stations et effectuer certains mouvements de rotation, selon les programmes prévus. Chaque foret comporte une tige cylindrique 1 (fig. 1) sur laquelle on reconnaît les différentes surfaces efficaces qui apparaissent une fois toutes les opérations terminées. Leurs dénominations sont les suivantes : une surface hélicoïdale de guidage 2 divisée en deux bandes de faible largeur, appelées témoins cylindriques, deux goujures 3, résultant du taillage en hélice, deux surfaces cylindro-ogivales 4 de détalonnage à l'extrémité active de la pièce, une surface cylindrique 5 de diamètre légèrement inférieur à celui des surfaces 2, formant le dégagement arrière, cette surface étant réduite à deux bandes hélicoïdales par le goujurage 3 et s'étendant jusqu'à l'extrémité arrière de la pièce, deux portions de surfaces 6 prolongeant le détalonnage et correspondant à un affûtage secondaire et deux surfaces pyramidales 7 prolongeant les surfaces 2 de guidage et correspondant à un affûtage primaire de la pointe. Toutes ces surfaces sont formées par des meules de rectifiage appropriées dans les différentes stations de la machine comme indiqué précédemment.
On décrit maintenant la station combinée 54 de détalonnage et de dégagement arrière, représentée en perspective à la fig. 2. Une base fixe 8 porte une coulisse horizontale 9 qui, lorsque la pièce à usiner 1 et la station combinée sont en position relative de dégagement arrière, se déplace parallèlement à l'axe de la pièce. Sur la coulisse 9 est fixée une table 10 dont la surface supérieure plane présente quatre rainures 11, 12, 13, 14 à profil en rail, concentriques, de différentes longueurs, et de différents diamètres. A son extrémité arrière la table 10 porte un bâti de moteur 15 contenant, comme on le verra plus loin, un moteur d'entraînement à pignon cranté d'axe vertical et deux pignons tendeurs de déplacement d'une plaque en forme de quart de cercle 16 faisant partie d'un support composite mobile sur lequel est montée la broche porte-meules. Le secteur de cercle pivotant 16, également visible aux fig. 3 à 7, comporte une branche radiale 17. A son extrémité celle-ci est percée d'un trou pour l'engagement d'un pivot d'axe vertical 19 fixé à la table 10 précisément au point central des rainures 11 à 14. La fig. 3 montre cette disposition en détail. Le secteur de cercle 16 porte sur sa face arrière quatre pistons de blocage 20, 21, 22, 23 à profil en T engagés chacun dans une des rainures 11, 12, 13 et 14. La rotation de cette pièce 16 est parfaitement guidée concentriquement à l'axe 19 par le glissement de sa face inférieure sur la face supérieure de la pièce 10. La surface latérale 18 du secteur de cercle 16 est une surface cylindrique formant sa tranche, également centrée sur l'axe 19 et contre laquelle est appuyée une courroie crantée 24 dont les deux extrémités sont fixées aux points 25 et 26 sur les côtés à angle droit de la pièce 16 en laissant suffisamment de longueur libre pour que la courroie 24 puisse passer sur le pignon cranté 27 et sur les pignons tendeurs 28 et 29 du système d'entraînement du secteur de cercle 16 (fig. 3). On comprend que le bâti 15 (fig.2) contient un moteur d'entraînement 49 avec un circuit de commande capable de faire tourner le pignon moteur 27 et pivoter à volonté le secteur de cercle 16 du support composite mobile portant la broche. Cette opération se réalise avec grande précision autour de l'axe du pivot 19.
En se référant aux fig. 2 et 4 on voit que le secteur de cercle pivotant 16 porte un support prismatique 30 équipé d'une coulisse verticale 31, dont la partie mobile comporte une plaque plane 32 à laquelle est fixé un support de broche 33 avec un couvercle articulé 34 se verrouillant au moyen d'un mécanisme 35, qui fixe une broche cylindrique 36 de manière que son axe soit parfaitement horizontal par rapport au plan du secteur tournant 16. A son extrémité avant, l'axe de la broche 36 porte un disque d'entraînement 37, vu partiellement en coupe à la fig. 4 et dont est solidaire un embout 38 avec un prolongement central. Le dit embout 38 est agencé de façon à constituer un premier couple de surfaces, à savoir une surface frontale 39b et une surface cylindrique externe 39. Le prolongement de l'embout comporte d'autre part un logement agencé de façon à constituer un second couple de surfaces, à savoir une surface cylindrique interne 40, parallèle à la surface 39, et une surface frontale 40b, parallèle à la surface 39b. Le premier couple de surfaces sert d'assise à une première meule profilée 41 tandis que le second couple de surfaces reçoit et guide la partie arrière d'un moyeu 42 supportant sur son assise cylindrique 43 une seconde meule profilée 44. Une vis 45 à épaulement arrière et deux écrous 46 et 47 fixent respectivement le moyeu 42 et les meules 41 et 44 par rapport à l'embout 38 lui-même solidaire du disque 37. La commande du moteur 48 d'entraînement de la broche 36 est incorporée à la commande générale programmée de la machine transfert. Les deux meules 41 et 44 sont parfaitement centrées sur l'axe de la broche, lequel est lui-même horizontal. La meule 41 est ajustée pour l'opération de détalonnage. L'axe 19 se trouve dans le plan de cette meule et coupe l'axe de la broche. La meule 44 effectue l'opération de dégagement arrière. Elle est placée à une distance de la meule 41 suffisante pour que le déplacement radial de la coulisse horizontale 9 permette le dégagement arrière sur toute la longueur de la pièce. Les positions des divers organes de la station combinée lors des deux opérations sont représentées aux fig. 5 et 6. La position de la fig. 5 correspond au détalonnage. La pièce à usiner étant parallèle au sens de déplacement de la coulisse horizontale, l'angle du plan de la meule 41 correspond à l'inclinaison des surfaces hélicoïdales 2. La broche peut être élevée ou abaissée au cours de l'opération, si nécessaire, de manière à réaliser les surfaces 4. Pour le dégagement arrière il faut amener la broche dans la position de la fig. 6, son axe étant parallèle à celui de la pièce. Le plan de la meule 44 est alors perpendiculaire à cet axe et le déplacement de la coulisse horizontale, combiné à la rotation de l'outil, assure l'enlèvement de matière sur la périphérie du noyau du foret, jusqu'à la profondeur voulue pour la formation des surfaces 5.
Comme on le voit, un des avantages de la présente invention est qu'il permet d'adjoindre à une machine transfert d'un type éprouvé des éléments qui assurent deux opérations différentes dans une même station. En particulier, dans les machines de transfert pour la production de forets de petits diamètres, les opérations de taillage et d'affûtage sont les plus gourmandes en temps. En revanche, l'opération de détalonnage, qui consiste en un faible enlèvement de matière sur une courte distance, de même que l'opération de dégagement arrière qui consiste en un faible enlèvement de matière, ne nécessitent toutes deux que des temps d'opération réduits, dont la somme est inférieure ou égale au temps de taillage ou d'affûtage. La possibilité de grouper les deux opérations de détalonnage et de dégagement arrière dans une même station se révèle par conséquent judicieuse. En d'autres termes l'idée de réaliser une station combinée effectuant deux opérations successives et distinctes permet d'organiser le travail de la machine en améliorant l'efficacité d'ensemble, tout en conservant les qualités de précision de la machine de base. Il suffit que cette dernière soit une machine à quatre stations. Par ailleurs la conformation générale de la machine n'est pas critique. Les stations peuvent être montées sur un carrousel d'axe vertical ou horizontal, tournant autour de la pince porte-pièce ou disposées différemment.

Claims

Machine transfert (50) à plusieurs stations (51, 52, 53, 54) destinée à l'usinage de forets, caractérisée en ce que, pour effectuer des opérations successives de détalonnage et de dégagement arrière sur les dits forets, elle comporte une station combinée (54) ayant une base unique (8) et effectuant ces deux opérations dans la même position de cette base.
Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dite station combinée comporte une broche rotative (36) montée sur un support composite mobile (9, 10, 16, 30, 32) soumis à l'action d'une commande numérique, et en ce que deux meules coaxiales (41, 44) sont fixées sur l'axe de la broche.
Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le support composite mobile comporte un secteur de cercle (16) monté de façon à pivoter autour d'un axe vertical (19) sur une table (10) mobile sur la base (8), une structure verticale (30, 31) solidaire du secteur de cercle (16) et une coulisse verticale (32) mobile sur la dite structure (30, 31) et portant la broche (36), l'axe de cette dernière étant horizontal.
Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'une (41) des deux meules fixées sur l'axe de la broche étant une meule de détalonnage, l'agencement du support composite est tel que l'axe de pivotement (19) du secteur de cercle (16) coupe l'axe de la broche dans le plan de cette meule.
Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la table (10) est montée sur une coulisse horizontale (9) se déplaçant dans une direction qui, pour une position déterminée du secteur de cercle, est parallèle à l'axe de la broche, la coulisse (9) étant supportée et guidée par la dite base (8).
Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la table (10) montée sur la coulisse horizontale (9) de la base (8) comporte plusieurs rainures en arc de cercle (11 à 14) centrées sur l'axe de pivotement (19) du secteur de cercle, ce dernier étant équipé, dans sa face tournée vers la dite table, de pistons de blocage (20 à 23) à profils en T engagés dans les dites rainures pour assurer le blocage (passif) du secteur (16).
Machine selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la seconde meule (44) étant une meule de dégagement arrière et étant fixée coaxialement devant la meule de détalonnage (41) sur l'axe de la broche (36), la dite position déterminée du secteur de cercle est celle qui correspond à l'opération de dégagement arrière, l'axe de la broche étant parallèle à la direction de déplacement de la coulisse horizontale (9) sur la base (8).
Machine selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le secteur de cercle (16) est relié à la table (10) par un axe de pivotement vertical (19), des pistons de blocage (20 à 23) et par un système d'entraînement (15) supporté par la table, constitué lui-même d'un moteur (49) à pignon cranté (27) d'axe vertical placé entre deux pignons tendeurs (28, 29), et d'une courroie (24) plaquée contre la tranche (18) en arc de cercle du secteur (16), fixée par ses deux extrémités à cette tranche et passant dans le système d'entraînement formé par le pignon cranté et ses deux pignons tendeurs.
Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que le système (15) d'entraînement du secteur de cercle (16) est agencé de telle manière que, par rotation de ce secteur autour de son axe de pivotement (19), l'axe de la broche porte meules puisse être amené dans une orientation qui fait avec la direction de déplacement de la coulisse horizontale (9) un angle correspondant environ à l'inclinaison des spires des filets (2) du foret par rapport à l'axe de ce dernier, de manière à passer de l'opération de détalonnage à l'opération de dégagement arrière ou vice versa.
Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système (15) d'entraînement en rotation du secteur de cercle (16) possède un moteur (49) à commande numérique.
Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la commande des opérations de détalonnage et de dégagement arrière est incorporée à un programme entièrement automatique de commande de la machine transfert permettant la production automatisée des forets.