FR2564355A1

FR2564355A1 - Tool changing device for a milling machine with horizontal and vertical spindles.

Info

Publication number: FR2564355A1
Application number: FR8407885A
Authority: FR
Inventors: Gerard Albert Mic Neichthauser; Etienne Duran; Gabriel Aboulker
Original assignee: VERNIER SA
Current assignee: VERNIER SA
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1985-11-22
Also published as: FR2564355B1

Abstract

Tool changing device for milling machine, characterised in that the head with counter angle 20 is provided so as to bring the vertical spindle 21 into the same plane as the horizontal spindle 19 and in that tools 1 contained in cells 7 of a magazine 8 are preselected and brought to the spindle by an arm 22 which can be moved axially between a rest position a1 and a tool grasping position, this arm being transversely movable between a position for which the tool is introduced into the spindle and a position for which the tool is removed from the spindle, the said arm being further capable of being moved angularly so as to move the tool carried by the gripper 4 between one of the spindles of the machine and a cell 7a of the magazine 8.

Description

La présente invention concerne un nouveau dispositif de changement d'outil pour une machine de fraisage à broche horizontale et à broche verticale. The present invention relates to a new tool changing device for a horizontal spindle and vertical spindle milling machine.

Comme cela est bien connu des spécialistes lors de l'exécution d'une suite d'usinages, il est souvent nécessaire de changer les fraises de travail. Les fraises constituent des outils lourds et fragiles qui doivent être mis en place avec une grande précaution sur la broche de la machine et qui doivent être protégés lorsqu'ils sont inutilisés. As is well known to specialists when carrying out a series of machining operations, it is often necessary to change the working cutters. Milling cutters are heavy and fragile tools which must be placed with great care on the spindle of the machine and which must be protected when not in use.

Les outils devant être utilisés sont souvent mis en place dans un chargeur disposé à proximité de la machine de fraisage mais leur changement est réalisé le plus souvent de façon manuelle. The tools to be used are often placed in a loader located near the milling machine, but most often they are changed manually.

L'invention crée un nouveau dispositif de changement d'outil qui rend possible un changement complètement automatique de l'outil et cela que la machine de fraisage soit du type à broche horizontale ou du type à broche verticale ou encore que la machine comporte une broche horizontale et une tête intermédiaire à renvoi d'angle pour l'entrainement d'une broche verticale à partir de la broche horizontale. The invention creates a new tool change device which makes it possible to change the tool completely automatically, whether the milling machine is of the horizontal spindle or vertical spindle type or that the machine has a spindle. horizontal and an intermediate angle return head for driving a vertical spindle from the horizontal spindle.

Conformément à l'invention, le dispositif de changement d'outil pour machine de fraisage à broches horizontale et/ou verticale dans laquelle la broche verticale est entraînée par la broche horizontale par l'intermédiaire d'une tête de renvoi d'angle est caractérisé en ce que la tête de renvoi d'angle est prévue pour amener la broche verticale dans un même plan que la broche horizontale et en ce que des outils contenus dans des alvéoles d'un magasin sont pré-sélectionnés et amenés indifféremment à la broche verticale ou à la broche horizontale par un bras déplaçable axialement entre une position de repos et une position de prise d'outil, ce bras étant mobile transversalement entre une position pour laquelle l'outil est introduit dans la broche et une position pour laquelle l'outil est extrait de la broche, ledit bras étant en outre déplaçable angulairement pour déplacer l'outil porté par la pince entre l'une des broches de la machine et un alvéole du magasin. According to the invention, the tool changing device for a horizontal and / or vertical spindle milling machine in which the vertical spindle is driven by the horizontal spindle by means of an angle deflection head is characterized in that the angle gear head is designed to bring the vertical spindle in the same plane as the horizontal spindle and in that tools contained in cells of a magazine are pre-selected and brought indifferently to the vertical spindle or to the horizontal spindle by an arm movable axially between a rest position and a tool gripping position, this arm being movable transversely between a position for which the tool is inserted into the spindle and a position for which the tool is extracted from the spindle, said arm also being angularly displaceable to move the tool carried by the clamp between one of the spindles of the machine and a cell in the magazine.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Embodiments of the object of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawing.

La fig. 1 est une élévation partielle d'un outil utilisé sur la machine de fraisage de l'invention. Fig. 1 is a partial elevation of a tool used on the milling machine of the invention.

La fig. 2 est une élévation schématique de la machine selon l'invention. Fig. 2 is a schematic elevation of the machine according to the invention.

La fig. 3 est une vue de dessus de la machine selon la fig. 2. Fig. 3 is a top view of the machine according to FIG. 2.

Les fig. 4 et 4a sont respectivement une élévation partielle correspondant à la fig. 2 et un plan partiel correspondant à la fig. 3 et illustrant un développement. Figs. 4 and 4a are respectively a partial elevation corresponding to FIG. 2 and a partial plan corresponding to FIG. 3 and illustrating a development.

La fig. 5 est un plan vu de dessus à plus grande échelle illustrant des caractéristiques particulières de la machine de fraisage des figures précédentes. Fig. 5 is a plan seen from above on a larger scale illustrating particular characteristics of the milling machine of the previous figures.

Dans ce qui suit, le mot outil désigne un outil de fraisage 1 qui comporte, au-dessus de sa partie de travail, une partie annulaire 2 présentant une gorge 3 pour coopérer avec une ou des pinces 4, par exemple des pinces à verrouillage mécanique et à déverrouillage hydraulique du genre de celles qui sont utilisées sur les machines de transfert pour la mise en place et le retrait de pièces. Les outils sont, par exemple, surmontés par une partie tronconique 5 elle-même prolongée par un organe de verrouillage 6, par exemple une petite sphère prévue à l'extrémité d'une queue. In what follows, the word tool designates a milling tool 1 which comprises, above its working part, an annular part 2 having a groove 3 for cooperating with one or more pliers 4, for example pliers with mechanical locking and hydraulic unlocking of the kind used on transfer machines for the establishment and removal of parts. The tools are, for example, surmounted by a frustoconical part 5 itself extended by a locking member 6, for example a small sphere provided at the end of a tail.

La fig. 2 montre que les outils 1 sont destinés à être suspendus et verrouillés par l'organe 6 dans des alvéoles 7 d'un magasin constitué par un disque porte-outil 8. Fig. 2 shows that the tools 1 are intended to be suspended and locked by the member 6 in cells 7 of a magazine constituted by a tool-carrying disc 8.

De façon schématique, la fig. 2 montre que le disque porte-outil 8 est déplaçable en rotation par un moto-réducteur 9 pouvant amener le disque dans une position pré-sélectionnée dans laquelle le disque est verrouillé par un doigt 10 d'un vérin 11. Schematically, fig. 2 shows that the tool-carrying disc 8 is rotatable by a geared motor 9 which can bring the disc into a pre-selected position in which the disc is locked by a finger 10 of a jack 11.

L'ensemble décrit ci-dessus qui forme un magasin est supporté par un bâti 12 relié de façon appropriée au banc 13 de la machine de fraisage. The assembly described above which forms a store is supported by a frame 12 appropriately connected to the bench 13 of the milling machine.

De façon connue en soi le banc 13 de la machine de fraisage comporte un chariot 14, dit transversal, qui peut se déplacer transversalement par rapport au banc 13 qui le supporte. Le chariot 14 supporte une table 15 pouvant elle-même être déplacée longitudinalement, comme illustré par la flèche f1 à la fig. 2. In a manner known per se, the bench 13 of the milling machine comprises a carriage 14, called transverse, which can move transversely relative to the bench 13 which supports it. The carriage 14 supports a table 15 which can itself be moved longitudinally, as illustrated by the arrow f1 in FIG. 2.

Le banc 13 est muni d'un montant 16 pour un chariot vertical 17 qui peut donc être déplacé suivant la flèche ~2, par exemple au moyen d'une vis et d'une chaine à contrepoids 18. The bench 13 is provided with an upright 16 for a vertical carriage 17 which can therefore be moved along the arrow ~ 2, for example by means of a screw and a counterweight chain 18.

Le chariot 14, la table 15 et le chariot 17 permettent, par conséquent, des déplacements suivant trois axes de coordonnées X, Y, Z. The carriage 14, the table 15 and the carriage 17 therefore allow movement along three axes of coordinates X, Y, Z.

Dans la réalisation suivant les fig. 2 et 3, le chariot 17 comporte un moteur, non représenté, pour l'entrainement d'une broche horizontale 19 destinée à recevoir à chaque fois un outil 1 qui lui est amené, com- me décrit dans ce qui suit, à partir d'un des alvéoles 7 du disque 8, l'outil précédemment en place dans la broche 19 étant ramené dans un autre alvéole 7 du disque 8. In the embodiment according to FIGS. 2 and 3, the carriage 17 comprises a motor, not shown, for driving a horizontal spindle 19 intended to receive each time a tool 1 which is brought to it, as described in the following, from one of the cells 7 of the disk 8, the tool previously in place in the spindle 19 being brought back into another cell 7 of the disk 8.

Les fig. 4 et 4a illustrent un développement suivant lequel une tête à renvoi d'angle 20 est rapportée sur le chariot 17 et comporte une broche verticale 21. Figs. 4 and 4a illustrate a development according to which an angular head 20 is attached to the carriage 17 and comprises a vertical pin 21.

La tête à renvoi d'angle 20 est réalisée de façon que la broche verticale 21 puisse être amenée dans le même plan que la broche horizontale 19 qui sert à son entrat- nement.The bevel head 20 is designed so that the vertical spindle 21 can be brought into the same plane as the horizontal spindle 19 which is used for driving it.

La broche verticale 21 est amenée, soit par une commande manuelle, soit par une commande asservie dans le plan de la broche horizontale 19 lorsqu'il y a lieu de changer l'outil relié à la broche. The vertical spindle 21 is brought in, either by a manual command, or by a controlled command in the plane of the horizontal spindle 19 when it is necessary to change the tool connected to the spindle.

Un bras coulissant 22, par exemple télescopique, est muni à une extrémité d'une pince 4, d'un type connu dans la technique, à verrouillage mécanique et à déverrouillage hydraulique qui est destinée à coopérer avec la gorge 3 de l'outil 1. Le bras télescopique 22 est porté par un corps 23 qui est calé sur un arbre 24 pouvant être pivoté d'un angle i suffisant pour que la pince 4 puisse passer depuis la position qu'occupe la broche verticale 21 (fig. 4a) jusqu'd la position de l'alvéole 7a (fig. 4a), c'est-à-dire environ 1200
L'arbre 24 est porté par une pièce coulissante 25 (fig. 5) guidée sur des colonnes 26 et la pièce 25 peut être déplacée le long desdites colonnes 26 en entraînant le bras télescopique 22 au moyen d'un vérin 27.A sliding arm 22, for example telescopic, is provided at one end with a clamp 4, of a type known in the art, with mechanical locking and hydraulic unlocking which is intended to cooperate with the groove 3 of the tool 1 The telescopic arm 22 is carried by a body 23 which is wedged on a shaft 24 which can be pivoted by an angle i sufficient for the clamp 4 to pass from the position occupied by the vertical spindle 21 (fig. 4a) up to 'd the position of the cell 7a (fig. 4a), that is to say about 1200
The shaft 24 is carried by a sliding part 25 (FIG. 5) guided on columns 26 and the part 25 can be moved along said columns 26 by driving the telescopic arm 22 by means of a jack 27.

Les colonnes 26 et le vérin 27 sont portés par une chape 28 qui est articulée sur des axes 29, eux-mêmes portés par le banc 13 de la machine. Un vérin 30 relie le banc de la machine à la chape 28 pour commander son pivotement suivant un angle de 900. The columns 26 and the jack 27 are carried by a yoke 28 which is articulated on axes 29, themselves carried by the bench 13 of the machine. A jack 30 connects the machine bench to the yoke 28 to control its pivoting at an angle of 900.

Ce qui précède montre que le bras télescopique 22 portant la pince 4 peut déplacer celle-ci le long d'une course a (fig. 5), que le bras 22 peut être pivoté par l'arbre 24 d'un angle , que le bras peut être déplacé entre deux positions 22 et 22a en agissant sur le vérin 27 et que la chape 28, lorsqu'elle est commandée par le vérin 30, peut faire basculer le bras 22 de 900 pour amener la pince 4 qu'il porte depuis la position pour laquelle la pince 4 est en regard de la broche verticale 21 (fig. 4, 4a)jusqu'à la position pour laquelle la pince est en regard de la broche horizontale 19 (fig. 2, 3), ce qui doit être produit lorsque la tête à renvoi d'angle 20 est retirée. The above shows that the telescopic arm 22 carrying the clamp 4 can move it along a stroke a (fig. 5), that the arm 22 can be pivoted by the shaft 24 by an angle, that the arm can be moved between two positions 22 and 22a by acting on the jack 27 and that the yoke 28, when controlled by the jack 30, can cause the arm 22 to tilt 900 to bring the clamp 4 which it carries from the position for which the clamp 4 is opposite the vertical pin 21 (fig. 4, 4a) to the position for which the clamp is opposite the horizontal pin 19 (fig. 2, 3), which must be produced when the bevel head 20 is removed.

Le fonctionnement de la machine est le suivant. The operation of the machine is as follows.

En considérant que la machine est munie de la tête à renvoi d'angle 20 et travaille au moyen de la broche verticale 21, le bras 22 se trouve dans la position illustrée aux fig. 4a et 5. La pince 4 est éloignée de la broche 21 et se trouve à la position a1. Il y a tout d'abord déplacement longitudinal du bras 22 vers l'outil porté par la broche 21. Pendant le déplacement le déverrouillage de la pince 4 est produit. En fin de course a la pince 4 assure la prise et le verrouillage de l'outil 1 en passant dans la gorge 3 de celui-ci. Le vérin 27 est ensuite actionné ce qui provoque la descente du bras 22 de la position 22 à la position 22a (fig. 4) et donc l'extraction de l'outil qui a au préalable été déverrouillé de la broche 21.Considering that the machine is provided with the bevel head 20 and works by means of the vertical spindle 21, the arm 22 is in the position illustrated in FIGS. 4a and 5. The clamp 4 is moved away from the pin 21 and is in position a1. First of all, there is a longitudinal movement of the arm 22 towards the tool carried by the spindle 21. During the movement, the unlocking of the clamp 4 is produced. At the end of the stroke, the clamp 4 takes hold of and locks the tool 1 by passing through the groove 3 thereof. The jack 27 is then actuated, which causes the arm 22 to descend from the position 22 to the position 22a (FIG. 4) and therefore the extraction of the tool which has previously been unlocked from the spindle 21.

Le bras 22 est ensuite ramené à la position la puis l'arbre 24 pivote de l'angle O(. . A la fin du pivotement, le bras 22 est avancé vers le disque 8 formant magasin. Pendant ce mouvement la pince 4 est déverrouillée mais l'outil est toujours maintenu puisque la pince est logée dans la gorge 3. Finalement, le bras est ramené de la position 22a (fig. 4) à la position 22 ce qui a pour effet d'engager l'outil 1 par son ensemble de verrouillage 6 dans l'alvéole 7a du disque formant magasin dans lequel l'outil est ainsi de nouveau verrouillé. Le mouvement suivant consiste à reculer le bras 22 pour amener de nouveau la pince 4 à la position a1. The arm 22 is then brought back to the position 1a then the shaft 24 pivots by the angle O (. At the end of the pivoting, the arm 22 is advanced towards the disc 8 forming a magazine. During this movement the clamp 4 is unlocked but the tool is still held since the clamp is housed in the groove 3. Finally, the arm is brought back from position 22a (fig. 4) to position 22, which has the effect of engaging tool 1 by its locking assembly 6 in the recess 7a of the magazine disc in which the tool is thus again locked in. The next movement consists in moving the arm 22 back to bring the clamp 4 again to the position a1.

Si un nouvel outil doit être ramené à la broche 21, il y a rotation du disque 8 formant magasin pour amener outil sélectionné à la position qu'occupait l'alvéole 7a (fig. 4a), cela est exécuté par le moteur 9, le disque 8 étant immobilisé en position correcte par le vérin de centrage 11 à doigt 10. Les opérations décrites dans ce qui précède se reproduisent mais dans l'ordre opposé. If a new tool has to be brought back to spindle 21, there is rotation of the disc 8 forming a magazine to bring the selected tool to the position occupied by the cell 7a (FIG. 4a), this is carried out by the motor 9, the disc 8 being immobilized in the correct position by the centering cylinder 11 with finger 10. The operations described in the foregoing are repeated but in the opposite order.

Lorsque la tête de renvoi d'angle 20 est retirée et que la machine travaille avec la broche horizontale 19, on agit sur le vérin 30 pour faire pivoter la chape 28 de 900 ce qui a pour effet de faire basculer d'un même angle le bras 22 et son corps 23. La longueur des bras de la chape est choisie pour que la pince 4 vienne exactement en coincidence avec la broche horizontale 19 (fig. 2 et 3). When the bevel head 20 is removed and the machine works with the horizontal spindle 19, the cylinder 30 is acted on to rotate the yoke 28 by 900 which has the effect of tilting the same arm 22 and its body 23. The length of the arms of the yoke is chosen so that the clamp 4 comes exactly in coincidence with the horizontal pin 19 (fig. 2 and 3).

Le fonctionnement est le même que celui décrit ci-dessus mais la chape est à nouveau basculée après extraction de l'outil de la broche 19 pour permettre le rangement de l'outil dans l'alvéole 7 sélectionné
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. The operation is the same as that described above but the yoke is tilted again after extraction of the tool from the spindle 19 to allow the storage of the tool in the cell 7 selected
The invention is not limited to the embodiments shown and described in detail since various modifications can be made thereto without departing from its scope.

Claims

1 - Tool changing device for horizontal and / or vertical spindle milling machine in which the vertical spindle (21) is driven by the horizontal spindle (19) by means of an angle head ( 20), characterized in that the angle head (20) is designed to bring the vertical spindle (21) in the same plane as the horizontal spindle (19) and in that tools (1) contained in cells (7) of a magazine (8) are preselected and brought either to the vertical spindle (21) or to the horizontal spindle (19) by an arm (22) axially movable between a rest position (a1) and a tool gripping position, this arm being movable transversely between a position for which the tool is inserted into the spindle and a position for which the tool is extracted from the spindle, said arm being furthermore angularly displaceable to move the tool carried by the clamp (4) between one of the machine spindles and a cell (7a) from the store (8).

2 - Device according to claim T; characterized in that the arm (22) is slidably mounted relative to a body (23) to allow its axial movement displacing the clamp (4) which it carries from the position occupied by the tool in one of the machine spindles to a rest position (a) D

3 - Device according to claim 1 or 2, characterized in that the body (23) of the arm (22) is mounted on a shaft (24) making it pivot by an angle 0t defining the positions of successive alignments of the arm ( 22) with one of the machine spindles and with that of the cells (7a) in which a tool (1) must be put in place, respectively removed.

4 - Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shaft (24) is supported by a sliding part (25) actuated by a jack (27) to cause the displacement of the arm (22) and of the clamp (4) which it carries from a position for which the clamp (4) is in engagement with the mounted tool, either in one of the spindles of the machine, or placed in one of the cells of the magazine (8) to a position (22a) for which the tool is respectively extracted from the spindle of the machine or extracted from the cell (7a) of the magazine (8).

5 - Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sliding part (25) is carried by an articulated yoke controlled by a jack (30) causing the body (23) to tilt over the arm (22) and of the pliers (4) between a plane corresponding to the grip, respectively to the withdrawal, of a tool from the vertical spindle (21) and a plane corresponding to the grip, respectively to the removal, of a tool from the horizontal spindle ( 19).

6 - Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magazine consists of a disc (8) having cells (7) and is moved by a gear motor bringing any of the tools to a preset position.