FR2713530A1 - Machine-outil à tête multibroche. - Google Patents

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Abstract

Une machine-outil à tête multibroche (10) comporte une colonne (12), plusieurs têtes multibroches (16) ayant chacune plusieurs outils (14), un passage d'avance annulaire (18) supportant les têtes multibroches (16), un élément de guidage mobile (42a, 42b) qui est mobile horizontalement en arrière et en avant afin d'interconnecter des extrémités des éléments de guidage fixes supérieurs et inférieurs (36a, 36b, 38a, 38b) à proximité d'une position d'usinage, des moyens d'avance (21a, 21b) pouvant circuler le long du passage d'avance annulaire (18) afin de déplacer les têtes multibroches (16), une unité d'actionnement (19, 20) destinée à positionner une tête multibroche (16) maintenue sur l'élément de guidage mobile (42a, 42b) dans la position d'usinage, et faire tourner les outils (14) de ladite tête multibroche (16), et une table (22) ayant un support de fixation (24) destiné à supporter une pièce (W) devant être usinée par les outils (14).

Description

La présente invention se rapporte à une machine-outil à tête multibroche
destinée à amener une tête parmi plusieurs têtes multibroches dans une position d'usinage et à mettre en oeuvre une unité d'actionnement afin d'entralner plusieurs outils de la
tête multibroche dans la position d'usinage.
Les machines-outils à tête multibroche ayant plusieurs têtes multibroches avec chacune plusieurs outils destinés à effectuer simultanément différents processus d'usinage ont connu jusqu'à présent une utilisation importante. Afin d'usiner différentes pièces, une machine-outil à tête multibroche connue possède plusieurs têtes multibroches, et une des têtes multibroches souhaitée est placée dans une position
d'usinage de façon à usiner simultanément les pièces.
Du fait que les têtes sont habituellement avancées suivant un passage de circulation horizontal, la machine-outil à tête multibroche est d'une taille
particulièrement importante.
La publication de modèle d'utilité japonais N 58-52003, par exemple, divulgue un appareil qui possède une tourelle pouvant tourner autour d'un arbre de support qui est incliné à 45 par rapport à l'horizontale. La tourelle possède plusieurs supports de tête d'outil supportant chacun une tête multibroche montée dessus. Lorsque la tourelle est déplacée angulairement sur un certain angle, une des têtes multibroches est positionnée dans une attitude d'usinage horizontale alors que les autres têtes multibroches sont positionnées dans une attitude
d'échange verticale.
Dans la machine-outil à tête multibroche connue, une tête multibroche souhaitée doit être enlevée du passage de circulation le long duquel sont avancées de manière successive les têtes multibroches, et être installée sur un dispositif d'actionnement qui se trouvent dans la position d'usinage. Le processus d'échange de têtes multibroches est par conséquent complexe, abaissant le rendement de la machine-outil, en particulier lorsque plusieurs processus d'usinage
différents doivent être réalisés sur des pièces.
Selon la publication ci-dessus, les têtes multibroches sont orientées de manière successive de la direction horizontale vers la direction verticale lorsque la tourelle tourne. Par conséquent, si des copeaux ou un fluide d'usinage produits lors d'un processus d'usinage sont appliqués sur la tête multibroche dans la position d'usinage, les copeaux ou le fluide d'usinage tendent alors à entrer dans la tête multibroche après le processus d'usinage. Ceci est dû au fait que, lorsque les outils s'arrêtent de tourner, la pression interne de la tête multibroche diminue lorsque la température descend, ce qui tend à aspirer le fluide d'usinage appliqué sur les broches externes travers les joints des broches. Il en résulte que l'huile lubrifiante dans la tête multibroche est
mélangée au fluide d'usinage introduit.
Si des copeaux sont appliqués sur les outils des têtes multibroches, les pièces peuvent souffrir de défauts d'usinage à cause des copeaux lorsqu'elles sont
usinées par ces outils.
Une table destinée à maintenir les pièces est mobile de façon alternative le long d'un plan horizontal sur une colonne. Des copeaux et du fluide d'usinage sont susceptibles d'être appliqués sur la table, et le fluide d'usinage se fraye un chemin dans des zones de glissement dans un guide linéaire et une table rotative, ce qui tend à affecter de manière
défavorable l'huile de lubrification.
Selon la publication ci-dessus, par ailleurs, une paire de bras sur un dispositif de changement de tête multibroche tourne sur 1800 tout en saisissant des têtes d'outil au-dessus de la machine-outil et d'un magasin. Du fait que l'espace nécessaire pour que les bras tournent est important, le dispositif de
changement de tête multibroche est par conséquent lui-
même d'une taille importante.
C'est par conséquent -un but de la présente invention que de procurer une machine-outil à tête multibroche qui est capable d'avancer plusieurs têtes multibroches le long d'un passage de circulation annulaire, de positionner et d'ancrer rapidement et très précisément une tête multibroche souhaitée dans une position d'usinage, et d'empêcher efficacement des copeaux et du fluide d'usinage d'être appliqués sur les
têtes multibroches et une table.
Un autre but de la présente invention est de procurer un dispositif de changement automatique de tête multibroche qui occupe un relativement faible espace et peut changer efficacement les têtes
multibroches en un temps court.
Afin d'atteindre les buts ci-dessus, il est prévu selon la présente invention une machine-outil à tête multibroche comportant une colonne, plusieurs têtes multibroches ayant chacune plusieurs outils et un élément d'engagement, un passage d'avance annulaire supportant les têtes multibroches pour un mouvement de circulation le long de celui-ci, le passage d'avance annulaire ayant une paire d'éléments de guidage fixes supérieurs et inférieurs supportés sur la colonne, et un élément de guidage mobile qui est mobile horizontalement en arrière et en avant afin d'interconnecter des extrémités des éléments de guidage fixes supérieurs et inférieurs à proximité d'une position d'usinage, un dispositif d'actionnement rotatif, des moyens d'avance disposés autour du passage d'avance annulaire et pouvant circuler le long du passage d'avance annulaire grâce au dispositif d'actionnement rotatif afin de déplacer les têtes multibroches le long du passage d'avance annulaire, une unité d'actionnement montée sur la colonne en association avec l'élément de guidage mobile afin de positionner une des têtes - multibroches qui est maintenue sur l'élément de guidage mobile dans la position d'usinage, et faire tourner les outils de ladite tête multibroche, et une table montée sur un côté de la colonne et mobile horizontalement en arrière et en avant, la table ayant un support de fixation destiné à supporter une pièce devant être usinée par
les outils de ladite tête multibroche.
Les moyens d'avance peuvent comprendre un élément denté qui peut être entralné en rotation par le dispositif d'actionnement rotatif, un élément de circulation qui circule en engagement avec l'élément denté, et plusieurs éléments d'avance pouvant être engagés avec les éléments d'engagement respectifs des têtes multibroches afin de faire circuler les têtes multibroches, les éléments d'avance pouvant être
désengagés des éléments d'engagement.
L'unité d'actionnement peut comprendre des moyens de positionnement temporaire destinés à engager l'élément d'engagement de ladite tête multibroche afin de positionner temporairement ladite tête multibroche dans la position d'usinage lorsque l'élément de guidage mobile est déplacé horizontalement vers l'intérieur
hors du passage d'avance annulaire.
Les moyens de positionnement temporaire peuvent comprendre un axe de positionnement temporaire fixé sur la colonne à proximité de l'élément de guidage mobile pour engagement avec l'élément d'engagement de ladite tête multibroche lorsque ladite tête multibroche est déplacée en synchronisme avec l'élément de guidage mobile vers l'intérieur hors du passage d'avance annulaire. Les moyens de positionnement temporaire peuvent comprendre une plaque de came fixée sur la colonne à proximité de l'élément de guidage mobile, et un suiveur de came supporté de façon oscillante sur un côté de l'élément denté et maintenu en contact avec la plaque de came afin d'engager l'élément d'engagement de
ladite tête multibroche lorsque l'élément denté tourne.
L'unité d'actionnement peut comprendre un mécanisme de serrage destiné à positionner de façon sûre ladite tête multibroche par rapport à la colonne, le mécanisme de serrage comportant une unité de vérin destinée à déplacer l'élément de guidage mobile vers l'intérieur hors de et vers l'extérieur dans le passage d'avance annulaire, des moyens à cône destinés à centrer ladite tête multibroche par rapport à la colonne, et des moyens de traction de tirant destinés à
fixer ladite tête multibroche sur la colonne.
Les moyens à cône peuvent comprendre plusieurs parties coniques disposées dans quatre coins respectifs d'une surface arrière de ladite tête multibroche opposée à une surface avant de celle-ci sur laquelle sont montés les outils, et plusieurs trous coniques définis dans la colonne afin de recevoir de
manière respective les parties coniques.
- Les moyens de traction de tirant peuvent comprendre plusieurs tirants disposés dans quatre coins respectifs d'une surface arrière de ladite tête multibroche opposée à une surface avant de celle-ci sur laquelle sont montés les outils, plusieurs jeux de billes montés dans la colonne pour engagement avec des talons respectifs des tirants, et plusieurs pistons destinés à déplacer radialement les jeux de billes par
rapport aux tirants respectifs.
La table peut comprendre une base rotative avec le support de fixation monté dessus, et un moteur d'entraînement destiné à entraîner en rotation la base
rotative de façon à indexer la pièce.
Dans la machine-outil à tête multibroche, deux ensembles constitués -du passage d'avance annulaire, des moyens d'avance, de l'unité d'actionnement et de la table peuvent être montés de
manière symétrique sur des côtés opposés de la colonne.
La machine-outil à tête multibroche peut comprendre en outre un dispositif de stockage ayant un passage d'avance annulaire de stockage qui s'étend parallèlement à et est sensiblement identique sur le plan de la structure au passage d'avance annulaire, et un mécanisme de changement automatique de tête multibroche disposé entre le passage d'avance annulaire et le passage d'avance annulaire de stockage afin de remplacer les têtes multibroches, le mécanisme de changement automatique de tête multibroche comportant une table tournante disposée entre le passage d'avance annulaire et le passage d'avance annulaire de stockage, des premier et deuxième chariots positionnés normalement à des extrémités opposées respectives de la table tournante et servant en partie de manière respective de passage d'avance annulaire et de passage d'avance annulaire de stockage, chacun des premier et deuxième- chariots ayant des éléments de guidage destinés à supporter une tête multibroche, et des moyens de transfert montés sur la table tournante afin de déplacer simultanément les premier et deuxième chariots par rapport aux têtes multibroches supportées dans différentes directions vers un centre de la table tournante. Le mécanisme de changement automatique de tête multibroche peut comporter en outre des moyens de positionnement destinés à positionner les têtes multibroches supportées sur les premier et deuxième chariots lorsque les premier et deuxième chariots sont déplacés vers le centre de la table tournante par les moyens de transfert, les moyens de positionnement comportant un crochet monté sur chacune des têtes multibroches, et un élément d'engagement monté sur chacun des premier et deuxième chariots afin d'engager
le crochet en coopération avec la table tournante.
Dans la machine-outil à tête multibroche de l'agencement ci-dessus, du fait que les têtes multibroches sont amenées à circuler le long des éléments de guidage fixes parallèles et de l'élément de guidage mobile, c'est-à-dire dans un plan vertical, un espace nécessaire pour stocker les têtes multibroches ne s'étend pas horizontalement, et l'espace occupé par la machine-outil à tête multibroche est donc fortement réduit. Une fois qu'une tête multibroche souhaitée a été positionnée par rapport à l'élément de guidage mobile, la tête multibroche est positionnée dans la position d'usinage par l'unité d'actionnement, et les outils de celle-ci sont entraînés en rotation afin d'usiner la pièce dans la position d'usinage. La tête multibroche souhaitée peut ainsi être placée rapidement et facilement dans la position d'usinage afin de
réaliser efficacement différentes opérations d'usinage.
Les moyens d'avance ont les éléments d'avance qui peuvent être engagés avec les éléments d'engagement respectifs des têtes multibroches afin de faire circuler les têtes multibroches, et une des têtes multibroches souhaitée peut facilement être libérée des moyens d'avance. Une tête multibroche montée sur un dispositif d'avance à indexation et une tête multibroche montée sur un dispositif de stockage ou équivalent peuvent par conséquent facilement et
automatiquement être remplacées l'une par l'autre.
Après avoir usiné la pièce, la tête multibroche est déplacée de l'élément de guidage mobile sur les éléments de guidage fixes inférieurs, ce qui oriente vers le bas les outils montés. Par conséquent, les copeaux et/ou le fluide d'usinage qui ont été appliqués sur la tête multibroche tombent par gravité le long des outils dirigés vers le bas, et sont donc enlevés de façon sure de la tête multibroche, mais n'entrent pas dans la tête multibroche. Dans la mesure o la table est montée sur le côté de la colonne pour un mouvement en arrière et en avant, des copeaux et/ou du fluide d'usinage sont empêchés d'être déposés sur la
table.
L'unité d'actionnement et la table sont montées sur la même colonne. Par conséquent, les positions relatives de l'unité d'actionnement et de la table restent inchangées lorsqu'elles sont refroidies par le fluide d'usinage délivré pendant un processus d'usinage, de sorte que la pièce peut en permanence
être usinée très précisément.
La base rotative avec le support de fixation et le moteur d'entraînement destiné à faire tourner la base rotative sont montés sur la table. La pièce maintenue par le support de fixation peut par conséquent facilement être amenée dans une attitude souhaitée. Dans la machine-outil à tête multibroche, les têtes multibroches sont amenées à circuler le long du
passage d'avance annulaire par le mécanisme d'avance.
Lorsque l'une des têtes multibroches est déplacée sur l'élément de guidage mobile, le suiveur de came qui tourne avec l'élément denté est guidé par la plaque de came afin d'engager l'élément d'engagement de la tête multibroche. Le poids de la tête multibroche est par conséquent empêcher d'agir directement sur le mécanisme d'avance. La tête multibroche peut être supportée de façon fiable, et peut être positionnée temporairement avec précision par rapport à l'élément de guidage
mobile.
Une fois que certaines têtes multibroches, devant être remplacées l'une par l'autre, qui ont été amenées à circuler sur le passage d'avance annulaire et le passage d'avance annulaire de stockage sont supportées par les éléments de guidage des premier et deuxième chariots, les premier et deuxième chariots sont transférés vers le centre de la table tournante par les moyens de transfert. La table tournante est alors tournée à 180 , et les têtes multibroches sont ensuite déplacées sur le passage d'avance annulaire de stockage et le passage d'avance annulaire. Ces têtes multibroches viennent par conséquent d'être placées sur le passage d'avance annulaire et le passage d'avance
annulaire de stockage grâce au processus simple ci-
dessus. Un espace nécessaire pour que la table tournante tourne est par conséquent fortement réduit, et le mécanisme de changement automatique de tête multibroche peut être réduit en taille et avoir sa structure simplifiée dans sa totalité. Du fait que les têtes multibroches sont avancées vers le centre de la table tournante, il est possible de faire tourner la table tournante à relativement grande vitesse même si les têtes multibroches sont très lourdes car les centres de gravité des têtes multibroches se trouvent à proximité du centre de rotation de la table tournante
et l'inertie de la table tournante est donc réduite.
Ceci permet aux têtes multibroches d'être remplacées
l'une par l'autre rapidement et efficacement.
Les buts, caractéristiques et avantages ci-
dessus, ainsi que d'autres, de la présente invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée
suivante faite en liaison avec les dessins annexés qui illustrent à titre d'exemple des formes de réalisation
préférées de la présente invention.
La figure 1 est une vue de face schématique d'une machine-outil à tête multibroche selon une première forme de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue de dessus schématique de la machineoutil à tête multibroche représentée sur la figure 1; La figure 3 est une vue de côté schématique de la machine-outil à tête multibroche représentée sur la figure 1; La figure 4 est une vue de face d'un passage d'avance annulaire et d'un mécanisme de serrage de la machine- outil à tête multibroche représentée sur la figure 1; La figure 5 est une vue de dessus du passage d'avance annulaire et du mécanisme de serrage; La figure 6 est une vue de côté du passage d'avance annulaire et du mécanisme de serrage; La figure 7 est une vue en coupe horizontale partielle agrandie du mécanisme de serrage; La figure 8 est une vue en coupe verticale partielle agrandie du mécanisme de serrage; La figure 9 est une vue en coupe verticale partielle agrandie de moyens à cône et de moyens de traction de tirant du mécanisme de serrage; La figure 10 est une vue en coupe verticale partielle agrandie des moyens à cône et des moyens de traction de tirant lorsqu'ils sont accouplés; La figure 11 est une vue en coupe verticale partielle agrandie montrant la manière selon laquelle fonctionne le mécanisme de serrage; La figure 12 est une vue de dessus schématique d'une machine-outil à tête multibroche selon une deuxième forme de réalisation de la présente invention; La figure 13 est une vue en perspective schématique d'une machine-outil à tête multibroche selon des troisième et quatrième formes de réalisation de la présente invention; La figure 14 est une vue de dessus, partiellement en coupe, de la machine-outil a tête multibroche selon la troisième forme de réalisation de la présente invention; La figure 15 est une vue de côté, partiellement en coupe, de la machine-outil à tête multibroche représentée sur la figure 14; La figure 16 est une vue de face d'un
mécanisme de positionnement temporaire de la machine-
outil à tête multibroche représentée sur la figure 14; La figure 17 est une vue de dessus, partiellement omise de l'illustration, d'un dispositif de changement automatique de tête multibroche selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention; - La figure 18 est une vue de face, partiellement omise de l'illustration, du dispositif de changement automatique de tête multibroche représenté sur la figure 17; et La figure 19 est une vue d'un chariot du dispositif de changement automatique de tête
multibroche représenté sur la figure 17.
Les figures 1 à 3 montre une machine-outil à tête multibroche 10 selon une première forme de réalisation de la présente invention. La machine- outil à tête multibroche 10 comporte une colonne 12, un passage d'avance annulaire 18 destiné à faire circuler le long d'un plan vertical plusieurs têtes multibroches 16 ayant chacune plusieurs outils 14, un mécanisme d'actionnement 19 destiné à entraîner en rotation les outils 14 montés sur l'une quelconque des têtes multibroches 16 dans une position d'usinage, une paire de chaînes (moyens d'avance) 21a, 21b (voir les figures 4 et 5) engageant les têtes multibroches 16 pour un mouvement de circulation le long du passage d'avance annulaire 18, un mécanisme de serrage 20 destiné à positionner et ancrer une des têtes multibroches 16 souhaitée par rapport à la colonne 12, une table 22 montée sur un côté 12a de la colonne 12 pour un mouvement en arrière et en avant dans les directions horizontales indiquées par la flèche A, et un support rotatif 24 monté sur la table 22 afin de fixer une pièce W. Le mécanisme d'actionnement 19 et le mécanisme de serrage 20 servent conjointement d'unité d'actionnement. Comme cela est représenté sur les figures 4 à 6, le passage d'avance annulaire 18 est monté sur un bloc 34 qui dépasse horizontalement d'une extrémité du côté 12a de la colonne 12. Comme cela est représenté sur la figure 1, la colonne 12 est montée sur une base 26 ayant un bâti 28 qui entoure une partie inférieure de la colonne 12. Le bâti 28 a sur son fond une surface inclinée 30 qui est inclinée vers le bas dans une direction allant de la colonne 12 vers le mécanisme d'actionnement 19. La surface inclinée 30 a son extrémité qui se termine sous le passage d'avance annulaire 18 et qui est reliée à un récepteur de fluide
évacué 32.
Le passage d'avance annulaire 18 possède une paire de rails fixes supérieurs (éléments de guidage fixes) 36a, 36b et une paire de rails fixes inférieurs (éléments de guidage fixes) 38a, 38b qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre et sont espacées verticalement l'une de l'autre, et une paire de rails mobiles courbes (éléments de guidage mobiles) 42a, 42b qui peuvent relier des extrémités des rails fixes supérieurs et inférieurs 36a, 36b et 38a, 38b à proximité de la position d'usinage (dans la direction indiquée par la flèche A1), les rails mobiles courbes 42a, 42b étant mobiles horizontalement en arrière et en avant. Comme cela est représenté sur la figure 6, les rails fixes supérieurs 36a, 36b, les rails fixes inférieurs 38a, 38b et les rails mobiles courbes 42a, 42b possèdent des rainures de guidage respectives 44a, 44b, des rainures de guidage respectives 46a, 46b et des rainures de guidage respectives 48a, 48b définies dans des surfaces verticales qui se font face. Les rails fixes supérieurs 36a, 36b possèdent des renfoncements respectifs 50a, 50b (voir la figure 4) définis dans des surfaces supérieures de ceux-ci
proches des autres extrémités.
Comme cela est représenté sur la figure 5, un dispositif d'actionnement rotatif 51 est monté sur des parties d'extrémité des rails fixes supérieurs et inférieurs 36b, 38b à proximité des renfoncements 50a, b, et un arbre rotatif 52 est relié de manière opérationnelle au dispositif d'actionnement rotatif 51 transversalement à l'axe de celui-ci. Comme cela est représenté sur la figure 4, l'arbre rotatif 52 est supporté de façon rotative par des fixations 54a, 54b et des roues dentées 56a, 56b sont montées de façon fixe sur l'arbre rotatif 52. Les chaînes 21a, 2lb sont montées sur les roues dentées 56a, 56b et sont maintenues par des guides de chaîne respectifs 58a, 58b qui sont montés sur les fixations 54a, 54b et le bloc 34. Les guides de chaîne 58a, 58b sont espacés verticalement l'un de l'autre et s'étendent parallèlement l'un à l'autre, et sont recourbés à proximité de la position d'usinage. Les chaînes 21a, 2lb sont interconnectées par des plaques d'accouplement 59. Plusieurs rouleaux d'avance 62a, 62b (voir les figures 5 et 6) sont montés sur les chaînes 21a, 21b pour engagement avec des crochets (éléments
d'engagement) 60a, 60b sur les têtes multibroches 16.
Comme cela est représenté sur la figure 7, le mécanisme d'actionnement 19 comporte un dispositif d'actionnement rotatif 64 fixé sur le bloc 34 et ayant un arbre rotatif 66 auquel est relié un arbre intermédiaire 68. Un embrayage cannelé 70 est monté de façon axialement mobile sur l'arbre intermédiaire 68 avec un ressort 72 agissant entre eux. Lorsque l'embrayage cannelé 70 engage un arbre rotatif cannelé 132 (décrit plus tard) d'une tête multibroche 16 dans la position d'usinage, les outils 14 de la tête multibroche 16 peuvent être entraînés en rotation en synchronisme par le dispositif d'actionnement rotatif 64. - Comme cela est représenté sur les figures 6 à 8, le mécanisme de serrage 20 possède une unité de vérin 74 destinée à déplacer les rails mobiles 42a, 42b vers l'intérieur hors de et vers l'extérieur dans le passage d'avance annulaire 18, une paire d'axes de positionnement temporaire (moyens de positionnement temporaire) 76a, 76b destinés à engager les crochets a, 60b de la tête multibroche 16 afin de positionner temporairement la tête multibroche 16 lorsque les rails mobiles 42a, 42b sont déplacés vers l'intérieur hors du passage d'avance annulaire 18 par l'unité de vérin 74, des moyens à cône 78 destines à centrer et positionner la tête multibroche 16 par rapport à la colonne 12, et des moyens de traction de tirant 80 destinés à fixer la
tête multibroche 16 sur la colonne 12.
L'unité de vérin 74 possède un piston de forme annulaire 84 disposé coaxialement à l'arbre intermédiaire 68 relié au dispositif d'actionnement rotatif 64. Le piston de forme annulaire 84 peut être déplacé en arrière et en avant dans les directions A sous l'effet d'une pression de fluide. Une plaque d'accouplement 86 est fixée à l'extrémité distale du piston 84, et une paire de barres de guidage 88a, 88b supportées de façon coulissante dans le bloc 34 est
montée sur la plaque d'accouplement 86 (voir figure 8).
Comme cela est représenté sur les figures 6, 9 et 10, les moyens à cône 78 comportent plusieurs parties coniques 92 disposées dans quatre coins respectifs d'une surface arrière d'un boîtier 90 de la tête multibroche 16 qui est opposée à une surface avant de celui-ci avec les outils 14 montés dessus, plusieurs trous coniques 94 définis dans la colonne 12 afin de recevoir les parties coniques respectives 92 en relation ajustée, et plusieurs sièges de positionnement 96 disposés autour des extrémités ouvertes respectives
des trous coniques 94.
Comme cela est représenté sur les figures 9 et 10, les moyens de traction de tirant 80 comportent plusieurs tirants de traction 98 montés sur le boîtier en relation coaxiale aux parties coniques respectives 92 de la tête multibroche 16, plusieurs jeux de billes de serrage 102 pouvant être engagées avec des talons respectifs 100 des tirants de traction 98, et plusieurs pistons 104 destinés à déplacer radialement les billes de serrage 102 par rapport aux tirants de traction 98. Chacun des pistons 104 est disposé dans la colonne 12. Lorsque de l'huile sous pression est envoyée depuis un orifice 106, le piston 104 est poussé vers la tête multibroche 16 dans la direction indiquée par la flèche A1. Toutefois, le piston 104 est normalement rappelé afin de se déplacer à l'écart de la tête multibroche 16 dans la direction indiquée par la flèche A2 sous l'effet de l'élasticité
d'un ensemble de ressort 108.
Un support de bille cylindrique 110 est relié coaxialement à l'extrémité distale du piston 104. Le support de bille cylindrique 110 possède plusieurs trous débouchant radialement 112 définis dans sa paroi cylindrique à des intervalles angulaires circonférentiellement espacés et maintenus en communication avec un trou d'insertion 114 défini au centre du support de bille cylindrique 110. Les billes de serrage 102 sont montées de façon radialement mobile
dans les trous débouchant radialement 112 respectifs.
La colonne 12 possède un trou de libération 116 et un trou de serrage 118 qui sont définis coaxialement au trou conique 94 en communication avec celui-ci. Le trou de serrage 118 est d'un diamètre plus petit que le trou de libération 116. Le trou de libération 116 sert à libérer les billes de serrage 102 du talon 100 du tirant de traction 98. Le trou de serrage 118 sert à
presser les billes de serrage 102 contre le talon 100.
Comme cela est représenté sur les figures 6 et 8, deux paires de galets deguidage 130a, 130b sont montées de façon rotative sur la surface arrière du boîtier 90 de chacune des têtes multibroches 16 pour un engagement de roulement dans les rainures de guidage 44a, 44b, 46a, 46b, et 48a, 48b des rails fixes supérieurs 36a, 36b, des rails fixes inférieurs 38a, 38b et des rails mobiles courbes 42a, 42b. Les crochets 60a, 60b qui peuvent saisir les rouleaux d'avance 62a, 62b des chaînes 21a, 21b et engager les axes de positionnement temporaire 76a, 76b sont positionnés de façon fixe entre les galets de guidage 130a et les galets de guidage 130b. Un arbre rotatif cannelé 132 est disposé de manière sensiblement centrale sur la surface arrière du boîtier 90 de chacune des têtes multibroches 16 afin de venir en prise avec l'embrayage cannelé 70 de façon à faire tourner les outils 14 en
synchronisme dans la position d'usinage.
comme cela est représenté sur les figures 1 et 3, une paire de rails de guidage horizontaux verticalement espacés 140a, 140b est montée sur le côté 12a de la colonne 12, et un dispositif d'actionnement rotatif 142 est monté sur la colonne 12 de façon adjacente au rail de guidage inférieur 140b. Le dispositif d'actionnement rotatif 142 possède un arbre rotatif auquel est relié coaxialement une vis à billes 144 s'étendant dans les directions A et maintenue en prise avec un écrou 146 monté sur la table 22 qui est supportée de façon coulissante sur les rails de guidage
a, 140b.
La table 22 s'étend dans un plan vertical, et un moteur d'entraînement 148 destiné à entraîner en rotation le support rotatif 24 est supporté sur le côté 12a de la colonne 12. Le support rotatif 24 possède une plaque de fixation 150 qui dépasse horizontalement afin de maintenir et positionner la pièce W. Comme cela est représenté sur la figure 2, un dispositif de stockage 160 est disposé sur la base 26 parallèlement au passage d'avance annulaire 18. Le dispositif de stockage 160 sert à faire circuler plusieurs têtes multibroches 16. Le dispositif de stockage 160 est de la même structure que le passage d'avance annulaire 18 et ne sera donc pas décrit en détail ci-dessous. Un mécanisme de changement automatique de tête multibroche 170 est disposé entre une position de changement de tête multibroche 162 sur le dispositif de stockage 160 et les renfoncements 50a, 50b des rails fixes supérieurs 36a, 36b afin d'échanger automatiquement les têtes multibroches 16 du passage d'avance annulaire 18 et les têtes multibroches 16 du
dispositif de stockage 160.
Le fonctionnement de la machine-outil à tête
multibroche 10 va être décrit ci-dessous.
Une fois que la pièce W est maintenue par la plaque de fixation 150 du support rotatif 24, la pièce W est ajustée dans une position et une attitude d'usinage souhaitées par la table 22. Plus spécialement, comme cela est représenté sur la figure 1, le dispositif d'actionnement rotatif 142 est activé afin de faire tourner la vis à billes 144 autour de son axe de façon à déplacer ainsi la table 22 dans les
directions A le long des rails de guidage 140a, 140b.
Le moteur d'entralnement 148 est également activé afin de faire tourner le support rotatif 24 de façon à amener la plaque de fixation 150 dans une position angulaire souhaitée, afin d'ajuster ainsi la position et l'attitude de la pièce W. 30. Comme cela est représenté sur la figure 7, le dispositif d'actionnement rotatif 64 du mécanisme d'actionnement 19 est activé afin d'amener l'arbre
rotatif 66 à faire tourner l'arbre intermédiaire 68.
L'arbre rotatif cannelé 132 en prise avec l'embrayage cannelé 70 est entraîné en rotation afin de faire tourner les outils 14 de la tête multibroche 16 dans la position d'usinage en synchronisme au moyen d'un train d'engrenage (non représenté). La pièce W est maintenant
usinée par les outils 14.
Lorsque la tête multibroche 16 utilisée pour usiner la pièce W dans la position d'usinage doit être remplacée par une autre tête multibroche 16, le dispositif d'actionnement rotatif 64 est désactivé, et de l'huile sous pression est envoyée dans les orifices du mécanisme de serrage 20. Comme cela est représenté sur la figure 10, chaque piston 104 est déplacé dans la direction A1 sous l'effet de la pression d'huile à l'encontre du rappel de l'ensemble de ressort 108, et le support de bille cylindrique 110 relié au piston 104 est également déplacé dans la direction A1. Lorsque le support de bille cylindrique 110 est déplacé dans la direction A1, les billes de serrage 102 logées dans les trous 112 sont déplacées radialement vers l'intérieur depuis le trou de serrage 118 dans le trou de libération 116, et dégagées du talon 100 du tirant de traction 98. Le tirant de traction 98 est maintenant desserré. Le piston 84 de l'unité de vérin 74 est déplacé dans la direction A1 (figure 7) sous l'effet d'une pression de fluide. Les rails mobiles 42a, 42b, qui sont reliés au piston 84 par la plaque d'accouplement 86, sont également déplacés dans la direction A1 tout en étant guidés par les barres de guidage 88a, 88b, jusqu'à ce que les extrémités des rails mobiles 42a, 42b soient alignées avec les extrémités des rails fixes supérieurs et inférieurs 36a, 36b et 38a, 38b comme cela est représenté sur la figure 11. Le passage d'avance annulaire 18 est complété et les crochets 60a, 60b sont espacés des axes
de positionnement temporaire 76a, 76b.
Lorsque le dispositif d'actionnement rotatif 51 est activé afin de faire tourner l'arbre rotatif 52, les roues dentées 56a, 56b sont entraînées en rotation dans la direction indiquée par la flèche B sur la figure 4, déplaçant ainsi également dans la direction B les chaînes 21a, 2lb engageant les roues dentées 56a, 56b. Lorsque l'autre tête multibroche 16 devant être utilisée ensuite arrive dans la position d'usinage, c'està-dire est amenée sur les rails mobiles 42a, 42b,
le dispositif d'actionnement rotatif 51 est désactivé.
Une fois que l'autre tête multibroche 16 a été amenée sur les rails mobiles 42a, 42b, le piston 84 du vérin 74 est déplacé dans la direction A2 sous l'effet de la pression de fluide. Les rails mobiles 42a, 42b sont également déplacés dans la direction A2, et la tête multibroche 16 avec ses galets de guidage a, 130b s'engageant dans les rainures de guidage 48a, 48b des rails mobiles 42a, 42b est également déplacée dans la direction A2. Les axes de positionnement temporaire 76a, 76b sont insérés de manière respective dans les crochets 60a, 60b, positionnant ainsi de manière temporaire la tête multibroche 16 comme cela est représenté sur la figure 8. Lorsque la tête multibroche 16 est davantage déplacée dans la direction A2, chacun des tirants de traction 98 aux quatre coins respectifs de la tête multibroche 16 est inséré dans le trou d'insertion 114
dans le support de bille cylindrique 110 correspondant.
A ce moment là, le support de bille cylindrique 110 est maintenu dans la position représentée sur la figure 9 sous l'effet de la pression d'huile amenée dans l'orifice 106. Le tirant de traction 98 est par conséquent inséré de façon fiable dans le trou d'insertion 114 sans être bloqué par les billes de serrage 102. Lorsque l'alimentation en huile sous pression vers l'orifice 106 est arrêtée, le support de bille cylindrique 110 est déplacé avec le piston 104 dans la direction A2 sous l'effet de l'élasticité de l'ensemble de ressort 108, ce qui amène la surface circonférentielle interne du trou de serrage 118 à engager les surfaces périphériques des billes de serrage 102 qui engagent alors et presse le talon 100
du tirant de traction 98 radialement vers l'intérieur.
A ce moment là, les parties coniques 92 aux quatre coins respectifs de la tête multibroche 16 s'engagent dans les trous coniques 94 respectifs dans la colonne 12, centrant ainsi la tête multibroche 16 par rapport à la colonne 12. Lorsque les parties coniques 92 sont montées dans les trous coniques 94 respectifs, des surfaces d'extrémité des parties coniques 92 butent contre les sièges de positionnement 96 respectifs, positionnant ainsi la tête multibroche
16 par rapport à la colonne 12.
La tête multibroche 16 est maintenant positionnée et centrée très précisément et fermement par rapport à la colonne 12 par le mécanisme de serrage 20. Dans le même temps, l'arbre rotatif cannelé 132 de la tête multibroche 16 est en prise avec l'embrayage cannelé 70. Lorsque le dispositif d'actionnement rotatif 64 du mécanisme d'actionnement 19 est activé, la pièce W est usinée par les outils 14 de la tête multibroche 16 qui vient d'être positionnée dans la
position d'usinage.
- Dans cette forme de réalisation, les différentes têtes multibroches 16 sont amenées à circuler le long du passage d'avance annulaire 18 par les chaînes 21a, 21b. Lorsqu'une tête multibroche 16 souhaitée est positionnée sur les rails mobiles 42a, 42b, l'unité de vérin 74 du mécanisme de serrage 20 est actionnée afin de déplacer les rails mobiles 42a, 42b vers la colonne 12 vers l'intérieur du passage d'avance annulaire 18. A ce moment là, les crochets 60a, 60b engageant les chaînes 21a, 21b se déplacent d'abord vers l'intérieur en synchronisme avec la tête multibroche 16, et sont engagés par les axes de positionnement temporaire 76a, 76b, positionnant ainsi temporairement la tête multibroche 16. Ensuite, lorsque les rails mobiles 42a, 42b se déplacent vers l'intérieur, la tête multibroche 16 est centrée par les moyens à cône 78 et fixée sur la colonne 12 par les
moyens de traction de tirant 80.
Par conséquent, une tête multibroche 16 souhaitée n'a pas besoin d'être sortie du passage d'avance annulaire 18 avant d'être positionnée dans la position d'usinage, mais peut être positionnée dans la position d'usinage alors que les crochets 60a, 60b de la tête multibroche 16 souhaitée restent en engagement avec les chaînes 21a, 2lb. Par conséquent, la tête multibroche 16 souhaitée peut rapidement et facilement être amenée dans la position d'usinage, et plusieurs têtes multibroches 16 peuvent être transportées par le passage d'avance annulaire 18 afin d'être utilisées dans une grande variété d'opérations d'usinage
différentes.
Les parties coniques 92 des moyens à cône 78 et les tirants de traction 98 des moyens de traction de tirant 80 se trouvent de manière respective aux quatre coins des têtes multibroches 16. Chacune des têtes multibroches 16 peut être positionnée très précisément et fermement par rapport à la colonne 12 par les moyens à cône 78 et les moyens de traction de tirant 80. Même si les différentes têtes multibroches 16 sont amenées à circuler par les chaînes 21a, 21b, une des têtes multibroches 16 souhaitée peut être positionnée très précisément dans la position d'usinage. Néanmoins, la machine-outil à tête multibroche 10 est d'une structure relativement simple et d'une petite taille dans son ensemble. Par ailleurs, les têtes multibroches 16 sont amenées à circuler dans un plan vertical par les rails fixes supérieurs 36a, 36b, les rails fixes inférieurs 38a, 38b s'étendant parallèlement à ceux-ci et espacés verticalement de ceux-ci, et les rails mobiles 42a, 42b qui peuvent être reliés aux rails fixes supérieurs et inférieurs 36a, 36b et 38a, 38b. Du fait qu'un espace horizontal nécessaire pour stocker les têtes multibroches 16 est bien plus faible que l'agencement conventionnel dans lequel les têtes multibroches sont amenées à circuler dans un plan horizontal, l'espace occupé par la machine-outil à tête multibroche 10 est
fortement réduit.
La tête multibroche 16 qui a terminé un processus d'usinage sur la pièce W est déplacée des rails mobiles 42a, 42b sur les rails fixes inférieurs 38a, 38b. Lorsque la tête multibroche 16 est déplacée sur les rails fixes inférieurs 38a, 38b, les outils 14 montés dessus sont orientés vers le bas. Par conséquent, des copeaux et/ou du fluide d'usinage qui ont été appliqués sur la tête multibroche 16 tombent par gravité le long des outils 14 dirigés vers le bas, et sont donc enlevés de façon fiable de la tête multibroche 16. Les copeaux et/ou le fluide d'usinage enlevés de la tête multibroche 16 sont reçus par et s'écoulent le long de la surface inclinée 30 du bâti 28
jusque dans le récepteur de fluide évacué 32.
La table 22 est mobile horizontalement en arrière et en avant tout en étant maintenue dans une attitude verticale par les rails de guidage espacés verticalement 140a, 140b qui sont fixés sur le côté 12a de la colonne 12. Cet agencement est efficace pour ce qui est d'empêcher des copeaux et/ou du fluide d'usinage d'être déposés sur la table 22 et les parties de glissement de celle-ci. La table 22 peut ainsi se déplacer en arrière et en avant dans les directions A très précisément et en permanence, et n'a pas besoin
d'être nettoyée à intervalles fréquents.
L'unité d'actionnement et la table 22 sont montées sur la même colonne 12. Les positions relatives de l'unité d'actionnement et de la table 22 restent par conséquent inchangées lorsqu'elles sont refroidies par le fluide d'usinage amené pendant un processus d'usinage, de sorte que la pièce W peut en permanence
être usinée très précisément.
La figure 12 montre une machine-outil à tête multibroche 200 selon une deuxième forme de réalisation
de la présente invention. Les parties de la machine-
outil à tête multibroche 200 qui sont identiques à celles de la machineoutil à tête multibroche 10 selon la première forme de réalisation sont indiquées par des références identiques, et ne seront pas décrites en
détail ci-dessous.
La machine-outil à tête multibroche 200 possède une colonne 202 comprenant une paire de blocs 204a, 204b dépassant vers l'extérieur depuis des côtés opposés 202a, 202b de la colonne 202. Les blocs 204a, 204b supportent des moyens d'avance annulaires respectifs 206a, 206b et des unités d'actionnement respectives 208a, 208b. Des tables 210a, 210b sont montéesdans une attitude verticale sur les côtés respectifs 202a, 202b pour un mouvement horizontal en
arrière et en avant.
Du fait que les moyens d'avance annulaires respectifs 206a, 206b, les unités d'actionnement respectives 208a, 208b et les tables 210a, 210b sont montés sur les côtés opposés de l'unique colonne 202, la machine-outil à tête multibroche 200 peut usiner simultanément deux pièces W, et le rendement de l'opération d'usinage peut donc facilement être augmenté. La machine-outil à tête multibroche 200 peut avoir sa taille globale réduite lorsqu'elle utilise
l'unique colonne 202.
Une machine-outil à tête multibroche 10 selon une troisième forme de réalisation de la présente invention va être décrite ci-dessous en se référant aux figures 13 à 16. La machine-outil à tête multibroche 10 selon la troisième forme de réalisation diffère de celles des première et deuxième formes de réalisation en ce qu'un mécanisme d'avance se compose d'une unique chaîne, et un mécanisme d'actionnement destiné à actionner la chaîne et des moyens de positionnement temporaire destinés à positionner une tête multibroche dans une position d'usinage sont par conséquent différents de ceux des première et deuxième formes de réalisation. Les parties de la machine-outil à tête multibroche 10 selon la troisième forme de réalisation qui sont identiques à celles de la machine-outil à tête multibroche 10 selon la première forme de réalisation sont indiquées par des références identiques et ne
seront pas décrites en détail ci-dessous.
Comme cela est représenté sur la figure 13, la machine-outil à tête multibroche 10 possède un mécanisme d'avance 322 comprenant un dispositif d'actionnement rotatif 356 disposé à l'extérieur d'un passage-d'avance annulaire 18 et s'étendant dans les directions A. Un arbre d'entraînement 360 (voir la figure 15) s'étendant dans les directions indiquées par la flèche B transversalement aux directions A est relié au dispositif d'actionnement rotatif 356 par l'intermédiaire de moyens de transmission à vis sans fin 358. Une roue dentée d'entraînement (élément denté) 362 est montée de façon fixe sur l'arbre d'entraînement 360 à l'extérieur du passage d'avance annulaire 18. Une chaîne 366 (élément de circulation) (voir la figure 13) passe autour de la roue dentée d'entraînement 362 et d'une roue dentée entraînée 364 qui est espacée de la
roue dentée d'entraînement 362 dans la direction A2.
Plusieurs doigts d'avance (éléments d'engagement) 368 sont montés suivant certains intervalles sur la chaîne 366. Sur les doigts d'avance 368 sont montés plusieurs galets d'avance 372 chacun pour engagement dans et hors d'une rainure de crochet 370 définie dans un crochet 369 sur une des têtes multibroches 16, et plusieurs galets de guidage 376 chacun pour un contact de roulement avec une paire de guides de chaîne supérieur et inférieur 374 disposés parallèlement à la chaîne 366
(voir la figure 15).
Comme cela est représenté sur les figures 14 à 16, un mécanisme de positionnement temporaire 324 comporte une plaque de came 378 fixée sur un bloc 34 d'une colonne 12 à proximité de rails mobiles 42a, 42b, et plusieurs suiveurs de came 380a, 380b, 380c supportés de façon oscillante sur un côté de la roue dentée d'entraînement 362 et maintenus en contact avec la plaque de came 378 pour engagement, avec des galets d'avance correspondants 372, dans les rainures de crochet 370 des têtes multibroches 16 correspondantes lors de la rotation de la roue dentée d'entraînement 362. Les rainures de crochet 370 possèdent des extrémités écartées à proximité des suiveurs de came 380a, 380b, 380c afin de recevoir en douceur ces
suiveurs de came 380a, 380b, 380c.
Comme cela est représenté sur la figure 16, la roue dentée d'entraînement 362 possède plusieurs ouvertures 382a, 382b, 382c définies dans celle-ci à intervalles angulaires égaux. Des biellettes 386a, 386b, 386c sont supportées de façon oscillante aux extrémités de celles-ci sur des arbres de support respectifs 384a, 384b, 384c qui sont montés sur une surface extérieure de la roue dentée d'entraînement 362 proche des ouvertures respectives 382a, 382b, 382c. Les autres extrémités des biellettes 386a, 386b, 386c s'étendent à travers les ouvertures respectives 382a, 382b, 382c et se projettent au-delà d'une surface interne de la roue dentée d'entraînement 362. Les suiveurs de came 380a, 380b, 380c sont supportés de façon rotative sur les extrémités saillantes des biellettes 386a, 386b, 386c respectivement (voir la
figure 15).
Des ressorts 388a, 388b, 388c engagent des parties sensiblement centrales des biellettes 386a, 386b, 386c respectivement afin de tirer normalement les biellettes 386a, 386b, 386c radialement vers l'intérieur de la roue dentée d'entraînement 362, c'est-à-dire vers l'arbre d'entraînement 360, de façon à maintenir les suiveurs de came 380a, 380b, 380c en contact de roulement avec le bord périphérique extérieur de la plaque de came 378. Le centre de la plaque de came 378 est décalé dans la direction A1 par
rapport au centre axial de l'arbre d'entraînement 360.
Lorsque l'arbre d'entraînement 360 est entraîné en rotation par le dispositif d'actionnement rotatif 356, la roue dentée d'entraînement 362 est entraînée en rotation dans la direction indiquée par la flèche C sur la figure 13, faisant circuler la chaîne 366 dans la direction C en prise avec la roue dentée
d'entraînement 362 et la roue dentée entraînée 364.
Lorsque la chaîne 366 est déplacée dans la direction C, les têtes multibroches 16 qui engagent les doigts d'avance 368 sur la chaîne 366 sont également amenées à circuler dans la direction C. Lors de la rotation de la roue dentée d'entraînement 362 dans la direction C comme cela est représenté sur la figure 16, les suiveurs de came 380a, 380b, 380c supportés par les biellettes respectives 386a, 386b, 386c supportées de façon oscillante sur la surface extérieure de la roue dentée d'entraînement 362 tournent en synchronisme avec la roue dentée d'entraînement 362 tout en étant maintenus en permanence en contact de roulement avec le bord périphérique extérieur de la plaque de came 378. Par conséquent, lorsqu'une tête multibroche 16 est avancée sur la roue dentée d'entraînement 362 par la chaîne 366, un des suiveurs de came 380a, 380b, 380c, par exemple le suiveur de came 380a, s'engage dans la rainure de crochet 370 dans laquelle un des doigts
d'avance 368 s'engage.
La tête multibroche 16 est alors guidée par le suiveur de came 380a qui tourne avec la roue dentée d'entraînement 362 et la plaque de came 378 de façon à être temporairement positionnée avec précision par rapport aux rails mobiles 42a, 42b, et est fermement supportée par le suiveur de came 380a et la plaque de came 378. Le poids de la tête multibroche 16 est empêché d'agir directement sur la chaîne 366, qui est donc empêchée de se tendre. Si la tête multibroche 16 était guidée uniquement par le doigt de guidage 268, elle ne serait pas positionnée temporairement avec précisiQn par rapport aux rails mobiles 42a, 42b du fait d'une erreur d'engagement ou du jeu entre la
chaîne 366 et la roue dentée d'entraînement 362.
Toutefois, dans la mesure o la tête multibroche 16 est positionnée temporairement de manière additionnelle par le mécanisme de positionnement temporaire 324 composé de la plaque de came 378 et des suiveurs de came 380a, 380b, 380c, la tête multibroche 16 est positionnée temporairement d'une manière très précise et fiable par
rapport aux rails mobiles 42a, 42b.
Une machine-outil à tête multibroche 10 selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention va être décrite ci-dessous en se référant aux figures 13 et 17 à 19. La machine-outil à tête multibroche 10 selon la quatrième forme de réalisation possède un mécanisme de changement automatique de tête multibroche 410 différent du mécanisme de changement automatique de tête multibroche 170 de la machine-outil à tête multibroche 10 selon la première forme de réalisation. Les parties de la machine-outil à tête multibroche 10 selon la quatrième forme de réalisation qui sont identiques à celles de la machine-outil à tête multibroche 10 selon la première forme de réalisation sont indiquées par des références identiques et ne
seront pas décrites en détail ci-dessous.
Comme cela est représenté sur la figure 13, la machine-outil à tête multibroche 10 selon la quatrième forme de réalisation comprend un mécanisme de changement automatique de tête multibroche 410 disposé entre un passage d'avance annulaire de stockage 402 d'un dispositif de stockage 400 et un passage d'avance annulaire 18 de la machine-outil 10, afin de changer
automatiquement les têtes multibroches 16.
Comme cela est représenté sur les figures 13, 17 et 18, le mécanisme de changement automatique de tête muLtibroche 410 comporte une table tournante 412 disposée entre le passage d'avance annulaire 18 et le passage d'avance annulaire de stockage 402, un premier et un deuxième chariot 418, 420 disposés sur des extrémités opposées respectives de la table tournante 412 et ayant des rails de support de tête multibroche (éléments de guidage) 414a, 414b et 416a, 416b qui constituent une partie du passage d'avance annulaire 18 et du passage d'avance annulaire de stockage 402, et des moyens d'avance 422 disposés sur la table tournante 412 afin de déplacer les premier et deuxième chariots 418, 420 qui supportent les têtes multibroches 16 respectives dans des directions différentes afin de déplacer ainsi simultanément les têtes multibroches 16
vers le centre de la table tournante 412.
Le passage d'avance annulaire 18 et le passage d'avance annulaire de stockage 402 possèdent des sections de stockage respectives 460 dans lesquelles sont disposés des rails de guidage fixes 424a, 424b et 426a, 426b (voir les figures 17, 18, 19) positionnés sous les rails fixes supérieurs 36a, 36b et s'étendant dans les directions indiquées par les flèches B (figure 18) transversalement aux rails fixes
supérieurs 36a, 36b.
Le premier chariot 418 possède plusieurs galets 428 pouvant être engagés avec les rails de guidage fixes 424a, 424b et 426a, 426b. Lorsque le premier chariot 418 est positionné dans chacune des sections de stockage 460 du passage d'avance annulaire 18 et du passage d'avance annulaire de stockage 402, les rails 414a, 414b du premier chariot 418 sont alignés avec les rails fixes supérieurs 36a, 36b constituant le passage d'avance annulaire 18 et le passage d'avance annulaire de stockage 402. Le deuxième chariot 420 est d'une structure identique au premier chariot-418, et ses composants identiques sont indiqués par des références identiques et ne seront pas décrits
en détail ci-dessous.
La table tournante 412 peut tourner autour de son centre grâce à un moteur hydraulique 430. La table tournante 412 possède une paire de rails de guidage parallèles espacés 432a, 432b (voir la figure 17) qui peuvent être maintenus alignés avec les rails de guidage fixes 424a, 424b et 426a, 426b du passage d'avance annulaire 18 et du passage d'avance annulaire de stockage 402. Les moyens d'avance 422 comportent une paire de vérins parallèles 434a, 434b montés de façon fixe sur la table tournante 412 et s'étendant dans des directions respectives différentes. Les vérins 434a, 434b possèdent des tiges de piston 436a, 436b s'étendant dans des directions opposées et ayant des extrémités distales qui dépassent reliées à des parties inférieures des premier et deuxième chariots 418, 420 respectivement par l'intermédiaire de plaques de
fixations respectives 438a, 438b.
Les premier et deuxième chariots 418, 420 et la table tournante 412 possèdent des moyens de positionnement 440 destinés à positionner et maintenir les têtes multibroches 16 supportées sur les premier et deuxième chariots 418, 420 lorsque les premier et
deuxième chariots 418, 420 sont avancés.
Comme cela est représenté sur la figure 18, chacun des moyens de positionnement 440 comporte un élément d'engagement en forme de biellette 442 monté de façon oscillante sur un des premier et deuxième chariots 418, 420 par l'intermédiaire d'un pivot 441, l'élément d'engagement en forme de biellette 442 ayant une extrémité distale 444 qui peut se loger dans un crochet 488 d'une tête multibroche 16. L'élément d'engagement en forme de biellette 442 possède sur son extrémité opposée un suiveur de came 446 maintenu en contact coulissant avec une surface de came 448 disposée sur une des extrémités opposées de la table tournante 412 et inclinée vers le haut en direction du centre de la table tournante 412. Chacun des premier et deuxième chariots 418, 420 possède un élément de pression 450 qui est normalement rappelé par un ressort (non représenté) afin de pousser l'élément d'engagement en forme de biellette 442 dans une direction permettant de déplacer l'extrémité distale 444 de celui-ci hors du
crochet 488.
Le fonctionnement du mécanisme de changement automatique de tête multibroche 410 en relation avec la
machine-outil 10 va être décrit ci-dessous.
Lorsque différentes pièces W de plusieurs types doivent être usinées, une tête multibroche 16 montée sur le passage d'avance annulaire 18 et une tête multibroche 16 montée sur le passage d'avance annulaire de stockage 402 sont échangées comme suit: Sur le passage d'avance annulaire 18, la tête multibroche 16 qui a été utilisée est supportée sur le premierchariot 418 positionné dans la section de stockage 460. Sur le passage d'avance annulaire de stockage 402, la tête multibroche 16 qui doit être utilisée est supportée sur le deuxième chariot 420 positionné dans la section de stockage 460. Les vérins 434a, 434b des moyens d'avance 422 disposés sur la table tournante 412 sont actionnés afin de déplacer les
tiges de piston 436a, 436b vers l'intérieur, c'est-à-
dire vers le centre de la table tournante 412. Les premier et deuxième chariots 418, 420 sont maintenant déplacés des rails de guidage fixes 424a, 424b et 426a, 426b sur les rails de guidage 432a, 432b vers le centre
de la table tournante 412.
A ce moment là, comme cela est représenté sur la figure 18, le suiveur de came 446 de chacun des moyens de positionnement 440 est soulevé le long de la surface de came 448 de la table tournante 412, et l'élément d'engagement en forme de biellette 442 qui supporte le suiveur de came 446 est tourné dans la direction indiquée par la flèche D à l'encontre du
rappel de l'élément de pression chargé par ressort 450.
L'extrémité distale 444 de l'élément d'engagement en forme de biellette 442 se trouve alors dans le crochet 488 de la tête multibroche 16, qui est positionnée et maintenue sur la table tournante 412 comme cela est
indiqué par un trait en pointillé sur la figure 18.
Une fois que les têtes multibroches 16 ont été avancées vers le centre de la table tournante 412, la table tournante 412 est tournée à 180 par le moteur hydraulique 430. Les vérins 434a, 434b des moyens d'avance 422 sont alors actionnés afin de déplacer vers l'extérieur les tiges de piston 436a, 436b de façon à déplacer la tête multibroche 16 qui a été utilisée, en synchronisme avec le premier chariot 418, sur le passage d'avance annulaire de stockage 402, et également de façon à déplacer la tête multibroche 16 qui doit être utilisée, en synchronisme avec le deuxième chariot 420, sur le passage d'avance annulaire 18. L'extrémité distale 444 de l'élément d'engagement en forme de biellette 442 de chacun des moyens de positionnement 440 est maintenant déplacée hors du crochet 488 comme cela est indiqué en trait plein sur
la figure 18.
Lorsque la chaîne 366 est ensuite amenée à circuler par le dispositif d'actionnement rotatif 356, la tête multibroche 16 sur le deuxième chariot 420 est transférée des rails 416a, 416b du deuxième chariot 420 sur les rails fixes supérieurs 36a, 36b par un des
doigts d'avance 368 de la chalne 366.
Dans cette forme de réalisation, les premier et deuxième chariots 418, 420 constituent une partie du passage d'avance annulaire 18 et du passage d'avance annulaire de stockage 402. Les premier et deuxième chariots 418, 420, tout en supportant les têtes multibroches 16, sont avancés vers le centre de la table tournante 412 par les moyens d'avance 422, tournés à 180 par la table tournante 412, et ensuite avancés vers le passage d'avance annulaire de stockage 402 et le passage d'avance annulaire 18 respectivement
par les moyens d'avance 422.
Par conséquent, un espace nécessaire pour que la table tournante 412 tourne est bien plus faible qu'avec l'agencement conventionnel dans lequel les têtes multibroches 16 sont tournées une fois qu'elles ont été amenées vers le haut depuis le passage d'avance annulaire 18 et le passage d'avance annulaire de stockage 402. Par conséquent, le mécanisme de changement automatique de tête multibroche 410 peut être de taille réduite et avoir sa structure simplifiée
dans sa totalité.
Du fait que les têtes multibroches 16 sont avancées vers le centre de la table tournante 412, il est possible de faire tourner la table tournante 412 à une vitesse relativement élevée, même si les têtes multibroches 16 sont très lourdes du fait que les centres de gravité des têtes multibroches 16 se trouvent à proximité du centre du mouvement de rotation de la table tournante 412 et que l'inertie de la table tournante 412 est donc réduite. Ceci permet aux têtes multibroches 16 d'être échangées rapidement et efficacement. Du fait que les premier et deuxième chariots 418, 420 constituent eux mêmes une partie du passage d'avance annulaire 18 et du passage d'avance annulaire de stockage 402, les têtes multibroches 16 peuvent être échangées essentiellement en déplaçant les premier et deuxième chariots 418, 420 en arrière et en avant avec les moyens d'avance 422 et en faisant tourner la table tournante 412. Un tel processus de changement simplifié est efficace pour la réduction de la taille globale du mécanisme de changement automatique de tête multibroche 410 et l'accélération du processus d'échange des têtes
multibroches 16.
Bien que certaines formes de réalisation préférées de la présente invention aient été représentées et décrites en détail, il est évident que différents changements et modifications peuvent être faits sans sortir de l'esprit et de la portée de
l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Machine-outil à tête multibroche (10), caractérisée en ce qu'elle comporte: une colonne (12); plusieurs têtes multibroches (16) ayant chacune plusieurs outils (14) et un élément d'engagement (60a, 60b; 370); un passage d'avance annulaire (18) supportant lesdites têtes multibroches (16) pour un mouvement de circulation le long de celui-ci, ledit passage d'avance annulaire (18) ayant une paire d'éléments de guidage fixes supérieurs et inférieurs (36a, 36b, 38a, 38b) supportés sur ladite colonne (12), et un élément de guidage mobile (42a, 42b) qui est mobile horizontalement en arrière et en avant afin d'interconnecter des extrémités desdits éléments de guidage fixes supérieurs et inférieurs (36a, 36b, 38a, 38b) à proximité d'une position d'usinage; un dispositif d'actionnement rotatif (51;
356);
des moyens d'avance disposés autour dudit passage d'avance annulaire (18) et pouvant circuler le long dudit passage d'avance annulaire (18) grâce au dit dispositif d'actionnement rotatif (51; 356) afin de déplacer lesdites têtes multibroches (16) le long dudit passage.d'avance annulaire (18); une unité d'actionnement montée sur ladite colonne (12) en association avec ledit élément de guidage mobile (42a, 42b) afin de positionner une desdites têtes multibroches (16) qui est maintenue sur ledit élément de guidage mobile (42a, 42b) dans ladite position d'usinage, et faire tourner les outils (14) de ladite tête multibroche (16); et une table (22) montée sur un côté de ladite colonne (12) et mobile horizontalement en arrière et en avant, ladite table (22) ayant un support de fixation (24) destiné à supporter une pièce (W) devant être usinée par les outils (14) de ladite tête multibroche (16).
2. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'avance comprennent: un élément denté (56a, 56b; 364) pouvant être entraîné en rotation par ledit dispositif d'actionnement rotatif (51; 356); un élément de circulation (21a, 21b; 366) qui circule en engagement avec ledit élément denté (56a, 56b; 364); et plusieurs éléments d'avance (62a, 62b; 368) pouvant être engagés avec les éléments d'engagement (60a, 60b; 370) respectifs desdites têtes multibroches (16) afin de faire circuler les têtes multibroches (16), lesdits éléments d'avance (62a, 62b; 368) pouvant être désengagés des éléments d'engagement (60a, 60b;
370).
3. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité d'actionnement (19, 20) comporte: des moyens de positionnement temporaire (76a, 76b; 324) destinés à engager l'élément d'engagement (60a, 60b) de ladite tête multibroche (16) afin de positionner temporairement ladite tête multibroche (16) dans ladite position d'usinage lorsque ledit élément de guidage mobile (42a, 42b) est déplacé horizontalement vers l'intérieur hors dudit passage d'avance annulaire (18).
4. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de positionnement temporaire comportent: un axe de positionnement temporaire (76a, 76b) fixé sur ladite colonne (12) à proximité dudit élément de guidage mobile (42a, 42b) pour engagement avec l'élément d'engagement (60a, 60b) de ladite tête multibroche (16) lorsque ladite tête multibroche (16) est déplacée en synchronisme avec ledit élément de guidage mobile (42a, 42b) vers l'intérieur hors dudit
passage d'avance annulaire (18).
5. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de positionnement temporaire (324) comportent: une plaque de came (378) fixée sur ladite colonne (12) à proximité dudit élément de guidage mobile (42a, 42b); et un suiveur de came (380a, 380b, 380c) supporté de façon oscillante sur un côté dudit élément denté (364) et maintenu en contact avec ladite plaque de came (378) afin d'engager l'élément d'engagement (370) de ladite tête multibroche (16) lorsque ledit
élément denté (364) tourne.
6. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité d'actionnement comporte un mécanisme de serrage (20) destiné à positionner de façon sure ladite tête multibroche (16) par rapport à ladite colonne (12), ledit mécanisme de serrage comportant: une unité de vérin (74) destinée à déplacer ledit élément de guidage mobile (42a, 42b) vers l'intérieur hors de et vers l'extérieur dans ledit passage d'avance annulaire (18); des moyens à cône (78) destinés à centrer ladite tête multibroche (16) par rapport à ladite colonne (12); et des moyens de traction de tirant (80) destinés à fixer ladite tête multibroche (16) sur
ladite colonne (12).
7. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens à cône (78) comportent plusieurs parties coniques (92) disposées dans quatre coins respectifs d'une surface arrière de ladite tête multibroche (16) opposée à une surface avant de celle-ci sur laquelle sont montés lesdits outils (14), et plusieurs trous coniques (94) définis dans ladite colonne (12) afin de recevoir de manière respective lesdites parties
coniques (92).
8. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de traction de tirant (80) comportent plusieurs tirants (98) disposés dans quatre coins respectifs d'une surface arrière de ladite tête multibroche (16) opposée à une surface avant de celle-ci sur laquelle sont montés lesdits outils (14), plusieurs jeux de billes -(102) montés dans ladite colonne (12) pour engagement avec des talons (100) respectifs desdits tirants (98), et plusieurs pistons (104) destinés à déplacer radialement lesdits jeux de billes (102) par
rapport aux dits tirants (98) respectifs.
9. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite table (22) comporte une base rotative avec ledit support de fixation (24) monté dessus, et un moteur d'entraînement (148) destiné à entraîner en rotation ladite base
rotative de façon à indexer la pièce (W).
10. Machine-outil à tête multibroche selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux ensembles dudit passage d'avance annulaire, desdits moyens d'avance, de ladite unité d'actionnement et de ladite table sont montés de manière symétrique sur des côtés
opposés de ladite colonne.
11. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre: un dispositif de stockage (400) ayant un passage d'avance annulaire de stockage (402) qui s'étend parallèlement à et est sensiblement identique sur le plan de la structure au dit passage d'avance annulaire (18); et un mécanisme de changement automatique de tête multibroche (410) disposé entre ledit passage d'avance annulaire (18) et ledit passage d'avance annulaire de stockage (402) afin de remplacer les têtes multibroches (16); ledit mécanisme de changement automatique de tête multibroche (410) comportant: - une table tournante (412) disposée entre ledit passage d'avance annulaire (18) et ledit passage d'avance annulaire de stockage (402); des premier et deuxième chariots (418, 420) positionnés normalement à des extrémités opposées respectives de ladite table tournante (412) et servant en partie de manière respective de dit passage d'avance annulaire (18) et de dit passage d'avance annulaire de stockage (402), chacun desdits premier et deuxième chariots (418, 420) ayant des éléments de guidage (414a, 414b, 416a, 416b) destinés à supporter une tête multibroche (16); et des moyens de transfert (422) montés sur ladite table tournante (412) afin de déplacer simultanément lesdits premier et deuxième chariots (418, 420) par rapport aux têtes multibroches (16) respectives supportées dans différentes directions vers
un centre de ladite table tournante (412).
12. Machine-outil à tête multibroche (10) selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit mécanisme de changement automatique de tête multibroche (410) comporte en outre des moyens de positionnement (440) destinés à positionner les têtes multibroches (16) supportées sur lesdits premier et deuxième chariots (418, 420) lorsque lesdits premier et deuxième chariots (418, 420) sont déplacés vers le centre de ladite table tournante (412) par lesdits moyens de transfert (422), lesdits moyens de positionnement (440) comportant: un crochet (488) monté sur chacune des têtes multibroches (16); et un élément d'engagement (442) monté sur chacun desdits premier et deuxième chariots (418, 420) afin d'engager ledit crochet (488) en coopération avec
ladite table tournante (412).
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