FR2747330A1 - Machine d'usinage a transfert circulaire - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une machine d'usinage à transfert circulaire. La machine de l'invention comporte un plateau porte-palettes (1) supportant en des emplacements répartis circulairement et angulairement espacés des palettes porte-montage d'usinage (3), une pluralité de stations de travail fixes réparties circonférentiellement autour du plateau, des moyens d'indexage (15a, 15b) réalisant le blocage en rotation du plateau sur le bâti fixe (2) en position basse d'arrêt du plateau, simultanément mais de façon indépendante et individuelle à l'emplacement de chaque palette, des moyens de commande de levée et de baisse du plateau entre une position haute de rotation et une position basse d'arrêt bloquée par les moyens d'indexage, et des moyens de commande de rotation du plateau suivant un pas angulaire prédéterminé, les moyens de commande précités étant programmés pour provoquer, par intermittence, successivement et cycliquement la montée, la rotation et la descente du plateau. L'invention s'applique notamment aux machines-outils à postes d'usinage multiples.
Description
La présente invention concerne une machine d'usinage à transfert circulaire.
On connaît déjà une telle machine d'usinage par enlèvement de copeaux à transfert circulaire, comportant
- plusieurs stations de travail fixes agencées circulairement et angulairement espacées l'une de l'autre,
- un plateau diviseur rotatif indexable autour duquel sont radialement agencées les stations de travail, le plateau se déplaçant par intermittence d'un pas angulaire correspondant à l'espacement angulaire de deux stations de travail déterminées pour amener et arrêter successivement un même emplacement du plateau devant chaque station de travail déterminée,
- une pluralité de montages d'usinage porte-pièce rigidement fixés sur des emplacements circulairement répartis et angulairement espacés du plateau,
- une paire de couronnes dentées coniques conjuguées, coaxiales au plateau et dont l'une est solidaire de la face inférieure de ce dernier et l'autre est solidaire du bâti de la machine, pour accoupler le plateau au bâti en position abaissée du plateau et bloquer ce dernier en rotation,
- un dispositif de commande de monte et baisse du plateau, comprenant un vérin hydraulique vertical à double effet pour respectivement soulever le plateau de façon à séparer les couronnes dentées précitées et permettre ainsi la rotation commandée du plateau, et abaisser ce dernier jusqu'à la position engrenée des couronnes après rotation du plateau, et
- un dispositif de commande de rotation du plateau, comprenant un vérin hydraulique à double effet horizontal articulé sur la périphérie du plateau pour faire tourner ce dernier d'un angle prédéterminé.
- plusieurs stations de travail fixes agencées circulairement et angulairement espacées l'une de l'autre,
- un plateau diviseur rotatif indexable autour duquel sont radialement agencées les stations de travail, le plateau se déplaçant par intermittence d'un pas angulaire correspondant à l'espacement angulaire de deux stations de travail déterminées pour amener et arrêter successivement un même emplacement du plateau devant chaque station de travail déterminée,
- une pluralité de montages d'usinage porte-pièce rigidement fixés sur des emplacements circulairement répartis et angulairement espacés du plateau,
- une paire de couronnes dentées coniques conjuguées, coaxiales au plateau et dont l'une est solidaire de la face inférieure de ce dernier et l'autre est solidaire du bâti de la machine, pour accoupler le plateau au bâti en position abaissée du plateau et bloquer ce dernier en rotation,
- un dispositif de commande de monte et baisse du plateau, comprenant un vérin hydraulique vertical à double effet pour respectivement soulever le plateau de façon à séparer les couronnes dentées précitées et permettre ainsi la rotation commandée du plateau, et abaisser ce dernier jusqu'à la position engrenée des couronnes après rotation du plateau, et
- un dispositif de commande de rotation du plateau, comprenant un vérin hydraulique à double effet horizontal articulé sur la périphérie du plateau pour faire tourner ce dernier d'un angle prédéterminé.
Ces dispositifs de commande sont programmés pour provoquer successivement et cycliquement la montée du plateau d'une course constante prédéterminée pour le rendre mobile en rotation, la rotation unidirectionnelle du plateau selon le pas angulaire précité et sa descente à l'arrêt dans sa position angulaire relative bloquée en rotation par les couronnes.
Cette machine connue comporte toutefois de nombreux inconvénients, notamment une précision insuffisante de localisation de la position relative des montages d'usinage, en raison de la précision imparfaite de la construction de ses divers composants.
Au surplus, cette erreur de positionnement évolue avec le gradient de température ambiante par déformation thermique variable de ces composants et les erreurs de positionnement se cumulent en passant d'un poste de travail au suivant.
En outre, les couronnes dentées étant difficiles à fabriquer pour un diamètre supérieur à lm, le plateau est limité en diamètre à environ 1,8m en raison du porte-à-faux excessif et d'une rigidité et précision insuffisantes.
Enfin, l'usinage à chaque poste de travail perturbe l'usinage aux autres postes de travail par transmission des vibrations et déformation de l'ensemble plateau-montage d'usinage lors de l'application des forces de couple d'usinage.
La présente invention a donc pour but d'éliminer ou tout au moins de réduire les inconvénients précités, en proposant une nouvelle machine d'usinage à transfert circulaire.
A cet effet, la présente invention a pour objet une machine d'usinage à transfert circulaire comportant
- un plateau diviseur rotatif indexable destiné à porter un ou plusieurs montages d'usinage porte-pièce qui sont respectivement fixés en des emplacements répartis circulairement et angulairement espacés sur le plateau,
- une pluralité de stations de travail fixes réparties circonférentiellement autour du plateau et angulairement espacées d'un pas angulaire correspondant à celui des emplacements précités du plateau diviseur,
- des moyens d'indexage pour bloquer en rotation le plateau en position basse d'arrêt, lesdits moyens d'indexage étant désaccouplables par levée du plateau,
- des moyens de commande de levée et de baisse du plateau entre une position haute de rotation et une position basse d'arrêt bloquée par les moyens d'indexage, et
- des moyens de commande de rotation du plateau pour entraîner en rotation ce dernier suivant un pas angulaire prédéterminé,
- les moyens de commande précités étant programmés pour provoquer, par intermittence, successivement et cycliquement la montée du plateau d'une course constante prédéterminée pour le rendre mobile en rotation, la rotation du plateau suivant le pas angulaire précité et sa descente à l'arrêt en position angulaire relative bloquée en rotation,
caractérisée en ce que le plateau diviseur est un plateau porte-palettes comportant, à chaque emplacement précité, une palette destinée à supporter un montage d'usinage fixé à celle-ci, et
en ce que les moyens d'indexage précités réalisent le blocage en rotation du plateau sur le bâti fixe, simultanément mais de façon indépendante et individuelle, à l'emplacement de chaque palette.
- un plateau diviseur rotatif indexable destiné à porter un ou plusieurs montages d'usinage porte-pièce qui sont respectivement fixés en des emplacements répartis circulairement et angulairement espacés sur le plateau,
- une pluralité de stations de travail fixes réparties circonférentiellement autour du plateau et angulairement espacées d'un pas angulaire correspondant à celui des emplacements précités du plateau diviseur,
- des moyens d'indexage pour bloquer en rotation le plateau en position basse d'arrêt, lesdits moyens d'indexage étant désaccouplables par levée du plateau,
- des moyens de commande de levée et de baisse du plateau entre une position haute de rotation et une position basse d'arrêt bloquée par les moyens d'indexage, et
- des moyens de commande de rotation du plateau pour entraîner en rotation ce dernier suivant un pas angulaire prédéterminé,
- les moyens de commande précités étant programmés pour provoquer, par intermittence, successivement et cycliquement la montée du plateau d'une course constante prédéterminée pour le rendre mobile en rotation, la rotation du plateau suivant le pas angulaire précité et sa descente à l'arrêt en position angulaire relative bloquée en rotation,
caractérisée en ce que le plateau diviseur est un plateau porte-palettes comportant, à chaque emplacement précité, une palette destinée à supporter un montage d'usinage fixé à celle-ci, et
en ce que les moyens d'indexage précités réalisent le blocage en rotation du plateau sur le bâti fixe, simultanément mais de façon indépendante et individuelle, à l'emplacement de chaque palette.
Contrairement à l'art antérieur, les moyens pour bloquer en rotation le plateau ne sont plus ici constitués par des grandes couronnes dentées, mais par une pluralité de moyens d'indexage prévus à l'emplacement de chaque palette, ce qui permet d'augmenter à volonté le diamètre externe du plateau porte-palettes, d'accroître la précision de positionnement relative de chaque palette et de supprimer la transmission des perturbations engendrées par les opérations individuelles d'usinage.
On peut aussi utiliser un plateau dont le diamètre de la circonférence passant par les axes des palettes, est compris entre 1,2 et 2,5 m, sans diminuer la précision de positionnement des palettes. Bien entendu, le diamètre du plateau peut être augmenté à volonté.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque palette est montée flottante sur le plateau porte-palettes avec une mobilité verticale et un jeu périphérique assurant sa mobilité horizontale, les moyens d'indexage étant prévus entre chaque palette et le bâti fixe de façon qu'en position basse d'arrêt du plateau, la palette repose simplement sur le bâti par l'intermédiaire des moyens d'indexage qui bloquent sa mobilité horizontale, et en position haute de rotation du plateau, la palette repose simplement sur le plateau portepalettes.
Ainsi, le plateau n'a pour fonction que de véhiculer les palettes et n'intervient pas dans la précision de localisation des palettes par rapport aux stations d'usinage.
Dans une variante de réalisation, les moyens d'indexage à l'emplacement de chaque palette sont constitués d'une paire de couronnes dentées planes coniques, conjuguées, coaxiales à la palette et dont l'une est solidaire du bâti et l'autre est solidaire de la palette, les dentures des couronnes engrenant par contact mutuel de leurs flancs de dent respectifs.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la machine comporte un moyen de bridage automatique et individuel sur le bâti de chaque palette, pour bloquer sa mobilité verticale en position basse d'arrêt du plateau porte-palettes, le moyen de bridage comportant un vérin vertical à double effet apte à faire pivoter au moins deux griffes entre une position d'accrochage d'un rebord de la palette dans laquelle l'usinage peut s'opérer, et une position désaccouplée rétractée de la palette.
On peut prévoir que chaque palette est montée
- soit à position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes,
- soit à position angulairement mobile en rotation propre, synchronisée avec la rotation du plateau portepalettes,
- soit à position angulaire mobile indépendante de la rotation du plateau porte-palettes et réalisée à chaque station d'usinage,
- soit autre réalisant la combinaison de deux au moins des trois positions précitées.
- soit à position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes,
- soit à position angulairement mobile en rotation propre, synchronisée avec la rotation du plateau portepalettes,
- soit à position angulaire mobile indépendante de la rotation du plateau porte-palettes et réalisée à chaque station d'usinage,
- soit autre réalisant la combinaison de deux au moins des trois positions précitées.
Dans un premier mode de réalisation, la palette est maintenue dans une position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes, en position basse d'arrêt de celui-ci par les moyens d'indexage précités, et lors de la levée et de la rotation du plateau porte-palettes par un moyen de blocage automatique, individuel et indépendant, de la mobilité horizontale de chaque palette, ce moyen étant automatiquement débloqué en fin de course de descente du plateau portepalettes.
Ce moyen de blocage peut comporter un verrou mobile coulissant verticalement entre chaque palette et le plateau porte-palettes, et venant en butée sur le bâti fixe en position basse d'arrêt de ce plateau, et une encoche en saillie de la palette sous le verrou mobile dans laquelle vient s'insérer une portion de forme complémentaire de ce dernier lors du soulèvement du plateau porte-palettes, ladite portion complémentaire du verrou étant maintenue espacée de l'encoche en position basse d'arrêt du plateau porte-palettes d'une distance inférieure à la course de désengrenement des moyens d'indexage.
Dans un deuxième mode de réalisation, chaque palette est commandée en rotation propre synchronisée avec la rotation du plateau porte-palettes par un train d'engrenages comportant une couronne dentée fixe solidaire du bâti et coaxiale au plateau porte-palettes, un pignon coaxialement solidaire en rotation de chaque palette, et un pignon satellite monté fou sur le plateau porte-palettes et engrenant respectivement avec la couronne dentée fixe commune et le pignon de la palette associée.
Dans un troisième mode de réalisation, chaque palette est commandée en rotation inviduelle indépendante par un dispositif comprenant un vérin linéaire à double effet vertical coaxial à la palette, solidaire du bâti fixe et dont la tige de vérin est sélectivement accouplable en rotation avec la palette par montée de cette tige de vérin qui provoque le soulèvement de la palette et le désengrènement des moyens d'indexage, et un moyen d'entraînement rotatif provoquant la rotation de la palette d'un angle prédéterminé.
On pourrait prévoir que le dispositif de commande de rotation individuelle indépendante de chaque palette soit lié au moyen de bridage automatique précité par le même vérin linéaire à double effet vertical.
Dans un quatrième mode de réalisation, chaque palette est commandée en rotation individuelle indépendante par un moteur, par exemple auto-synchrone, supporté par le bâti pour entraîner solidairement en rotation l'ensemble des moyens d'indexage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande de rotation du plateau porte-palettes comprennent
- un plateau indexeur sur lequel le plateau portepalettes est coaxialement monté mobile en translation verticale et solidaire en rotation,
- une came-tambour globique rotative menante à nervure saillante comportant un segment hélicoïdal de rotation et un segment circulaire coaxial à ladite came globique, et
- une pluralité de galets suiveurs venant successivement en prise avec ladite nervure et montés sur un plateau porte-galets mené coaxialement solidaire du plateau indexeur pour l'entraîner en rotation autour d'un arbre central immobile en rotation, verticalement déplaçable et commun au plateau porte-palettes.
- un plateau indexeur sur lequel le plateau portepalettes est coaxialement monté mobile en translation verticale et solidaire en rotation,
- une came-tambour globique rotative menante à nervure saillante comportant un segment hélicoïdal de rotation et un segment circulaire coaxial à ladite came globique, et
- une pluralité de galets suiveurs venant successivement en prise avec ladite nervure et montés sur un plateau porte-galets mené coaxialement solidaire du plateau indexeur pour l'entraîner en rotation autour d'un arbre central immobile en rotation, verticalement déplaçable et commun au plateau porte-palettes.
Selon encore une autre caractéristique, les moyens de commande de levée et de baisse du plateau porte-palettes, comprennent
- une came-disque plate rotative menante et à profil périphérique dont la distance varie par rapport à son axe de rotation, et
- un galet suiveur en contact avec ledit profil périphérique et porté fou par un levier pivotant coopérant par contact de butée avec l'extrémité inférieure de l'arbre central commun pour sa levée et sa baisse,
- ledit arbre central supportant à son extrémité supérieure de manière rotative le plateau porte-palettes.
- une came-disque plate rotative menante et à profil périphérique dont la distance varie par rapport à son axe de rotation, et
- un galet suiveur en contact avec ledit profil périphérique et porté fou par un levier pivotant coopérant par contact de butée avec l'extrémité inférieure de l'arbre central commun pour sa levée et sa baisse,
- ledit arbre central supportant à son extrémité supérieure de manière rotative le plateau porte-palettes.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation particuliers actuellement préférés de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue d'ensemble schématique et en élévation de la machine à transfert circulaire de l'invention;
- la figure 2 est une vue partielle et en coupe axiale de la machine de l'invention
- la figure 3 est une vue en coupe axiale de la machine de l'invention sans le plateau porte-palettes
- la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV
IV de la figure 3
- la figure 5 est une vue en coupe brisée à plans parallèles et partiellement arrachée, suivant la ligne V-V de la figure 4
- la figure 6 est une vue partielle et en coupe axiale d'un détail de la machine de l'invention à l'emplacement d'une palette, suivant un premier mode de réalisation
- la figure 7 est une vue partielle de la figure 2, suivant un deuxième mode de réalisation de la machine de l'invention
- la figure 8 est un quart de vue de dessus d'un troisième mode de réalisation de la machine de l'invention
- la figure 9 est une vue partielle et en coupe brisée à plans sécants suivant la ligne IX-IX, du plateau portepalettes de la machine de la figure 8 ; et
- la figure 10 est une vue partielle et en coupe axiale de la machine de la figure 8, suivant la ligne X-X.
- la figure 1 est une vue d'ensemble schématique et en élévation de la machine à transfert circulaire de l'invention;
- la figure 2 est une vue partielle et en coupe axiale de la machine de l'invention
- la figure 3 est une vue en coupe axiale de la machine de l'invention sans le plateau porte-palettes
- la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV
IV de la figure 3
- la figure 5 est une vue en coupe brisée à plans parallèles et partiellement arrachée, suivant la ligne V-V de la figure 4
- la figure 6 est une vue partielle et en coupe axiale d'un détail de la machine de l'invention à l'emplacement d'une palette, suivant un premier mode de réalisation
- la figure 7 est une vue partielle de la figure 2, suivant un deuxième mode de réalisation de la machine de l'invention
- la figure 8 est un quart de vue de dessus d'un troisième mode de réalisation de la machine de l'invention
- la figure 9 est une vue partielle et en coupe brisée à plans sécants suivant la ligne IX-IX, du plateau portepalettes de la machine de la figure 8 ; et
- la figure 10 est une vue partielle et en coupe axiale de la machine de la figure 8, suivant la ligne X-X.
En se référant à la figure 1, on a une vue d'ensemble schématique de la machine d'usinage à transfert circulaire de l'invention.
Cette machine comporte un plateau diviseur circulaire horizontal 1 supporté de manière rotative autour de l'axe A par un bâti 2.
Une pluralité de palettes 3 sont circulairement réparties et angulairement espacées sur la périphérie du plateau diviseur 1, chaque palette 3 étant destinée à supporter un montage d'usinage porte-pièce 4 qui est fixé à celle-ci et sert pour la présentation et la fixation d'une pièce à usiner P.
Le plateau porte-palettes 1 comporte à sa périphérie une pluralité de passages tubulaires traversants la dont l'axe principal est parallèle à l'axe de rotation A du plateau 1, pour y loger les palettes 3.
On peut prévoir par exemple six palettes porte-montage 3 réparties en de deux groupes distincts de trois palettes qui sont circulairement alternées et angulairement équidistantes de 600 entre elles, le plateau porte-palettes 1 pouvant être commandé pour déplacer chaque palette de 1200.
Autour du plateau porte-palettes 1 sont circonférentiellement réparties plusieurs stations de travail fixes S qui comportent chacune une ou plusieurs unités d'usinage.
On peut prévoir par exemple, comme illustré sur la figure 1, une station d'usinage S qui comporte une broche porte-outil 5 qui est commandée en translation horizontale dans une direction radiale R par un moteur 6 pour positionner l'outil à la verticale de la pièce à usiner P et en rotation autour de son axe 7 par un moteur 8 par l'intermédiaire d'une courroie d'entraînement 9 pour usiner la pièce.
De telles stations d'usinage sont déjà bien connues en soi et ne seront pas décrites plus en détail.
Le plateau porte-palettes 1 est supporté en son centre de manière coulissante dans la direction de l'axe A, c'est-àdire verticalement, par quatre colonnettes 10 qui font saillie orthogonalement d'un plateau indexeur sous-jacent 11 (représenté sur la figure 2), les colonnettes étant circulairement et régulièrement réparties autour de l'axe A pour solidariser en rotation le plateau diviseur 1 et le plateau indexeur 11.
On voit plus clairement sur la figure 2 que chaque colonnette 10 est logée de manière coulissante dans un manchon de guidage en translation verticale 10a du plateau diviseur 1.
Le plateau indexeur 11 est guidé et supporté en rotation à sa périphérie par le bâti fixe 2 par l'intermédiaire d'une couronne à billes 12.
Le plateau indexeur 11 et le plateau diviseur 1 sont coaxialement montés libres en rotation autour d'un arbre central 13 qui est immobilisé en rotation comme expliqué ciaprès.
Le plateau porte-palettes 1 est axialement monté rotatif et supporté par l'extrémité supérieure 13a de l'arbre central 13 par l'intermédiaire d'une butée à rouleaux formant crapaudine 14.
Dans la position illustrée sur la figure 2, le plateau porte-palettes 1 est bloqué en rotation par rapport au bâti 2 au niveau de chaque palette 3.
En effet, le blocage de chaque palette 3 sur le bâti fixe 2 est réalisé par l'interpénétration mutuelle de deux couronnes dentées planes coniques 15a et 15b, par exemple du type Voith-Hirth, conjuguées, coaxiales à la palette et dont l'une 15b est solidairement fixée au bâti 2 et l'autre 15a est solidaire de la palette 3.
On comprend donc que le plateau porte-palettes 1 ne pourra tourner qu'après son soulèvement par l'arbre central 13 pour désengrener les deux couronnes 15a et 15b précitées.
Le plateau 1 se déplacera ainsi en rotation par intermittence pour successivement amener les palettes 3 en face des différentes stations d'usinage sélectionnées.
On aperçoit partiellement sur la figure 2 une came tambour globique 16 et un galet suiveur associé 17 qui font partie d'un mécanisme de commande en rotation du plateau indexeur 11.
On va maintenant décrire plus en détail ce mécanisme en référence aux figures 3 et 4.
Le mécanisme de commande en rotation du plateau indexeur 11, et par suite du plateau porte-palettes 1, comporte
- la came tambour globique 16 précitée qui est montée rotative autour d'un axe horizontal B et entraînée en rotation par un arbre moteur coaxial 19, ladite came présentant sur sa face périphérique une nervure saillante 20 qui comporte un segment hélicoïdal pour la rotation du plateau 1 et un segment circulaire coaxial à la came pour les raisons qui seront indiquées plus loin,
- une pluralité de galets suiveurs 17 qui sont successivement en prise avec ladite nervure 20 et qui sont montés sur un plateau porte-galets 18 rotatifs autour d'axes horizontaux 21 agencés radialement par rapport à l'axe A,
- le plateau porte-galets 18 qui est monté coaxialement autour de l'arbre central 13 et solidairement fixé sous l'extrémité inférieure du plateau indexeur 11.
- la came tambour globique 16 précitée qui est montée rotative autour d'un axe horizontal B et entraînée en rotation par un arbre moteur coaxial 19, ladite came présentant sur sa face périphérique une nervure saillante 20 qui comporte un segment hélicoïdal pour la rotation du plateau 1 et un segment circulaire coaxial à la came pour les raisons qui seront indiquées plus loin,
- une pluralité de galets suiveurs 17 qui sont successivement en prise avec ladite nervure 20 et qui sont montés sur un plateau porte-galets 18 rotatifs autour d'axes horizontaux 21 agencés radialement par rapport à l'axe A,
- le plateau porte-galets 18 qui est monté coaxialement autour de l'arbre central 13 et solidairement fixé sous l'extrémité inférieure du plateau indexeur 11.
Sous l'action de la rotation de l'arbre moteur 19, la came tambour globique menante 16 entraîne en rotation le plateau porte-galets mené 18, et par suite le plateau indexeur 11, par l'intermédiaire des galets suiveurs 17 qui roulent le long de la nervure saillante 20 précitée.
On peut prévoir que les galets suiveurs 17 soient régulièrement répartis à la périphérie du plateau portegalets 18 en nombre égal à celui des stations de travail S précitées.
On va maintenant décrire le mécanisme de commande de levée et de baisse du plateau porte-palettes 1, en référence plus particulièrement aux figures 4 et 5.
Ce mécanisme comporte
- une came-disque plate à profil périphérique 21 coaxiale à l'arbre moteur 19 et solidaire en rotation de celui-ci,
- un galet suiveur 22 coopérant par contact avec le profil périphérique 21a de la came-disque 21,
- un levier 23 pivotant sur un axe horizontal 24 parallèle à l'axe B et portant à son extrémité libre supérieure le galet suiveur 22,
- un galet fou 25 pivotant librement autour d'un axe 26 parallèle à l'axe 24 et porté par l'extrémité inférieure du levier 23, et
- l'arbre central commun 13 dont l'extrémité inférieure 13b repose par contact de butée sur la périphérie du galet fou 25.
- une came-disque plate à profil périphérique 21 coaxiale à l'arbre moteur 19 et solidaire en rotation de celui-ci,
- un galet suiveur 22 coopérant par contact avec le profil périphérique 21a de la came-disque 21,
- un levier 23 pivotant sur un axe horizontal 24 parallèle à l'axe B et portant à son extrémité libre supérieure le galet suiveur 22,
- un galet fou 25 pivotant librement autour d'un axe 26 parallèle à l'axe 24 et porté par l'extrémité inférieure du levier 23, et
- l'arbre central commun 13 dont l'extrémité inférieure 13b repose par contact de butée sur la périphérie du galet fou 25.
L'arbre central 13 est libre de coulisser en translation verticale, mais il est immobilisé en rotation par deux méplats d'extrémité inférieure et diamétralement opposés 13c qui sont insérés dans la chape (non représentée) du galet fou 25.
Le profil périphérique 21a de la came-disque 21 est à une distance variable par rapport à son axe de rotation B. Le profil 21a peut être divisé en deux segments, l'un circulaire coaxial à l'axe B pour la rotation du plateau 1, et l'autre à rayon progressivement décroissant puis croissant pour la baisse et la levée du plateau porte-palettes 1.
On voit mieux sur la figure 4 que le mécanisme de commande en rotation du plateau porte-palettes 1 est lié à son mécanisme de monte et baisse par le même arbre moteur 19.
De ce fait, la came globique 16 et la came-disque 21 sont circulairement agencées l'une par rapport à l'autre de façon à synchroniser les mouvements successifs de rotation et de monte et baisse du plateau porte-palettes 1.
A cet effet, le segment hélicoïdal et le segment circulaire de la nervure saillante 20 de la came globique 16 correspondent en fonctionnement, respectivement au segment circulaire et au segment à rayon variable du profil périphérique 21a de la came-disque 21.
Autrement dit, lorsque le galet 22 suit le segment à rayon croissant de la came-disque 21, un galet 17 suit une portion du segment circulaire de la came globique 16, ce qui provoque un pivotement vers le haut du levier 23 (représenté en traits interrompus sur la figure 5) et par suite le soulèvement de l'arbre central 13 et donc du plateau portepalettes 1, sans que ce dernier soit entraîné en rotation. En effet, il faut d'abord soulever le plateau porte-palettes 1 pour désengrener les couronnes 15 avant de pouvoir faire tourner le plateau 1.
Puis, lorsque le galet 22 atteint et parcourt le segment circulaire de la came-disque 21, le galet 17 atteint et parcourt le segment hélicoïdal de la came globique 16, ce qui a pour effet respectivement de maintenir en position soulevée et donc désengrenée le plateau porte-palettes 1 et d'entraîner en rotation ce dernier.
Enfin, lorsque le galet 22 atteint et parcourt le segment à rayon décroissant de la came-disque 21, le galet 17 rejoint le segment circulaire de la came globique 20, ce qui provoque l'abaissement du plateau 1 sans rotation de ce dernier.
On a représenté sur la figure 5 l'angle de débattement O du levier 23 autour de son axe 24 lors de la levée et de la baisse du plateau porte-palettes 1.
On voit mieux sur la figure 6 que chaque palette 3 est montée sur le plateau porte-palettes 1 avec un jeu périphérique radial e et un jeu périphérique vertical f qui assurent respectivement une légère mobilité horizontale à la palette 3, lorsque sa couronne dentée conique 15a est séparée de la couronne dentée conique 15b du bâti 2, et un appui simple et direct de la palette 3 sur le bâti 2, en position engrenée des couronnes 15a et 15b.
En position engrenée des couronnes dentées 15a et 15b, la mobilité horizontale de la palette 3 est bloquée par les dentures coniques de ces derniers dont les flancs de dent sont en contact mutuel.
Dans cette même position, la palette 3 est verticalement maintenue fixe par un bridage automatique de celle-ci sur le bâti 2.
Ce bridage automatique comporte
- un vérin hydraulique vertical à double effet dont la tige de piston 27 vient s'articuler par rotule sur un palonnier 28,
- au moins deux biellettes 29 qui sont articulées à une extrémité sur le palonnier 28 en 30 et à l'extrémité opposée sur deux griffes respectives 31 en 32,
- les griffes 31 pivotant sur un axe intermédiaire 32a fixé au bâti 2, de façon à accrocher un rebord inférieur 3a de la palette 3 lors de la descente du piston 27 et à libérer la palette par rétractaction lors de la montée du piston de vérin 27.
- un vérin hydraulique vertical à double effet dont la tige de piston 27 vient s'articuler par rotule sur un palonnier 28,
- au moins deux biellettes 29 qui sont articulées à une extrémité sur le palonnier 28 en 30 et à l'extrémité opposée sur deux griffes respectives 31 en 32,
- les griffes 31 pivotant sur un axe intermédiaire 32a fixé au bâti 2, de façon à accrocher un rebord inférieur 3a de la palette 3 lors de la descente du piston 27 et à libérer la palette par rétractaction lors de la montée du piston de vérin 27.
Le bridage vertical de la palette 3 est utile dans tous les cas de figure car les efforts d'usinage auxquels est soumise la pièce à usiner P sont tels qu'ils pourraient provoquer le soulèvement de la palette 3 en l'absence de ce bridage.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 6, chaque palette 3 est commandée en rotation de façon individuelle et indépendante autour de son axe propre C.
Le mécanisme de commande en rotation individuelle de chaque palette 3, comporte
- un vérin hydraulique linéaire à double effet vertical 33 coaxial à la palette 3, solidaire du bâti fixe 2, et dont la tige de piston 33 est sélectivement accoupable en rotation à son extrémité libre supérieure 33a avec un logement correspondant 3b de la palette 3, par montée de la tige de vérin 33,
- un vérin hydraulique rotatif ou un moteur électrique (non représenté) pour entraîner en rotation un plateau portegalets 34 monté coaxialement et à rotation sur la tige 33, par l'intermédiaire d'une butée à billes 35,
- une pluralité de galets 36 à axe horizontal radial et dont la surface de roulement est destinée à coopérer avec une surface inférieure de la palette 3 lors de la levée du piston 33.
- un vérin hydraulique linéaire à double effet vertical 33 coaxial à la palette 3, solidaire du bâti fixe 2, et dont la tige de piston 33 est sélectivement accoupable en rotation à son extrémité libre supérieure 33a avec un logement correspondant 3b de la palette 3, par montée de la tige de vérin 33,
- un vérin hydraulique rotatif ou un moteur électrique (non représenté) pour entraîner en rotation un plateau portegalets 34 monté coaxialement et à rotation sur la tige 33, par l'intermédiaire d'une butée à billes 35,
- une pluralité de galets 36 à axe horizontal radial et dont la surface de roulement est destinée à coopérer avec une surface inférieure de la palette 3 lors de la levée du piston 33.
Bien entendu, le piston 33 sera d'abord actionné verticalement vers le haut pour accouplement avec la palette 3, jusqu'à ce que sa couronne dentée 15a se sépare de la couronne dentée 15b du bâti fixe 2, puis le plateau portegalets 34 sera actionné en rotation pour faire pivoter la palette 3 d'un angle prédéterminé, par l'intermédiaire des galets 36.
L'angle de rotation de la palette 3 sera calculé exactement pour que dans la nouvelle position angulaire de la palette 3, les flancs de dent de la couronne dentée 15a soient en contact exact avec ceux de la couronne dentée sousjacente 15b, pour éviter tout contact entre leur sommet de dent respectifs. Par exemple, l'angle de rotation sera un multiple exact du pas de denture des couronnes dentées.
On pourrait prévoir que le mécanisme de commande en rotation individuelle de chaque palette soit lié au bridage automatique par le même vérin hydraulique vertical à double effet, la montée du piston provoquant simultanément la rétractation des griffes, donc la libération des palettes, et l'accouplement du piston à la palette.
La rotation individuelle indépendante de chaque palette pourra être réalisée à chaque station d'usinage S ou une autre station, par exemple de contrôle, pour présenter une portion différente de la pièce à usiner P devant l'outil correspondant.
En variante, le mécanisme de commande en rotation individuelle de chaque palette (non représenté) pourrait comporter un moteur auto-synchrone supporté par le bâti et entraînant en rotation la couronne dentée 15b d'un pas angulaire quelconque, ce qui provoque en position basse d'arrêt du plateau porte-palettes la rotation conjointe de la couronne dentée 15a et donc de la palette.
On va maintenant décrire un autre mode de réalisation de l'invention en référence à la figure 7, dans laquelle chaque palette 3 est à position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes 1.
Sur cette figure, le mécanisme de blocage vertical à griffe de la palette 3 par le vérin 27 a été omis.
Chaque palette 3 est maintenue en position relative fixe par un mécanisme de blocage automatique de rotation de celle-ci lors de la levée de la rotation du plateau portepalettes 1.
Ce mécanisme de blocage de rotation comporte
- un verrou 37 verticalement mobile dans un logement correspondant prévu sur la surface interne du passage tubulaire la du plateau porte-palettes 1, ce verrou 37 étant muni d'un doigt vertical inférieur 37a apte à venir en butée contre le bâti fixe 2,
- un moyen élastique tel qu'un ressort de compression 38 coaxial au verrou 37 et prenant appui à une extrémité sous la collerette supérieure périphérique 3c de la palette 3 et à son extrémité opposée sur le verrou mobile 37 pour le solliciter vers le bas,
- une encoche 39 radialement en saillie de la périphérie de la palette 3 sous le verrou mobile 37 et dans laquelle vient s'insérer une portion de forme complémentaire du verrou mobile 37 lors du soulèvement du plateau 1.
- un verrou 37 verticalement mobile dans un logement correspondant prévu sur la surface interne du passage tubulaire la du plateau porte-palettes 1, ce verrou 37 étant muni d'un doigt vertical inférieur 37a apte à venir en butée contre le bâti fixe 2,
- un moyen élastique tel qu'un ressort de compression 38 coaxial au verrou 37 et prenant appui à une extrémité sous la collerette supérieure périphérique 3c de la palette 3 et à son extrémité opposée sur le verrou mobile 37 pour le solliciter vers le bas,
- une encoche 39 radialement en saillie de la périphérie de la palette 3 sous le verrou mobile 37 et dans laquelle vient s'insérer une portion de forme complémentaire du verrou mobile 37 lors du soulèvement du plateau 1.
En position engrenée des couronnes dentées 15a et 15b le fond de l'encoche 39 est maintenu à une distance verticale prédéterminée du verrou mobile 37 inférieure à la hauteur des dentures des couronnes 15a et 15b, de façon à garder la même position angulaire relative de la palette 3 sur le plateau 1 lors de son soulèvement et de sa rotation.
La hauteur du doigt 37a est calculée pour maintenir l'encoche 39 à la distance prédéterminée précitée du verrou mobile 37.
On va maintenant décrire brièvement le fonctionnement de ce mécanisme de blocage.
Le soulèvement progressif du plateau 1 s'accompagne, au jeu f près, du soulèvement concomitant de chaque palette 3 et donc du désengrènement progressif des dentures des couronnes dentées 15a et 15b.
Pendant la phase initiale de ce soulèvement, le verrou mobile 37 est maintenu en butée contre le bâti fixe, par l'intermédiaire du doigt 37a, par le ressort de compression 38 qui le sollicite vers le bas, jusqu'à ce que le verrou mobile 37 vienne s'ajuster dans l'encoche complémentaire 39 de la palette 3.
Le soulèvement supplémentaire du plateau 1 provoque alors dans une deuxième phase, le soulèvement du verrou mobile 37 qui est porté par l'encoche saillante 39 de la palette 3 et maintenu inséré dans celle-ci par le ressort 38.
Ainsi, la palette 3 voit sa mobilité horizontale bloquée par le mécanisme de blocage lors du soulèvement du plateau 1, puis de sa rotation.
Lors de la descente du plateau 1 après rotation, la palette 3 est automatiquement débloquée en fin de course de descente lorsque le doigt 37a vient en butée contre le bâti fixe 2, ce qui provoque le désaccouplement du verrou mobile 37 de l'encoche complémentaire associée 39.
Bien entendu, on pourrait prévoir en variante l'encoche en saillie du passage tubulaire la et le verrou mobile logé dans la surface périphérique de la palette.
On va maintenant décrire un troisième mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures 8 à 10, dans lesquelles, chaque palette 3 est à position angulairement mobile en rotation propre, synchronisée avec la rotation du plateau porte-palettes 1.
La rotation synchronisée des palettes 3 est commandée par un mécanisme débrayable qui comporte
- une couronne dentée fixe 40 solidaire du bâti 2 et coaxiale au plateau porte-palettes 1,
- un pignon 41 coaxialement solid du pignon satellite fou 42 dans une lumière arquée 44 (voir figure 8) qui sert également au débrayage des satellites 42.
- une couronne dentée fixe 40 solidaire du bâti 2 et coaxiale au plateau porte-palettes 1,
- un pignon 41 coaxialement solid du pignon satellite fou 42 dans une lumière arquée 44 (voir figure 8) qui sert également au débrayage des satellites 42.
On voit sur la figure 10 que la couronne dentée fixe 40 est espacée du pignon 41 de la palette 3 d'un jeu g.
La taille des pignons satellites 42 est déterminée en fonction de la rotation individuelle souhaitée pour chaque palette 3, lors de chaque rotation intermittente successive du plateau porte-palettes 1.
Chaque palette 3 peut être cylindrique circulaire ou bien prismatique pour être interchangeable en fonction du type de pièce à usiner.
Au lieu des couronnes dentées coniques 15a et 15b on peut prévoir en variante une paire de rangées circulaires de cônes respectivement mâle ou saillant et femelle ou creux conjugués.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est évident qu'elle n'y ait nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre des revendications qui suivent.
Claims (14)
1. Machine d'usinage à transfert circulaire, comportant
- un plateau diviseur rotatif indexable (1) destiné à porter un ou plusieurs montages d'usinage porte-pièce (4) qui sont respectivement fixés en des emplacements répartis circulairement et angulairement espacés sur le plateau,
- une pluralité de stations de travail fixes (S) réparties circonférentiellement autour du plateau et angulairement espacées d'un pas angulaire correspondant à celui des emplacements précités du plateau diviseur,
- des moyens d'indexage (15a, 15b) pour bloquer en rotation le plateau en position basse d'arrêt, lesdits moyens d'indexage étant désaccouplables par levée du plateau,
- des moyens de commande (21, 23) de levée et de baisse du plateau (1) entre une position haute de rotation et une position basse d'arrêt bloquée par les moyens d'indexage, et
- des moyens de commande (16, 18) de rotation du plateau (1) pour entraîner en rotation ce dernier suivant un pas angulaire prédéterminé,
les moyens de commande précités (16, 18, 21, 23) étant programmés pour provoquer, par intermittence, successivement et cycliquement la montée du plateau d'une course constante prédéterminée pour le rendre mobile en rotation, la rotation du plateau suivant le pas angulaire précité et sa descente à l'arrêt en position angulaire relative bloquée en rotation,
caractérisée en ce que le plateau diviseur est un plateau porte-palettes (1) comportant, à chaque emplacement précité, une palette (3) destinée à supporter un montage d'usinage fixé à celle-ci, et
en ce que les moyens d'indexage précités (15a, 15b) réalisent le blocage en rotation du plateau (1) sur le bâti fixe (2), simultanément mais de façon indépendante et individuelle, à l'emplacement de chaque palette.
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque palette (3) est montée flottante sur le plateau porte-palettes (1) avec une mobilité verticale et un jeu périphérique assurant sa mobilité horizontale, les moyens d'indexage (15a, 15b) étant prévus entre chaque palette (3) et le bâti fixe (2), de façon qu'en position basse d'arrêt du plateau (1), la palette repose simplement sur le bâti par l'intermédiaire des moyens d'indexage qui bloquent sa mobilité horizontale, et en position haute de rotation du plateau, la palette repose simplement sur le plateau portepalettes (1).
3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'indexage à l'emplacement de chaque palette (3) sont constitués d'une paire de couronnes dentées planes coniques (15a, 15b) conjuguées, coaxiales à la palette et dont l'une (15b) est solidaire du bâti (2) et l'autre (15a) est solidaire de la palette (3), les dentures des couronnes engrenant par contact mutuel de leurs flancs de dent respectifs.
4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de bridage automatique et individuel sur le bâti (2) de chaque palette (3), pour bloquer sa mobilité verticale en position basse d'arrêt du plateau porte-palettes (1), le moyen de bridage comportant un vérin vertical à double effet (27) apte à faire pivoter au moins deux griffes (31) entre une position d'accrochage d'un rebord (3a) de la palette (3) dans laquelle l'usinage peut s'opérer, et une position désaccouplée rétractée de la palette.
5. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque palette (3) est montée
- soit à position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes (1),
- soit à position angulairement mobile en rotation propre, synchronisée avec la rotation du plateau portepalettes (1),
- soit à position angulairement mobile indépendante de la rotation du plateau porte-palettes et réalisé à chaque station d'usinage (S) ou autre station,
- soit autre réalisant la combinaison de deux ou moins des trois positions précitées.
6. Machine selon les revendications 2 et 5, caractérisée en ce que la palette est maintenue dans une position relative fixe par rapport au plateau porte-palettes, en position basse d'arrêt de celui-ci par les moyens d'indexage précités, et lors de la levée et de la rotation du plateau porte-palettes par un moyen de blocage automatique et individuel (37, 39) de la mobilité horizontale de chaque palette (3), ce moyen étant automatiquement débloqué en fin de course de descente du plateau porte-palettes (1).
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de blocage précité comporte
- un verrou mobile (37) coulissant verticalement entre chaque palette (3) et le plateau porte-palettes (1), et venant en butée sur le bâti fixe en position basse d'arrêt de ce plateau, et
- une encoche (39) en saillie de la palette (3) sous le verrou mobile (37) dans laquelle vient s'insérer une portion de forme complémentaire de ce dernier lors du soulèvement du plateau porte-palettes,
ladite portion complémentaire du verrou étant maintenue espacée de l'encoche, en position basse d'arrêt du plateau porte-palettes, d'une distance inférieure à la course de désengrenement des moyens d'indexage.
8. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque palette (3) est commandée en rotation propre synchronisée avec la rotation du plateau porte-palettes (1) par un train d'engrenages comportant une couronne dentée fixe (40) solidaire du bâti (2) et coaxiale au plateau portepalettes (1), un pignon (41) coaxialement solidaire en rotation de chaque palette (3), et un pignon satellite (42) monté fou sur le plateau porte-palettes (1) et engrenant respectivement avec la couronne dentée fixe commune (40) et le pignon (41) de la palette associée (3).
9. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque palette (3) est commandée en rotation individuelle indépendante par un dispositif comprenant un vérin linéaire à double effet vertical (33) coaxial à la palette, solidaire du bâti fixe (2) et dont la tige de vérin est sélectivement accouplable en rotation avec la palette par montée de cette tige de vérin qui provoque le soulèvement de la palette et le désengrenement des moyens d'indexage, et un moyen d'entraînement rotatif (34) provoquant la rotation de la palette d'un angle prédéterminé.
10. Machine selon les revendications 4 et 9, caractérisée en ce que le dispositif de commande de rotation individuelle indépendante de chaque palette est lié au moyen de bridage automatique précité par le même vérin linéaire à double effet vertical.
11. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque palette (3) est commandée en rotation individuelle indépendante par un moteur supporté par le bâti (2) pour entraîner solidairement en rotation l'ensemble des moyens d'indexage.
12. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de commande de rotation du plateau porte-palettes comprennent
- un plateau indexeur (11) sur lequel le plateau portepalettes (1) est coaxialement monté mobile en translation verticale et solidaire en rotation,
- une came-tambour globique rotative menante (16) à nervure saillante (20) comportant un segment hélicoïdal de rotation et un segment circulaire coaxial à ladite came globique,
- une pluralité de galets suiveurs (17) venant successivement en prise avec ladite nervure (20) et montés sur un plateau porte-galets mené (18) coaxialement solidaire du plateau indexeur (11) pour l'entraîner en rotation autour d'un arbre central (13) immobile en rotation, verticalement mobile et commun au plateau porte-palettes (1).
13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de commande de levée et de baisse du plateau porte-palettes comprennent
- une came-disque plate rotative menante (21) à profil périphérique (2 la) dont la distance varie par rapport à son axe de rotation (B),
- un galet suiveur (22) en contact avec ledit profil périphérique (21a) et porté fou par un levier pivotant (23) qui coopère par contact de butée avec l'extrémité inférieure (13b) de l'arbre central commun (13) pour sa levée et sa baisse,
ledit arbre central (13) supportant à son extrémité supérieure (13a) de manière rotative le plateau portepalettes (1).
14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que la came globique (16) et la came-disque (21) sont entraînées par le même arbre moteur (19) et sont circulairement agencées l'une par rapport à l'autre de façon à synchroniser les mouvements successifs de rotation et de monte et baisse du plateau porte-palettes.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9604624A FR2747330A1 (fr) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | Machine d'usinage a transfert circulaire |
| FR9704546A FR2747331A1 (fr) | 1996-04-12 | 1997-04-14 | Machine d'usinage a transfert circulaire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9604624A FR2747330A1 (fr) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | Machine d'usinage a transfert circulaire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2747330A1 true FR2747330A1 (fr) | 1997-10-17 |
Family
ID=9491168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9604624A Pending FR2747330A1 (fr) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | Machine d'usinage a transfert circulaire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2747330A1 (fr) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-04-12 FR FR9604624A patent/FR2747330A1/fr active Pending
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