FR2815894A1

FR2815894A1 - Tour a commande numerique par ordinateur ayant un deplacement a vitesse double suivant l'axe de la broche

Info

Publication number: FR2815894A1
Application number: FR0113159A
Authority: FR
Inventors: Hsi Kuan Chen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2002-05-03
Also published as: GB0123753D0; GB2370009A; TW479585U; GB2370009B

Abstract

Un tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de la broche comprend un bâti (1), une tige filetée (12) montée pivotante suivant l'axe de broche longitudinal du bâti, un ensemble table porte-pièce (2) et un ensemble porte-outil (3), ainsi que, selon l'invention, une tige filetée qui comporte une section à filetage positif (121) et une section à contrefiletage (122) venant en prise avec deux écrous (23, 312) respectivement fixés à l'ensemble table porte-pièce et à l'ensemble porte-outil, de sorte que, lorsque la tige filetée est entraînée en rotation par un servo-moteur (11), l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant l'axe de broche et qu'on obtient ainsi une vitesse de déplacement relative valant le double de la vitesse classique. Le temps de fonctionnement non consacré à la coupe d'un tour à commande numérique par ordinateur est ainsi fortement diminué, et le rendement est augmenté.

Description

La présente invention concerne un tour à commande numérique par ordinateur (CNC, d'après"computer numerical control") et, plus particulièrement, un tour CNC qui utilise une tige filetée possédant une section de filetage positif et une section de contrefiletage en association avec deux écrous respectivement fixés sur un ensemble porteoutil et un ensemble table porte-pièce afin de déplacer simultanément l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce dans des sens opposés suivant l'axe de la broche, de manière à augmenter notablement la vitesse de déplacement relative entre l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce, et ainsi minimiser le temps qui n'est pas du temps de coupe dans le tour CNC.

De façon générale, pour accomplir son objet, qui est de tailler une pièce au moyen d'un outil, une machine-outil à commande numérique par ordinateur (CNC) est équipée d'une installation servant à faire avancer l'outil en direction de la pièce pendant la durée d'une opération de coupe et d'une installation servant à modifier et ajuster les positions relatives de l'outil et de la pièce pendant la durée d'une opération qui n'est pas une opération de coupe. Pendant l'opération de coupe, la vitesse d'avance de l'outil en direction de la pièce est déterminée par les caractéristiques du matériau à usiner, et ne doit donc pas être arbitrairement modifiée ou augmentée. Toutefois, si l'on augmente la vitesse de déplacement ou d'ajustement des positions relatives entre l'outil et la pièce pendant la durée de l'opération qui n'est pas une opération de coupe, on améliore grandement, d'un point de vue global, la vitesse et le rendement d'usinage de la machine-outil.

La figure 1 représente un tour horizontal classique qui possède une broche S disposée horizontalement et de manière à pouvoir tourner sur une base fixe fixée à un bâti du tour, afin de saisir la pièce à usiner. Puisque la pièce à usiner est fixée à une extrémité de la broche S montée pivotante sur une base fixe, elle peut tourner, mais non être déplacée. Un porte-outil B sert à maintenir un outil servant à trancher la pièce, et il peut être déplacé par rapport à la pièce. De manière générale, le porte-outil B est en mesure d'effectuer un mouvement d'aller ou de retour suivant l'axe de la broche (par exemple l'axe Z) grâce à une tige filetée R entraînée en rotation par un servo-moteur M en liaison avec un écrou N fixé sur le porte-outil B, de sorte que l'outil peut être rapproché ou écarté de la pièce

lorsque le servo-moteur M fait tourner la tige filetée R dans le sens horaire ou dans le sens antihoraire. Le porte-outil B est également doté, suivant un axe qui est perpendiculaire à l'axe de la broche, d'une autre tige filetée, analogue à celle montée pivotante suivant l'axe de la broche, de sorte que l'outil peut être déplacé suivant une autre direction (par exemple l'axe X) par rapport à la pièce, lorsque cette autre tige filetée tourne.

La figure 2 représente un tour vertical CNC classique, dans lequel la pièce à usiner est maintenue sur une broche montée pivotante sur une table porte-pièce fixe T. De la même façon que pour le tour horizontal classique décrit ci-dessus, un outil fixé sur un porte-outil B du tour vertical classique peut effectuer un mouvement d'aller ou de retour respectif suivant l'axe de la broche (axe Z) et suivant l'axe X, respectivement, grâce à un mécanisme tige filetée-écrou, de sorte qu'on peut rapprocher ou écarter l'outil de la pièce suivant deux directions.

La figure 3 représente un tour vertical à broche renversée CNC classique, qui présente une structure sensiblement identique à celle du tour vertical classique, sauf que son porte-outil B est monté de manière fixe sur le bâti et que la pièce à usiner est maintenue sur une broche montée pivotante sur une table porte-pièce T pouvant être déplacée par rapport à l'outil. De même que pour le tour vertical classique décrit cidessus, le tour vertical à broche renversée classique peut effectuer un mouvement d'aller ou de retour suivant l'axe de la broche (axe Z) et suivant l'axe X perpendiculaire à l'axe de la broche, respectivement, grâce à un mécanisme tige filetée-écrou, de sorte que la pièce peut être déplacée par rapport à l'outil suivant deux directions.

En ce qui concerne la manière classique d'appliquer un mécanisme tige filetée-écrou, par exemple un mécanisme de transmission comportant l'ensemble formé par la tige filetée R et l'écrou N que l'on peut voir sur la figure 1, pour modifier les positions relatives entre le porte-outil et la table porte-pièce, si l'on veut augmenter la vitesse de rapprochement ou d'écartement du porte-outil par rapport à la table porte-pièce, on ne peut atteindre ce but qu'en augmentant la vitesse de rotation de la tige filetée grâce à un servo-moteur plus rapide. On sait toutefois qu'aucun des servo-moteurs existants qui sont disponibles sur le marché ne saurait satisfaire ce besoin en produisant une vitesse de déplacement

satisfaisante entre le porte-outil et la table porte-pièce pendant la durée de l'opération qui n'est pas une opération de coupe.

Plus spécialement, lorsqu'on applique le mécanisme classique tige filetée-écrou pour faire se déplacer dans un sens ou dans l'autre le porte-outil suivant un axe vertical, par exemple lorsque le porte-outil B effectue un mouvement d'aller ou de retour suivant l'axe vertical Z grâce à la tige filetée R et à l'écrou N du tour vertical CNC classique représenté sur la figure 2, la charge du servo-moteur M permettant de faire tourner la tige filetée R afin de déplacer le porte-outil B dans le sens montant est notablement supérieure à la charge du servo-moteur M permettant de déplacer le porte-outil B dans le sens descendant, en raison du poids du porte-outil B. Non seulement ceci réduit la durée de vie du servo-moteur, mais constitue en outre un inconvénient du point de vue de la commande de la vitesse de fonctionnement. Pour surmonter le problème de la différence des charges devant être supportées par le servo-moteur lors de l'entraînement de la tige filetée qui fait monter ou qui fait descendre le porte-outil B, la technique antérieure utilise une chaîne, un fil, etc., afin de tracter un poids d'équilibrage, de manière à équilibrer le poids du porteoutil B et ainsi éviter le problème des charges différentes subies par le servo-moteur lors du déplacement du porte-outil vers le haut et vers le bas. Bien que cette mesure soit réalisable en pratique, elle rend complexe la structure du tour, augmente son volume et son encombrement et n'est pas avantageuse du point de vue de la fabrication et de l'entretien.

En ce qui concerne le tour vertical CNC classique représenté sur la figure 2, le porte-outil B est déplacé vers le haut ou vers le bas pendant la rotation en sens horaire ou antihoraire de la tige filetée R par le servomoteur M. Avec une telle structure et un mode de fonctionnement consistant à appliquer un servo-moteur M en liaison avec un mécanisme tige filetée-écrou pour déplacer dans le sens montant ou dans le sens descendant un porte-outil B, lorsque l'alimentation électrique se coupe de manière non prévue ou que le servo-moteur n'est pas alimenté, le poids du porte-outil B crée un couple susceptible de faire tourner la tige filetée R pouvant tourner librement et le porte-outil B se déplace graduellement vers le bas sous l'effet de son propre poids. Ceci entraîne par conséquent que le porte-outil B entre en collision avec la pièce, la table ou d'autres parties de la machine et les endommage.

Un but de l'invention est de produire un tour CNC, dans lequel la vitesse de déplacement relative suivant la broche entre l'outil et la pièce est le double de la vitesse de déplacement relative du tour classique où on utilise un mécanisme tige filetée-écrou pour déplacer seulement l'outil ou la pièce. L'invention utilise une tige filetée possédant deux sections de filetages opposés, à savoir une section à filetage positif et une section à contrefiletage, en liaison avec deux écrous montés séparément sur l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce de façon à obtenir un mouvement ou déplacement relatif de l'outil et de la pièce suivant l'axe de la broche, si bien qu'on réduit de façon importante le temps de l'opération qui n'est pas une opération de coupe dans le tour CNC, et qu'on améliore globalement la vitesse d'usinage et le rendement.

Un autre but de l'invention est de produire un tour vertical CNC, dans lequel un ensemble porte-outil et un ensemble table porte-pièce sont disposés de façon à pouvoir effectuer un mouvement d'aller ou de retour suivant un axe de broche vertical grâce à une tige filetée possédant deux sections de filetages opposés, à savoir une section à filetage positif et une section à contrefiletage, respectivement, en association avec deux écrous respectivement montés sur l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce, de sorte qu'un servo-moteur, lorsqu'il fait tourner la tige filetée en sens horaire ou en sens antihoraire de façon à déplacer les positions relatives, suivant l'axe de broche vertical, entre l'ensemble porteoutil et l'ensemble table porte-pièce, fait l'objet d'une charge sensiblement identique et constante, sans qu'il n'y ait à utiliser aucun poids d'équilibrage supplémentaire.

Un autre but de l'invention est de produire un tour vertical CNC qui peut éviter que le porte-outil ne vienne en collision avec la pièce ou la machine, lorsque l'alimentation électrique s'interrompt de façon inattendue ou lorsque le servo-moteur n'est pas excité.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est une vue en perspective simplifiée d'un tour horizontal CNC classique, qui montre que le porte-outil peut être déplacé suivant l'axe Z (axe de la broche) et suivant l'axe X afin de se rapprocher

ou de s'écarter d'une pièce maintenue sur la broche, grâce à un écrou associé à une tige filetée entraînée en rotation par un servo-moteur ; la figure 2 est une vue en perspective simplifiée d'un tour vertical CNC classique, montrant que le porte-outil peut être déplacé suivant l'axe Z (axe de la broche) et suivant l'axe X afin de se rapprocher ou de s'écarter d'une pièce maintenue sur la broche, grâce à un écrou associé à une tige filetée entraînée en rotation par un servo-moteur ; la figure 3 est une vue en perspective simplifiée d'un tour vertical à broche renversée CNC classique, montrant que le porte-outil peut être déplacé suivant l'axe Z (axe de la broche) et suivant l'axe X afin de se rapprocher et de s'écarter d'une pièce maintenue sur l'arbre, grâce à un écrou associé à une tige filetée entraînée en rotation par un servomoteur ; la figure 4 est une vue en perspective simplifiée d'un tour CNC selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, qui montre qu'un tour horizontal CNC est doté d'une tige filetée comportant deux sections de filetages opposés et montée pivotante suivant l'axe de broche longitudinal, de manière à associer deux écrous respectivement fixés à l'ensemble porte-outil et à l'ensemble table porte-pièce, et qu'ainsi l'ensemble table porte-pièce et l'ensemble porte-outil puissent être simultanément déplacés dans des sens opposés suivant l'axe de broche longitudinal de manière à augmenter la vitesse de déplacement relatif entre l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce ; la figure 5 est une vue fonctionnelle simplifiée de la tige filetée selon l'invention, qui possède une section à filetage positif et une section à contrefiletage associées à deux écrous respectivement fixés sur l'ensemble table porte-pièce et l'ensemble porte-outil, qui montre la tige filetée tournant en sens horaire, de sorte que les deux écrous respectivement fixés sur l'ensemble table porte-pièce et sur l'ensemble porte-outil se rapprochent l'un de l'autre ; la figure 6 est une autre vue fonctionnelle simplifiée de la tige filetée selon l'invention, qui montre la tige filetée tournant en sens antihoraire, de sorte que les deux écrous respectivement fixés sur l'ensemble table porte-pièce et sur l'ensemble porte-outil s'écartent l'un de l'autre ;

la figure 7 est une vue en perspective simplifiée d'un tour CNC selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, qui montre que le tour vertical CNC est doté d'une tige filetée possédant deux sections à filetages opposés et montée pivotante suivant un axe de broche longitudinal vertical, de sorte que l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant l'axe de broche vertical ; et la figure 8 est une vue en perspective simplifiée d'un four CNC selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, qui montre qu'un tour vertical à broche renversée CNC est doté d'une tige filetée possédant deux sections à filetages opposés et montée pivotante suivant un axe de broche longitudinal vertical, de sorte que l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant l'axe d'arbre vertical.

Dans la description suivante, on peut employer une certaine terminologie qui sera commode, sans pour autant imposer aucune limitation. Par exemple, les expressions"vers l'avant","vers l'arrière", "à droite","à gauche","supérieur", et"inférieur"indiquent des sens sur les dessins auxquels on se rapporte, de même que les expressions "vers l'intérieur","interne", ou"vers l'extérieur","externe", ou bien"à l'extérieur"se rapportant respectivement aux sens de rapprochement et d'éloignement par rapport au centre pour l'élément considéré, et les termes"radial"et"axial"se rapportant respectivement aux directions ou aux plans perpendiculaires et parallèles à l'axe central longitudinal de l'élément considéré. Une terminologique de signification analogue employant des mots autres que ceux précisément mentionnés ci-dessus doit être considérée comme ayant été utilisée par commodité plutôt que dans un sens limitatif. Pour faciliter la représentation et la description, les axes X, Y et Z qui vont être mentionnés ci-après se rapportent à trois axes de coordonnées perpendiculaires entre eux et indiqués sur les dessins annexés. La direction verticale fait référence à la direction sensiblement perpendiculaire au sol. Des numéros de référence identiques désignent des éléments identiques sur les dessins annexés.

Comme on peut le voir sur la figure 4, un tour CNC selon le premier mode de réalisation préféré de l'invention est un tour horizontal CNC comprenant un bâti 1, un ensemble table porte-pièce 2 et un

ensemble porte-outil 3, où le bâti 1 possède une direction de broche Z selon la longueur et une direction X selon la largeur, qui est perpendiculaire à la direction de broche Z longitudinale. Deux rails parallèles 11 sont disposés sur le bâti 1 suivant la direction d'axe de broche Z longitudinale. Une tige filetée 12 comprenant une section de filetage positif 121 et une section de contrefiletage 122 est montée pivotante sur le bâti 1 suivant la direction d'axe de broche Z longitudinale et est entraînée par un servo-moteur M de façon à tourner en sens horaire ou en sens antihoraire.

L'ensemble table porte-pièce 2 comprend une table porte-pièce 21, deux coulisseaux 22 et un écrou 23. La table porte-pièce 21 est dotée d'une broche d'usinage S entraînée en rotation par un moteur électrique (non représenté), qui sert à saisir une pièce, devant être usinée, à l'une de ses extrémités. Les deux coulisseaux 22 sont fixés au niveau de la partie inférieure de la table porte-pièce 21 de manière à venir en prise, séparément et de façon coulissante, avec les rails parallèles 11 et ainsi guider l'ensemble table porte-pièce 2 pour qu'il se déplace librement sur le bâti 1 suivant la direction d'axe de broche Z longitudinale. L'écrou 23 est fixé au niveau de la partie inférieure de la table porte-pièce 21 et est en prise avec la section de filetage positif 121 de la tige filetée 12, de sorte que, lorsque le servo-moteur M fait tourner la tige filetée 12, l'ensemble table porte-pièce 2 peut effectuer un mouvement d'aller ou de retour sur le bâti 1 suivant la direction d'axe de broche Z longitudinale, grâce à l'écrou 23 associé à la section de filetage positif 121 de la tige filetée 12.

L'ensemble porte-outil 3 comprend un siège 31 de déplacement suivant l'axe Z, un siège 32 de déplacement suivant l'axe X et un porteoutil 33, où l'axe 31 de déplacement suivant l'axe Z est doté, au niveau de sa partie inférieure, de deux coulisseaux 311 venant en prise avec les rails parallèles 11 et d'un écrou 312 en prise avec la section de contrefiletage 122 de la tige filetée 12, de sorte que, lorsque la tige filetée 12 tourne, le siège 31 de déplacement suivant l'axe Z peut effectuer un mouvement d'aller ou de retour sur les rails 11 du bâti 1 suivant un sens qui est opposé au sens de déplacement de l'ensemble table porte-pièce 2, suivant la direction de broche longitudinale Z. Le siège 31 de déplacement suivant l'axe Z est en outre doté, suivant l'axe X, de deux rails parallèles 313 et d'une tige filetée 314 montée pivotante. Le siège 32 de déplacement

suivant l'axe X est doté, au niveau de sa partie inférieure, de deux coulisseaux 321 venant en prise de manière coulissante avec les rails parallèles 313 et d'un écrou (non représenté) destiné à venir en prise avec la tige filetée 314, de sorte que le siège 32 de déplacement suivant l'axe X peut effectuer un mouvement d'aller ou de retour suivant l'axe X lorsque la tige 314 est entraînée en rotation par un servo-moteur (non représenté) : Le porte-outil 33 est fixé de manière ajustable sur le siège 32 de déplacement suivant l'axe X.

Comme représenté sur les figures 4,5 et 6, puisque la tige filetée 12 est montée pivotante sur le bâti 11 suivant l'axe de broche Z et comprend la section à filetage positif 121 et la section à contrefiletage 122 respectivement associées avec les écrous 23 et 312 qui sont respectivement fixés sur l'ensemble table porte-pièce 2 et l'ensemble porte-outil 3, lorsque la tige filetée 12 est entraînée en rotation dans un certain sens (par exemple le sens horaire) par le servo-moteur M, les écrous 23 et 312 se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant la direction de broche Z de façon à se rapprocher l'un de l'autre (voir la figure 5), ce qui amène l'ensemble table porte-pièce 2 et l'ensemble porte-outil 3 à se déplacer également dans des sens opposés suivant l'axe Z de manière à se rapprocher l'un de l'autre. Comme on peut le voir sur la figure 6, lorsque la tige filetée 12 tourne dans l'autre sens (par exemple le sens antihoraire) sous l'action du servo-moteur M, les écrous 23 et 312 se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant l'axe Z de façon à s'écarter l'un de l'autre, ce qui amène l'ensemble table porte-pièce 2 et l'ensemble porte-outil 3 à également se déplacer simultanément dans des sens opposés suivant l'axe Z. Quel que soit le degré d'augmentation de la vitesse de rotation de la tige filetée par un servo-moteur, la vitesse de déplacement relative entre l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce suivant l'axe d'arbre, qui s'effectue grâce à la tige filetée 12 comportant une section à filetage positif et une section à contrefiletage 122 associées avec les deux écrous 23 et 312 servant à déplacer simultanément l'ensemble table porte-pièce 2 et l'ensemble porte-outil 3 dans des sens opposés, comme suggéré par l'invention, sera le double de la vitesse classique obtenue au moyen d'une tige filetée classique possédant un unique filetage associé à un écrou afin de déplacer seulement le porte-outil ou la table porte-pièce. Par

conséquent, la vitesse de déplacement relative entre l'ensemble table porte-pièce et l'ensemble porte-outil suivant la direction principale de déplacement, par exemple l'axe de broche, augmente de façon importante. De plus, puisqu'un tour nécessite normalement que l'outil se déplace fréquemment par rapport à la pièce suivant l'axe de broche sur une longue distance, le fait que l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce se déplacent simultanément dans des sens opposés suivant l'axe de broche réduit de façon importante le temps non consacré à la coupe sur un tour CNC, de sorte que la durée d'usinage dans son ensemble est abrégée et que le rendement est amélioré.

La figure 7 représente un tour vertical CNC selon le deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, et sa structure est sensiblement identique à celle du tour horizontal CNC de la figure 4, à l'exception du fait que sa broche est orientée dans la direction verticale plutôt que dans la direction horizontale. Le tour vertical CNC du deuxième mode de réalisation comprend un bâti 1', un ensemble table porte-pièce 2'et un ensemble porte-outil 3', où le bâti l'comprend une base 13 et un montant vertical 14 orienté verticalement et vers le haut par rapport à la base 13.

Le montant vertical 14 est doté de deux rails parallèles 11'suivant l'axe Z de broche vertical, et une tige filetée 12'qui est montée pivotante le long du montant vertical 14. La tige filetée 12'comprend une section à filetage positif 121'et une section à contrefiletage 122', et est entraînée en rotation par un servo-moteur M.

L'ensemble table porte-pièce 2'comprend une table porte-pièce 21', deux coulisseaux 22'et un écrou 23'. La table porte-pièce 21'est dotée d'une broche d'usinage S entraînée par un moteur électrique (non représenté), qui sert à saisir une pièce devant être usinée. Les deux coulisseaux 22'sont fixés sur le côté de la table porte-pièce 21'et sont respectivement associés à deux rails parallèles 11'servant à guider l'ensemble table porte-pièce 2'de façon qu'il effectue un mouvement d'aller ou de retour vers le haut ou vers le bas sur le montant vertical 14 suivant l'axe Z vertical. L'écrou 23'est fixé d'un côté de la table portepièce 21'de manière à être en prise avec la section à filetage positif 121' de la tige filetée 12', de sorte que l'écrou 23'associé à la tige filetée 12' peut déplacer suivant un mouvement d'aller ou de retour l'ensemble table porte-pièce 2', vers le haut ou vers le bas, suivant l'axe Z de la broche

verticale, lorsque la tige filetée 12'est entraînée en rotation par le servomoteur M.

L'ensemble porte-outil 3'comprend un siège 31'de déplacement suivant l'axe Z, un siège 32'de déplacement suivant l'axe X, et un porte-outil 33', où le siège 31'de déplacement suivant l'axe Z est doté, d'un côté, de deux coulisseaux 311'faisant prise de manière coulissante avec les rails parallèles 11'du montant vertical 14, et d'un écrou 312'venant en prise avec la section à contrefiletage 122'de la tige filetée 12', si bien que le siège 31'de déplacement suivant l'axe Z effectue un mouvement d'aller ou de retour, vers le haut ou vers le bas, le long du montant vertical 14 suivant l'axe Z de la broche. Le siège 31'de déplacement suivant l'axe Z est doté, de l'autre côté, de deux rails parallèles 313'orientés suivant l'axe X et d'une tige filetée 314'. Le siège 32'de déplacement suivant l'axe X est doté, d'un côté, de deux coulisseaux 321'venant en prise avec les rails parallèles 313'du siège 31' de déplacement suivant l'axe Z et d'un écrou 322'venant en prise avec la tige filetée 314', de sorte que le siège 32'de déplacement suivant l'axe X effectue un mouvement d'aller ou de retour suivant l'axe X sur le siège 31' de déplacement suivant l'axe Z. Le porte-outil 33'est fixé de manière ajustable sur le siège 32'de déplacement suivant l'axe X, du côté de celuici qui est tourné vers l'ensemble table porte-pièce 2'.

Puisque la tige filetée 12'est montée pivotante suivant l'axe Z de l'arbre vertical et est formée de la section à filetage positif 121'et de la section à contrefiletage 122'de façon que celles-ci soient respectivement associées avec l'écrou 23'de l'ensemble table porte-pièce 2'et l'écrou 312' de l'ensemble porte-outil 3', si l'ensemble table porte-pièce 2'est conçu de façon à avoir un poids total sensiblement équivalent au poids total de l'ensemble porte-outil 3', alors le couple créé par le poids de l'ensemble porte outil 3', qui amène à faire tourner la tige filetée 12'dans un sens, sera contrebalancé ou neutralisé par le couple opposé créé par le poids de l'ensemble table porte-pièce 2'visant à faire tourner la tige filetée 12'dans l'autre sens. Par conséquent, les charges appliquées au servo-moteur M pour faire tourner la tige filetée 12'en sens horaire et en sens antihoraire sont sensiblement identiques entre elles, si bien qu'il est inutile de prévoir aucun poids d'équilibrage supplémentaire pour diminuer la différence de

charge appliquée au servo-moteur pour faire tourner la tige filetée verticale dans le sens horaire et dans le sens antihoraire.

Pendant la marche du tour vertical CNC, s'il y a une coupure de courant non prévue lorsqu'une pièce est placée sur l'ensemble table portepièce 2', puisque le poids total de l'ensemble table porte-pièce 2'et de la pièce est légèrement supérieur au poids total de porte-outil 3', l'ensemble table porte-pièce 2'se déplace lentement vers le bas et crée un couple amenant une rotation de la tige filetée 12'vers le haut et un lent déplacement de l'ensemble porte-outil 3'. De ce fait, l'outil fixé sur l'ensemble porte-outil 3'ne viendra jamais en collision avec la pièce placée sur l'ensemble table porte-pièce 2', lorsque le tour vertical commute dans l'état d'arrêt ou connaît une coupure de courant non prévue.

La figure 8 représente un tour vertical à broche renversée selon le troisième mode de réalisation préféré de l'invention, et sa structure est analogue à celle du tour vertical CNC du deuxième mode de réalisation de la figure 7, sauf que l'ensemble table porte-pièce 2"est disposé de manière retournée, au-dessus de l'ensemble porte-outil 3". L'ensemble table porte-pièce 2"et l'ensemble porte-outil 3"effectuent simultanément un mouvement d'aller ou de retour dans des sens opposés suivant l'axe Z de la broche verticale grâce à une section à filetage positif 121"et une section à contrefiletage 122"formée sur une tige filetée 12". Dans ce tour vertical à broche renversée CNC, l'ensemble porte-outil 3"peut être conçu de façon à avoir un poids total sensiblement équivalent ou légèrement supérieur à celui de l'ensemble table porte-pièce 2"et d'une pièce placée sur ce dernier, de sorte que l'ensemble table porte-pièce 2"ne viendra jamais en collision avec l'outil ou l'ensemble porte-outil 3".

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir, des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de la broche, caractérisé en ce qu'il comprend : un bâti (1, 1', 1") qui possède une direction d'axe de broche longitudinale (Z) et une direction suivant la largeur (X) qui est perpendiculaire à la direction d'axe de broche longitudinale ; une tige filetée (12,12', 12") comportant deux sections à filetages opposés, à savoir une section à filetage positif (121,121', 121") et une section à contrefiletage (122,122', 122"), et montée pivotante sur le bâti suivant la direction d'axe de broche longitudinale ; un ensemble table porte-pièce (2, 2', 2") disposé de façon à effectuer un mouvement d'aller ou de retour sur le bâti suivant la direction d'axe d'arbre longitudinale (Z), comportant un premier écrou (23,23') en prise avec la section à contrefiletage de la tige filetée de façon à faire déplacer suivant un mouvement d'aller ou de retour l'ensemble table porte-pièce dans un sens de déplacement qui est suivant la direction d'axe de broche longitudinale (Z) lorsque la tige filetée est entraînée en rotation dans un sens ; un ensemble porte-outil (3,3', 3") monté de manière à effectuer un mouvement d'aller ou de retour sur le bâti suivant la direction d'axe de broche longitudinale, comportant un deuxième écrou (312,312') en prise avec la section à filetage positif de la tige filetée afin de déplacer suivant un mouvement d'aller ou de retour l'ensemble porte-outil dans un sens opposé au sens de déplacement de l'ensemble table porte-pièce suivant l'axe de broche longitudinal lorsque la tige filetée tourne.

2. Tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de la broche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige filetée (12,12', 12") est entraînée par un servo-moteur (M) de façon à tourner en sens horaire ou en sens antihoraire.

3. Tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction d'axe de broche longitudinale (Z) est la direction verticale, en ce que le bâti (1', 1")

comprend une base (12) et un montant vertical (14) orienté verticalement vers le haut à partir de la base, et en ce que la tige filetée (12', 12") est montée pivotante sur le montant vertical suivant la direction d'axe de broche longitudinale verticale, si bien que l'ensemble porte-outil (3', 3") et l'ensemble table porte-pièce (2', 2") effectuent simultanément un mouvement d'aller ou de retour vers le haut ou vers le bas en des sens opposés suivant la direction d'axe de broche verticale.

4. Tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble porte-outil (3') est disposé au-dessus de l'ensemble table porte-pièce (2').

5. Tour à commande numérique par ordinateur ayant un déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble table porte-pièce (2') a un poids sensiblement équivalent ou légèrement inférieur à celui de l'ensemble porte-outil (3').

6. Tour à commande numérique par ordinateur à déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble porte-outil (3") est disposé au-dessous de l'ensemble table porte-pièce (2").

7. Tour à commande numérique par ordinateur à déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble porte-outil (3") a un poids sensiblement équivalent ou légèrement inférieur à celui de l'ensemble table porte-pièce (2").

8. Tour à commande numérique par ordinateur à déplacement à vitesse double suivant l'axe de broche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti (1, 1', 1") comprend en outre deux rails parallèles (11) disposés suivant la direction de broche longitudinale, et en ce que l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce sont dotés de coulisseaux (22,311, 22', 311') associés aux rails parallèles et servant à guider l'ensemble porte-outil et l'ensemble table porte-pièce afin qu'ils effectuent un mouvement d'aller ou de retour suivant la direction d'axe de broche longitudinale.