FR2967600A1 - Procede de chargement et de dechargement d'une machine-outil, et machine-outil dediee a la mise en œuvre dudit procede - Google Patents

Procede de chargement et de dechargement d'une machine-outil, et machine-outil dediee a la mise en œuvre dudit procede Download PDF

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Abstract

Selon l'invention, un pare-copeaux (25) est prévu, dans une position de travail (10), entre une broche (2) porte-pièces et un dispositif (24) de convoyage de pièces (8). Préalablement au dépôt d'une pièce achevée sur ledit dispositif (24) par déplacement vertical de ladite broche (2), ledit pare-copeaux (25) est extrait de la région intercalaire entre ladite broche (2) et ledit dispositif (24). Après que ladite broche (2) a été amenée verticalement à la position de travail (10), ledit pare-copeaux (25) est ramené dans ladite région intercalaire, afin de protéger ledit dispositif (24) vis-à-vis d'une chute de copeaux. En outre, un déplacement unique dans le sens vertical permet de ramener ladite broche (2) de ladite position de travail (10) à une position de chargement (11).

Description

DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à un procédé de chargement et de déchargement d'une machine-outil comprenant un bâti ; une broche porte-pièces, douée de mobilité dans le sens vertical sur le bâti ; un support d'outillage doué de mobilité dans le sens horizontal sur ledit bâti ; et un dispositif de convoyage de pièces, ledit procédé incluant les étapes opératoires suivantes : a) dépôt d'une pièce achevée, sur le dispositif de convoyage, par déplacement de la broche porte-pièces dans le sens vertical ; b) progression dudit dispositif de convoyage et consignation 10 d'une pièce, non usinée, dans une position de chargement ; c) réception de ladite pièce, non usinée, par un moyen d'ablocage de ladite broche ; et d) mouvement imprimé à ladite broche dans le sens vertical, vers une position de travail. 15 L'invention concerne, en outre, une machine-outil dédiée à la mise en oeuvre du procédé susmentionné et comprenant un bâti ; au moins une broche porte-pièces ; un support d'outillage pourvu d'outils ; un dispositif de convoyage des pièces ; une position de travail dans laquelle lesdites pièces sont usinées ; et une position de chargement dans laquelle 20 ladite broche dépose des pièces achevées sur ledit dispositif de convoyage, et prélève des pièces non usinées. Dans des machines-outils fonctionnant selon le principe de l'auto-chargement à cadence accélérée (pick-up), les pièces sont délivrées à la broche porte-pièces par un moyen de convoyage. Ladite broche saisit 25 lesdites pièces dans la position de chargement, elle les dirige vers la zone d'usinage, puis vient de nouveau s'appliquer contre ledit moyen de convoyage. Dans le document EP 1 711 309 B I, deux broches porte-pièces et deux revolvers porte-outils sont prévus afin de réduire les temps inoccupés. La machine fonctionne comme une machine pendulaire, c'est-à- 30 dire que, durant l'usinage d'une pièce par l'une des broches, l'autre broche peut être chargée. L'on a prévu quatre axes commandés en mode numérique, et le chargement s'opère par l'intermédiaire de deux dispositifs de chargement et de déchargement. -2- La présente invention a pour objet de fournir un procédé de chargement conférant une diminution des temps inoccupés pendant lesquels aucun usinage de pièce n'est effectué. L'invention vise également à simplifier des machines rotatives du genre considéré, à réduire la complexité structurelle et à procurer un type de réalisation compact. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'un pare-copeaux est prévu, dans une position de travail, entre la broche porte-pièces et le dispositif de convoyage des pièces ; par le fait que, préalablement au dépôt d'une pièce achevée sur ledit dispositif de convoyage par déplacement vertical de ladite broche, ledit pare-copeaux est extrait d'une région située entre ladite broche et ledit dispositif ; et par le fait qu'à l'issue d'un déplacement vertical de ladite broche jusqu'à la position de travail, ledit pare-copeaux est animé d'un mouvement rétrograde le ramenant dans ladite région située entre la broche et le dispositif de convoyage, afin de protéger ce dernier vis-à-vis d'une chute de copeaux. La machine-outil conforme à l'invention est, quant à elle, caractérisée par le fait que la broche porte-pièces peut être déplacée de la position de travail à la position de chargement par déplacement unique dans le sens vertical. D'après un aspect avantageux de l'invention, la position de chargement et de déchargement se trouve directement au-dessous de la position de travail, de sorte que la broche porte-pièces peut, par déplacement unique dans le sens vertical, déposer une pièce achevée sur le dispositif de convoyage et prélever une pièce non usinée. Aucun dispositif additionnel de chargement et de déchargement ne s'avère nécessaire, bien que ladite broche soit mobile uniquement dans le sens vertical. Une machine-outil équipée de deux broches peut être actionnée de manière particulièrement avantageuse, selon ce procédé, le revolver porte-outils pouvant alors être déplacé exclusivement dans le sens horizontal, et accomplissant un va-et-vient pendulaire entre les deux broches. Cette machine pourvue de deux broches se cantonne à trois axes commandés. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre une machine-outil observée depuis le côté actionnement ; -3 la figure la montre, fragmentairement, une position de travail et une position de chargement ; la figure 2 représente une machine-outil pourvue de deux broches ; la figure 3 est une vue par-dessus d'une machine-outil ; la figure 4 illustre une machine-outil pourvue de deux broches et conçue pour des pièces de petit dimensionnement ; et la figure 5 est une vue par-dessus de la machine-outil selon la figure 4.
La figure 1 est une illustration schématique d'une machine-outil. Le bâti de ladite machine est réalisé sous la forme d'une colonne 1 de section transversale carrée, comprenant des parois latérales verticales 4, 4' et une paroi antérieure 16 pareillement verticale. Un chariot 6 porte-broche peut être déplacé dans le sens vertical (axe des Z) contre la paroi latérale 4, sur des coussinets de guidage 26, par l'intermédiaire de guides 5, 5'. L'entraînement est assuré par un moteur 18 et par une vis à billes, non représentée. Le chariot 6 supporte une broche 2 porte-pièces. Un moyen d'ablocage 15, destiné à recevoir des pièces usinées 8, est implanté à la face inférieure de ladite broche. Une coulisse de support 17, associée à un support d'outillage 3 dévolu à des outils 20, est déplaçable dans le sens horizontal (axe des X) dans la partie supérieure de la paroi antérieure 16, sur des glissières de guidage 14 associées à des coussinets de guidage 26, 26'. Ladite coulisse 17 est entraînée par un moteur 18', par l'intermédiaire d'une vis à billes 19. La broche 2 portant la pièce 8 occupe une position de travail 10, l'outil 20 étant en prise. Un dispositif de convoyage 24 convoie des pièces 8' non usinées vers une position de chargement 11, et évacue des pièces usinées. De manière avantageuse, ladite position de chargement 11 est située immédiatement au-dessous de la position de travail 10, de sorte que la broche 2 porte-pièces peut être chargée et déchargée par déplacement unique dans le sens vertical. Un pare-copeaux 25 prévient un encrassement du dispositif de convoyage 24, provoqué par des copeaux et par un fluide de refroidissement. Plus précisément, ledit pare-copeaux 25 peut être amené dans une région située entre la position de travail 10 et la position de chargement 11, en vue de protéger ledit dispositif 24 vis-à-vis d'une chute de copeaux. A partir dudit pare-copeaux 25, les copeaux glissent sur une cloison séparatrice 9 depuis laquelle ils gagnent un caisson collecteur 22. Conformément à l'illustration de la figure 1, le pare-copeaux 25 est réalisé -4 sous la forme d'un volet pivotant. Ce dernier est monté rotatif à l'extrémité inférieure et peut être amené, par pivotement, à une position verticale à partir de la position inclinée représentée. Dans une réalisation avantageuse conforme à la figure la, le pare-copeaux 25 revêt la forme d'une tubulure offrant un passage au dispositif de convoyage 24. Un orifice 30 est pratiqué dans ladite tubulure. Ledit orifice 30 se trouve au-dessous dudit dispositif 24 dans la position protégée. Pour procéder au remplacement des pièces 8, 8', la tubulure est animée d'une rotation autour de son axe longitudinal, de façon telle que la broche 2 porte-pièces puisse respectivement déposer ou saisir des pièces 8, 8' par le moyen d'ablocage 15, à partir de la face supérieure, en traversant ledit orifice 30. Le remplacement des pièces s'effectue selon les étapes opératoires suivantes : 1. mouvement imprimé au pare-copeaux 25, pour l'extraire de 15 la position de travail 10 ; 2. dépôt de la pièce 8 achevée, sur le dispositif de convoyage 24, par déplacement de la broche 2 porte-pièces dans le sens vertical (axe des Z) ; 3. progression dudit dispositif 24 et consignation d'une pièce 20 8', non usinée, à la position de chargement 11 ; 4. réception de ladite pièce 8' par le moyen d'ablocage 15 de ladite broche 2 ; 5. mouvement imprimé à ladite broche 2 vers la position de travail 10 ; et 25 6. protection dudit dispositif 24 à l'aide dudit pare-copeaux 25. Le procédé peut être mis en oeuvre, avec avantage particulier, en présence d'une machine pourvue de deux broches (figure 2). Des broches 2, 2' porte-pièces sont alors disposées spéculairement sur des parois opposées 4, 4' d'une colonne 1. Dans ce cas, d'une manière analogue 30 à la machine à broche unique conforme à la figure 1, les deux broches 2, 2' peuvent être déplacées dans le sens vertical (axe des Z) sur des chariots 6, 6' porte-broches. Les processus s'opérant lors du chargement et du déchargement sont, eux aussi, identiques pour les deux broches. Un support d'outillage 3 effectue un va-et-vient pendulaire entre les deux broches 2, 2'.
35 Plus précisément, des outils 20 peuvent être alternativement présentés aux pièces 8 desdites broches 2, 2' par déplacement unique dudit support d'outillage 3 dans le sens horizontal (axe des X), le long de glissières de -5- guidage 14. Alors même qu'une pièce 8 est usinée dans l'une desdites broches, l'autre broche peut être respectivement chargée ou déchargée. Ainsi, la durée d'un cycle dédié à l'usinage d'une pièce n'est plus tributaire des durées de chargement et de déchargement. Les copeaux provenant de la broche 2' tombent dans un caisson collecteur 22 par l'intermédiaire d'un pare-copeaux 25' et d'une cloison séparatrice 9. D'une manière particulièrement avantageuse, la machine comptant deux broches se cantonne à trois axes commandés (deux axes des Z et un axe des X). Un dispositif de convoyage 24, délivrant des pièces 8' non usinées aux deux broches 2, 2', est guidé tout autour de la colonne 1, sous la forme d'une bande convoyeuse fermée. Il est possible de prévoir si besoin est, à la face postérieure de ladite colonne 1, un dispositif de retournement 27 qui retourne les pièces 8, sur ledit dispositif 24, de manière à les usiner à la face antérieure dans l'une des broches, et à la face postérieure dans l'autre broche. La vue par-dessus de la figure 3 met en lumière l'agencement des groupes structurels. Un espace de travail 7 est directement adjacent à une paroi antérieure 16 de la colonne 1. Les pièces 8 sont usinées dans ledit espace, par des outils 20. Des plans imaginaires E et F s'étendent, respectivement, le long de ladite paroi antérieure 16 et le long de la paroi latérale 4. Ces deux plans E et F se croisent au niveau d'un coin 28 de la colonne 1. L'usinage de la pièce 8 s'opère exclusivement sur les côtés desdits plans E et F qui sont opposés à ladite colonne 1. Le chariot 6 porte-broche pénètre alors dans ledit espace 7 en franchissant le plan E, et son extrémité supporte la broche 2 porte-pièce à l'état suspendu. Des guides verticaux 5 sont directement disposés à proximité des coins 28, 28'. Des glissières horizontales de guidage 14 s'étendent sur toute la largeur de la paroi antérieure 16. De ce fait, des coussinets de guidage 26', 26" se trouvent pareillement à proximité directe des coins respectifs 28 et 28' lorsque la coulisse de support 17 occupe la position de travail considérée. Le flux de puissance entre la broche 2 et l'outil 20, et donc la rigidité de la machine, s'en trouvent ainsi optimalisés de façon particulièrement avantageuse. La figure 3 met en évidence un agencement avantageux des groupes auxiliaires. Une armoire de commutation 12, pouvant être ouverte en direction de la face intérieure, est implantée à distance de la colonne 1, de sorte que le dispositif de convoyage 24 peut être guidé en enlaçant annulairement ladite colonne 1. Un groupe hydraulique de refroidissement -6 13 est situé dans la continuité directe de ladite armoire 12, au-dessus dudit dispositif 24. Un convoyeur de copeaux 21 se trouve du côté gauche de la machine et coopère avec un chariot 23 à copeaux. Un espace interstitiel 29 est réservé entre le convoyeur de copeaux 21 et l'armoire de commutation 12. De la sorte, la machine est d'une structure très compacte tout en étant, cependant, aisément accessible à des fins de maintenance. Les figures 4 et 5 montrent une réalisation avantageuse pour l'usinage de pièces de petit dimensionnement. Etant donné que les courses d'avance et les trajets de présentation sont conséquemment courts dans un tel cas, il est particulièrement avantageux d'agencer les deux broches porte-pièces en juxtaposition directe, et de raccourcir ainsi le trajet de déplacement d'un support d'outillage 3. A cette fin, des chariots 6, 6' porte-broches configurés en L sont déplaçables contre des parois latérales 4, 4', sur des guides verticaux 5, 5'. Du fait de la configuration en L, les broches 2, 2' sont placées directement l'une à côté de l'autre sur une paroi antérieure 16. Comme l'usinage des pièces est limité à un nombre restreint d'étapes opératoires, il est prévu un support d'outillage 3 équipé de trois outils 20 et déplaçable, dans le sens horizontal (axe des X), sur des glissières de guidage 14. Un dispositif de convoyage 24 s'étend parallèlement à la paroi antérieure 16, au-dessous desdites broches 2, 2', en franchissant d'un trait des positions de chargement 11, 11'. Un pare-copeaux 25 est réalisé sous la forme d'une tubulure percée d'orifices 30, 30'. D'une manière particulièrement avantageuse, lesdits orifices 30, 30' sont situés sur des côtés opposés de ladite tubulure, si bien que les positions de chargement 11, 11', assignées auxdites broches 2, 2', sont alternativement protégées vis-à-vis de copeaux ou sont accessibles, en condition ouverte, pour procéder au remplacement des pièces 8, 8'.
35 Les éléments l'invention sont référencés 1: 2, 2' : 3: 4, 4' : 5, 5' : 6, 6' : 7: 8, 8' :suivant faisant partie de la machine-outil selon comme suit sur les dessins annexés : colonne broches porte-pièces support d'outillage parois latérales guides des chariots porte-broches chariots porte-broches espace de travail pièces usinées et non usinées 5 10 15 25 9: 10 : 11, 11' : 12 : 13 : coulisse de support 14 : 15 : 16 : 17 : 18, 18' : 19, 19' : 20 : 21 : 22 : 23 : 24 : 25, 25' : 26, 26', 26" : 27 : 28, 28' : -7- cloison séparatrice position de travail positions de chargement armoire de commutation groupe hydraulique de refroidissement de la glissières de guidage moyen d'ablocage paroi antérieure coulisse de support vis à billes moteurs d'entraînement outils convoyeur de copeaux caisson collecteur de copeaux chariot à copeaux dispositif de convoyage pare-copeaux coussinets de guidage des chariots porte-broches dispositif de retournement des pièces coins de la colonne 29 : espace interstitiel entre l'armoire et le convoyeur de copeaux 30, 30' : orifices du pare-copeaux E : plan imaginaire longeant la paroi antérieure F : plan imaginaire longeant la paroi latérale Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 30 éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de chargement et de déchargement d'une machine-outil comprenant un bâti ; une broche (2) porte-pièces, douée de mobilité dans le sens vertical (axe des Z) sur le bâti ; un support d'outillage (3) doué de mobilité dans le sens horizontal (axe des X) sur ledit bâti ; et un dispositif (24) de convoyage de pièces (8), ledit procédé incluant les étapes opératoires suivantes : a) dépôt de la pièce (8) achevée, sur le dispositif de convoyage (24), par déplacement de la broche (2) porte-pièces dans le sens vertical ; b) progression dudit dispositif (24) et consignation d'une pièce 10 (8'), non usinée, dans la position de chargement (11) ; c) réception de ladite pièce (8') par le moyen d'ablocage (15) de ladite broche (2) ; et d) mouvement imprimé à ladite broche (2) dans le sens vertical, vers la position de travail (10), 15 procédé caractérisé par le fait qu'un pare-copeaux (25) est prévu, dans la position de travail (10), entre la broche (2) porte-pièces et le dispositif de convoyage (24) ; par le fait que, préalablement à l'étape opératoire a), ledit pare-copeaux (25) est extrait de la région située entre ladite broche (2) et ledit dispositif (24) ; et par le fait qu'à l'issue de l'étape 20 opératoire d), ledit pare-copeaux (25) est animé d'un mouvement rétrograde le ramenant dans ladite région située entre la broche (2) et le dispositif (24), afin de protéger ledit dispositif (24) vis-à-vis d'une chute de copeaux.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, impliquant deux broches (2, 2') porte-pièces et caractérisé par le fait que le dispositif de convoyage 25 (24) délivre des pièces non usinées (8') auxdites deux broches (2, 2'), puis évacue des pièces usinées (8).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un dispositif de retournement (27), prévu entre les broches (2, 2') porte-pièces, retourne les pièces (8) sur le dispositif de convoyage (24) en vue de leur 30 usinage à la face antérieure, dans l'une (2) des broches, et à la face postérieure dans l'autre broche (2').
  4. 4. Machine-outil dédiée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un bâti ; au moins une broche (2) porte-pièces ; un support d'outillage (3) pourvu d'outils-9 (20) ; un dispositif (24) de convoyage des pièces (8) ; une position de travail (10) dans laquelle lesdites pièces (8) sont usinées ; et une position de chargement (11) dans laquelle ladite broche (2) dépose des pièces achevées (8) sur ledit dispositif (24), et prélève des pièces (8') non usinées, machine caractérisée par le fait que la broche (2) porte-pièces peut être déplacée de la position de travail (10) à la position de chargement (11) par déplacement unique dans le sens vertical.
  5. 5. Machine-outil selon la revendication 4, dans laquelle un plan imaginaire (E) s'étendant le long de la paroi latérale (4), et un plan imaginaire (F) s'étendant le long de la paroi antérieure (16), se croisent au niveau d'un coin (28) de la colonne (1), machine caractérisée par le fait que la venue en prise de l'outil (20), avec la pièce (8), s'opère exclusivement sur les côtés des plans (E, F) qui sont opposés à la colonne (1).
  6. 6. Machine-outil selon la revendication 5, dans laquelle la broche (2) porte-pièces peut être déplacée dans le sens vertical (axe des Z) avec le chariot (6) porte-broche contre la paroi latérale (4), sur des coussinets de guidage (26), par l'intermédiaire de guides (5, 5') ; et la coulisse de support (17) peut être déplacée dans le sens horizontal (axe des X) avec le support d'outillage (3) contre la paroi antérieure (16), sur des glissières de guidage (14) associées à des coussinets de guidage (26, 26'), machine caractérisée par le fait que le guide (5) est situé directement à proximité du coin (28) ; et par le fait que les coussinets de guidage (26') sont placés, eux aussi, directement à proximité dudit coin (28) lorsque la coulisse de support (17) occupe la position de travail.
  7. 7. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, équipée de deux broches (2, 2') porte-pièces et caractérisée par le fait que les outils (20) peuvent être alternativement présentés aux pièces (8) des broches (2, 2') porte-pièces par déplacement unique du support d'outillage (3) dans le sens horizontal (axe des X), le long des glissières de guidage (14).
  8. 8. Machine-outil selon la revendication 4, équipée de deux broches (2, 2') porte-pièces qui peuvent être déplacées dans le sens vertical (axe des Z) avec les chariots (6, 6') porte-broches contre les parois latérales (4, 4'), sur des coussinets de guidage (26), par l'intermédiaire de guides (5, 5'), le support d'outillage (3) pouvant être déplacé dans le sens horizontal (axe des X) contre la paroi antérieure (16), sur des glissières de guidage (14), machine caractérisée par le fait que les chariots (6, 6') porte-broches-10- présentent une configuration en L ; et par le fait que les broches (2, 2') porte-pièces sont agencées en juxtaposition directe sur la paroi antérieure (16).
  9. 9. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, équipée d'un pare-copeaux (25) et caractérisée par le fait que ledit pare-copeaux (25) peut être amené dans une région située entre la position de travail (10) et la position de chargement (11), en vue de protéger le dispositif de convoyage (24) vis-à-vis d'une chute de copeaux.
  10. 10. Machine-outil selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le pare-copeaux (25) est réalisé sous la forme d'une tubulure percée d'orifices (30, 30') ; et par le fait que les positions de chargement (11, 11'), assignées aux broches (2, 2') porte-pièces, sont alternativement protégées vis-à-vis de copeaux ou sont accessibles, en condition ouverte, pour procéder au remplacement des pièces (8, 8').
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