WO2012061921A1 - Machine-outil rotative à bras télescopique - Google Patents

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WO2012061921A1
WO2012061921A1 PCT/CA2011/000175 CA2011000175W WO2012061921A1 WO 2012061921 A1 WO2012061921 A1 WO 2012061921A1 CA 2011000175 W CA2011000175 W CA 2011000175W WO 2012061921 A1 WO2012061921 A1 WO 2012061921A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
longitudinal axis
telescopic arm
machine tool
tool
Prior art date
Application number
PCT/CA2011/000175
Other languages
English (en)
Inventor
Alexandre Rocheleau
Normand Labelle
Nhu Nguyen
Original Assignee
Messier-Dowty Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messier-Dowty Inc. filed Critical Messier-Dowty Inc.
Publication of WO2012061921A1 publication Critical patent/WO2012061921A1/fr

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/32—Feeding working-spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D77/00—Reaming tools
    • B23D77/02—Reamers with inserted cutting edges
    • B23D77/04—Reamers with inserted cutting edges with cutting edges adjustable to different diameters along the whole cutting length
    • B23D77/042—Reamers with inserted cutting edges with cutting edges adjustable to different diameters along the whole cutting length by means of oblique planes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/32—Feeding working-spindles
    • B23Q5/326—Feeding working-spindles screw-operated

Definitions

  • the present invention relates to rotary machine tools.
  • a machine tool is a machine capable of holding a tool and printing a movement to cut, cut, deform a material. Some machine tools print a rotary motion to the tool to remove material from a workpiece (e.g. mill, mill, lapping, grind, ream, polish, grind, deburr, or sand).
  • a machine tool comprises a rigid frame, one (or more) attachment head of the tool which often comprises an arm (slidable along one or more axes), and one or more motors and maneuvering elements ( manual or automated).
  • the arm having a fixed size, the length of the slide is also fixed.
  • the slide length of the arm does not allow the arm to access the place where the piece is to be worked.
  • the slide may be too short for the arm to reach the bottom of the room.
  • the size of the part makes that the slide is not adapted to the work towards the high end of the part.
  • the part can not be inserted into the machine tool. If a machine tool is built with such proportions to accommodate a large workpiece, the arm may not be able to reach the bottom of the workpiece unless the machine tool has unrealistic proportions. Therefore, there is a need for a machine tool capable of working various locations of the same room and work pieces of various sizes.
  • An object of the present invention is to improve at least some of the problems observed in the state of the art.
  • An object of the invention is to provide a rotary machine tool having a telescopic arm.
  • Another object of the invention is to provide a method for working a workpiece using a machine tool having a telescopic arm.
  • a rotary machine tool comprises a motor and a work unit driven by the motor.
  • the work unit includes an arm having an end connected to a work tool.
  • the arm defines a longitudinal axis.
  • the arm of the work unit is telescopic along the longitudinal axis, so that the position of the work tool is adjustable along the longitudinal axis by adjusting the length of the telescopic arm.
  • the adjustment of the length of the telescopic arm is driven by the motor.
  • the telescopic arm comprises a first shaft and a second shaft.
  • the second shaft has a first end connected to the first shaft and a second end connected to the work tool.
  • the second tree is hollow.
  • the second shaft is engaged at least partly around the first shaft.
  • the second shaft is movable relative to the first shaft at least in part along the longitudinal axis.
  • the second shaft is fixed in rotation about the longitudinal axis during the adjustment of the length of the telescopic arm.
  • the second shaft is fixed in translation along the longitudinal axis relative to the first shaft when the machine tool is in operation.
  • the machine tool comprises a locking mechanism.
  • the locking mechanism prevents rotation of the second shaft about the longitudinal axis.
  • the locking mechanism allows rotation of the second shaft in rotation about the longitudinal axis so that the first shaft and the second shaft are driven together in rotation about the longitudinal axis.
  • the locking mechanism is pneumatic.
  • the machine tool has a sleeve surrounding at least part of the second shaft.
  • the sleeve is fixed in rotation about the longitudinal axis during the adjustment of the length of the telescopic arm.
  • the machine tool has a spline connecting block connecting at least a portion of an interior of the sleeve with at least a portion of an outside of the second shaft so that, relative to the sleeve, the second shaft is fixed in rotation about the longitudinal axis and is free to move along the longitudinal axis.
  • the machine tool comprises a locking mechanism.
  • the locking mechanism secures the sleeve in rotation about the longitudinal axis.
  • the locking mechanism allows rotation of the sleeve about the longitudinal axis.
  • the first shaft has an external thread.
  • the machine tool further comprises a nut engaged around the outer thread of the first shaft, the nut being attached to the second shaft.
  • the first shaft is rotated about the longitudinal axis by the motor, and the second shaft moves in translation along the longitudinal axis via nut.
  • the nut is fixed in rotation about the longitudinal axis during the adjustment of the length of the telescopic arm.
  • the nut and the first shaft form a ball screw.
  • the machine tool has an activation mechanism of the work tool.
  • the activation mechanism of the work tool moves the work tool between a rest position and a work position. When the machine tool is in operation, the working tool is in the working position.
  • the work tool includes at least one lapping stone. The lapping stone moves away from the longitudinal axis when the working tool moves from the rest position to the working position.
  • the arm of the work unit comprises a first shaft and a second shaft.
  • the second shaft has a first end connected to the first shaft and a second end connected to the work tool.
  • the first tree and the second tree are hollow.
  • the second shaft is engaged at least partly around the first shaft.
  • the second shaft is movable relative to the first shaft at least in part along the longitudinal axis.
  • the activation mechanism of the work tool comprises at least one central shaft.
  • the central shaft is positioned partly in an interior of the first shaft and partly in an interior of the second shaft.
  • the central shaft can move in translation along the longitudinal axis between a deactivated position corresponding to the rest position of the working tool. An activated position corresponds to the working position of the working tool.
  • the deactivated and activated positions of the central shaft are each defined by a distance along the longitudinal axis between one end of the central shaft and the second end of the second shaft.
  • the activation mechanism of the work tool further includes a compensation mechanism. The compensation mechanism compensates for adjustment of the length of the telescopic arm so that the distances defining the deactivated and activated positions of the central shaft are each the same regardless of the length of the telescopic arm.
  • the central shaft has an external thread.
  • the compensation mechanism comprises a first nut engaged on the external thread of the central shaft. The first nut is rotated by the first shaft while adjusting the length of the telescopic arm. During the adjustment of the length of the telescopic arm, the first nut provides a compensation operation by moving the central shaft in translation along the longitudinal axis in the same direction and the same distance as the displacement of the second shaft relative to the first shaft.
  • the first shaft has an external thread.
  • the machine tool further comprises a second nut engaged around the thread of the first shaft. The second nut is attached to the second shaft. The second nut is fixed in rotation about the longitudinal axis during adjustment of the length of the telescopic arm.
  • the first shaft is rotated about the longitudinal axis by the motor, and the second shaft moves in translation along the longitudinal axis through the second nut.
  • a screw thread of the external thread of the central shaft is equal to a thread pitch of the thread of the first shaft.
  • first nut and the central shaft form a first ball screw
  • second nut and the first shaft form a second ball screw
  • the displacement of the central shaft in translation along the longitudinal axis during the activation of the working tool is independent of the displacement of the central shaft in translation along the longitudinal axis. during the clearing operation.
  • the machine tool has a spring forcing the activation mechanism of the working tool to the rest position. The spring is contiguous to the first nut.
  • a method for working a workpiece using a machine tool having a telescopic arm is provided.
  • the telescopic arm is connected to a work tool and defines a longitudinal axis.
  • the method includes: retracting the telescopic arm to a length to position the workpiece in alignment with the telescopic arm; position the workpiece in alignment with the telescopic arm; fix the piece to work; extend the telescopic arm to position the work tool at a position where the work is to be performed; put the work tool in contact with the work piece; and activate the machine tool to rotate the work tool to work the workpiece.
  • the telescopic arm belongs to a working unit of the machine tool and the method further comprises: moving the work tool along the longitudinal axis by moving the work unit forward.
  • the length of the telescopic arm is fixed during movement of the work unit along the longitudinal axis.
  • the displacement can be done before the machine tool works the workpiece in order to position the work tool.
  • the displacement can be done while the machine tool is working the part.
  • a locking mechanism fixed in rotation about the longitudinal axis of a portion of the telescopic arm when the telescopic arm is retracted and extended by the machine tool.
  • the telescopic arm comprises a first shaft and a second shaft.
  • the second shaft has a first end connected to the first shaft and a second end connected to the work tool.
  • the first tree and the second tree are hollow.
  • the second shaft is engaged at least partly around the first shaft. Extending the telescopic arm is by preventing the rotation of the second shaft about the longitudinal axis and allowing the first shaft to rotate about the longitudinal axis in a first direction so as to translate along the longitudinal axis the second axis. tree far to the first tree.
  • Retracting the telescopic arm is done by preventing rotation of the second shaft about the longitudinal axis and allowing the first shaft to rotate about the longitudinal axis in a second direction so as to translate along the longitudinal axis the second axis. tree to the first tree.
  • the first and second shafts are rotatably fixed about the longitudinal axis relative to one another, and can be rotated about the work shaft. longitudinal axis in the first and second directions.
  • the machine tool comprises a motor.
  • the motor rotates at least a portion of the telescopic arm to extend and retract the telescopic arm and to work the workpiece.
  • the terms used which relate to the directions and orientations, such as vertical, horizontal, up and down, must be understood in the same sense that would include a user operating a machine tool in normal operating conditions.
  • the embodiments of the present invention each have at least one of the aspects and / or objectives mentioned above, but not necessarily all of these aspects. It must be understood that certain aspects which are the results of the attempt to achieve the above-mentioned objectives do not necessarily satisfy these objectives and could satisfy other objectives which would not necessarily have been recited in this application.
  • Figure 1 is a perspective view of a machine tool showing a telescopic arm according to the present invention
  • Figure 2 is a sectional view of the telescopic arm of Figure 1 in the retracted position with working tool of the machine tool of Figure 1;
  • Figure 3A is a detailed view of Figure 3 with a dashed portion for the sake of clarity
  • Figure 3B is a detailed view of Figure 3 with a dashed portion for the sake of clarity
  • Figure 4 is a detailed view of Figure 3 showing the working tool with a dashed portion for the sake of clarity;
  • Figure 5 is a sectional view of the telescopic arm of Figure 1 in extended position with an activation mechanism of the tool of Figure 4 in the deactivated position;
  • Figure 6A is a detailed view of Figure 5 with a dashed portion for the sake of clarity;
  • Figure 6B is a detailed view of Figure 5 with a dashed portion for the sake of clarity;
  • Figure 7 is a sectional view of the telescopic arm of Figure 1 in extended position with an activation mechanism of the tool of Figure 4 in the activated position;
  • Figure 8A is a detailed view of Figure 7 with a dashed portion for the sake of clarity;
  • Figure 8B is a detailed view of Figure 7 with a dashed portion for the sake of clarity;
  • Figure 9 is a perspective view of a locking system for the telescopic arm of Figure 1;
  • Figure 10 is a perspective view of the telescopic arm of FIG.
  • Figure 1 1 is the telescopic arm of Figure 10 in the extended position with the activated locking system
  • Figure 12 is the telescopic arm of Figure 10 in the retracted position with the activated locking system
  • Figure 13 is the telescopic arm of Figure 10 in another extended position with the locking system deactivated.
  • the machine tool 10 is a vertical lapping machine. Although the description is made for a lapping machine, the machine tool 10 could be a rotary machine other than a lapping machine. For example, certain aspects of the machine tool 10 could be applied to operations (not exclusively) machining, milling, grinding, reaming, polishing, grinding, deburring, or sanding.
  • the machine tool 10 comprises a frame 12 fixed to the ground 3.
  • the ground 3 defines a horizontal axis 4.
  • the frame 12 is oriented generally along a vertical axis 8.
  • the machine tool 10 is fixed directly to the ground 3 by screws and bolts. However, it could be that the machine tool 10 is attached to a base, itself fixed to the ground 3.
  • a workpiece 75 is fixed to a base 15 located at the bottom of the frame 12. It could be that the base 15 is fixed higher on the frame 12.
  • the part 75 is fixed to the base 15 in the vertical position with a support 16. It is also possible that several supports fix the part 75 to the base 15.
  • a work unit 40 is connected to the top of the frame 12.
  • the working unit 40 is used to honing the workpiece 75.
  • the work unit 40 is movable relative to the frame 12 along a longitudinal axis 2 as shown by a double arrow 18.
  • the longitudinal axis 2 is parallel to the vertical axis 8.
  • the working unit 40 will be described below with reference to Figure 3.
  • a motor 20 (shown schematically), positioned in the top of the frame 12, feeds a mechanical system 22 (shown schematically) to move the work unit 40 along the longitudinal axis 2.
  • the motor 20 also rotates about the longitudinal axis 2 a part of the working unit 40.
  • the motor 20 is a variable frequency motor. It can provide slow speeds as when moving the work unit 40, as well as high speeds such as when the machine tool 10 is in running operation.
  • the motor 20 rotates between 0 and 4000 rpm (revolutions per minute). It is conceivable that the motor 20 may rotate at values other than those mentioned above. It may be also that two or more engines are used.
  • a gearbox (not shown) is linked to the engine 20.
  • a pair of slides 24a and a shaft 24b (shown schematically) transmit the work of the motor 20 to the work unit 40.
  • the pair of slides 24a is used to retain the work unit 40 during its vertical movement. in the direction of the arrow 18.
  • the shaft 24b transmits a rotation through a chain drive system (not shown).
  • a control box 28 is positioned downwardly of the frame 12.
  • the control unit 28 comprises a plurality of buttons and handles 28a connected to the motor 20 and to the transmission box.
  • the control box 28 makes it possible to control certain operations of the work unit 40.
  • a computer 30, placed at a distance from the machine tool 10, is used to operate and adjust the machine tool 10. It is conceivable that the computer 30 is only a display interface. It is also conceivable that the control box 28 or the computer 30 is omitted and that the control box 28 and the computer 30 are combined.
  • the work unit 40 comprises a control head 42 and a telescopic arm 50 connected to the control head 42.
  • the telescopic arm 50 is adjustable in length to reach different lapping positions and accommodate parts of different sizes.
  • the control head 42 is movable along the longitudinal axis 2 by means of a hydraulic cylinder (not shown).
  • the control head 42 contains sensors 43 that help determine a length of the telescopic arm 50 along the longitudinal axis 2, and an angular position of the telescopic arm 50 relative to a reference angular position.
  • the control head 42 is in connection with the motor 20 to adjust the motor speed according to the commands from the computer 30 and the information provided by the sensors 43.
  • the control head 42 is connected to a control mechanism.
  • FIG. 1 shows the blocking system 44 disabled, and the telescopic arm 50 retracted position. Extended positions of the telescopic arm 50 are shown in Figures 5 to 8B, 10, 11 and 13. An activated position of the locking system 44 is shown in Figures 11 and 12. The telescopic arm 50 and the locking system 44 will be described herein. -Dessous.
  • a working tool 70 is connected to the telescopic arm 50. The working tool 70 is rotated by the telescopic arm 50 to lapping an interior of the workpiece 75. It is conceivable that the work tool 70 is other than a break-in tool.
  • the telescopic arm 50 comprises a sleeve 72 within which there is a first shaft 54 in an upper portion of the sleeve 72 and a second shaft 56 in a lower portion of the sleeve 72. Only a portion of the second shaft 56 is received in the housing. inside of the sleeve 72, this part varying according to whether the telescopic arm 50 is in retracted or extended positions. It is conceivable that the sleeve 72 receives inside only a portion of the first shaft 54.
  • the sleeve 72 protects the shafts 54, 56 but also makes it possible to keep the second shaft 56 fixed in rotation during the adjustment of the length telescopic arm 50 as will be described below.
  • a lower end 72b of the sleeve 72 is connected to a bellows 49 which protects the inside of the sleeve 72 from dust and external elements.
  • an upper end 72a of the sleeve 72 is connected to the locking system 44 to rotatably secure the sleeve 72 to allow for the length adjustment of the telescopic arm 50.
  • the first shaft 54 and the second shaft 56 are hollow.
  • the first shaft 54 houses an activation mechanism 80 (dashed in FIGS.
  • the first shaft 54 is full and the activation mechanism 80 is positioned elsewhere in the telescopic arm 50, or else omitted.
  • the second shaft 56 has a diameter greater than a diameter of the first shaft 54, so that the second shaft 56 can be displaced relative to the first shaft 54 along the longitudinal axis 2 by having the first shaft 54 in its interior so extend or retrace the telescopic arm 50 by interlocking.
  • the first shaft 54 has an external thread 58.
  • a ball nut 61 is mounted on the first shaft 54 so that the nut 61 and the first shaft 54 form a ball screw 60.
  • shaft 54 is drivable in rotation about the longitudinal axis 2, when the second shaft 56 is fixed in rotation.
  • the first shaft 54 is connected to the second shaft 56 by the nut 61.
  • An upper end 56a of the second shaft 56 is fixed by a connecting block 63 to the nut 61. Thanks to the thread 58 and the ball nut 61 , the second shaft 56 moves in translation along the longitudinal axis 2, when the second shaft 56 is fixed in rotation and the first shaft 54 is rotated about the longitudinal axis 2.
  • a rotational drive of the first shaft 54 will be described below.
  • the second shaft 56 has a smaller diameter than the first shaft 54, and the first shaft 54 has an internal thread, so that the second shaft 56 moves in translation within the first shaft 54. It is also conceivable that the second shaft 56, and not the first shaft 54, has a thread (inner or outer). It is conceivable that the nut 61 is not a ball nut. It is also conceivable that a mechanism other than the external thread 58 and the nut 61 can adjust the length of the telescopic arm 50. For example, the first shaft 54 and the second shaft 56 could be connected by splines. .
  • An upper end 54a of the first shaft 54 is fixed to a connecting block 55 which connects to a hollow shaft 57.
  • the hollow shaft 57 is rotatable by the motor 20.
  • the connecting block 55 transmits this rotation to the first shaft 54.
  • the sleeve 72 is isolated from the rotation of the shaft hollow 57 through ball bearings 89 between the sleeve 72 and the hollow shaft 57 and ball bearings 69 between an upper end 72a of the sleeve 72 and an upper end 57a of the hollow shaft 57.
  • the locking mechanism 44 is activated during the adjustment of the length of the telescopic arm 50 to fix the sleeve 72 in rotation.
  • the ball bearings 89 then allow the hollow shaft 57 to be rotated although the sleeve 72 is rotatably secured by the locking mechanism 44.
  • pinions (not shown) are engaged between the upper end 57a of the hollow shaft 57 and the upper end 72a of the sleeve 72 in order to bind the rotation of the sleeve 72 to that of the hollow shaft 57 so that the telescopic arm 50 rotates in unison during the break-in operation.
  • Actuators 41 make it possible to move the pinions to engage or disengage the tree hollow 57 with the sleeve 72.
  • the actuators 41 are both connectable to a pneumatic valve (not shown). It is conceivable that there are two pneumatic valves and that the actuators 41 are each connected to one of the pneumatic valves.
  • the pneumatic valve controls air packings that move the pinions up and down to engage or disengage the hollow shaft 57 with the sleeve 72.
  • the upper end 72a of the sleeve 72 has a flange 23 of so that the sleeve 72 rests in part on the ball bearing 69 and does not come off the hollow shaft 57 when the pinions do not engage the hollow shaft 57 with the sleeve 72.
  • the upper end 57a the hollow shaft 57 has a flange 21 so that the hollow shaft 57 rests in part on the ball bearing 69.
  • the second shaft 56 is connected to the sleeve 72 by two connecting blocks
  • the connecting blocks 51 are engaged to the sleeve 72 by splines 67. Because of the splines 67, the second shaft 56 is fixed in rotation when the sleeve 72 is fixed in rotation. As mentioned above, the ball screw 60 converts the rotation of the first shaft 54 into a translation of the second shaft 56 which results in an elongation or shortening of the telescopic arm 50.
  • the first shaft 54 is rotated around the spindle longitudinal axis 2 by the hollow shaft 57
  • the second shaft 56, the nut 61 and the connecting block 63 move along the longitudinal axis 2 (but not rotated about the longitudinal axis 2) by relative to the sleeve 72 to extend or retract the telescopic arm 50.
  • a maximum difference of The length between the retracted position and the maximum extended position of the telescopic arm 50 is between 440 mm and 480 mm. It is conceivable that the maximum difference in length between the retracted position and the extended position of the telescopic arm 50 could be different. It is also conceivable that the telescopic arm 50 is made up of more than two trees nested telescopically.
  • a method of adjusting the length of the telescopic arm 50 will be described below with reference to Figures 10 to 13.
  • a lower end 56b of the second shaft 56 is connected to an attachment ball 62 by a spline connecting block 64 and an external connecting block 66.
  • the attachment ball 62 is hollow to house the mechanism 80 activation (described below).
  • the attachment ball 62 connects the working tool 70 to the telescopic arm 50.
  • the attachment ball 62 has a spherical head that allows some deflection of the work tool 70 relative to the longitudinal axis 2. However, the attachment ball 62 does not allow angular deflection about the longitudinal axis 2, so that the working tool 70 is driven by the same rotation as the second shaft 56 when the machine tool 10 is in operation . It is conceivable that the attachment ball 62 is replaced by a fixed connection between the second shaft 56 and the working tool 70.
  • the working tool 70 is a lapping tool which has a connection portion 71 to the attachment ball 62, and a work portion 73.
  • the work portion 73 comprises multiple lapping stones 76 disposed circumferentially.
  • the lapping stones 76 are movable between a rest position where they are stored, and a working position (in dotted lines, illustrated by the arrow 78) where they are remote from the longitudinal axis 2.
  • the activation mechanism 80 of the working tool 70 described below, makes it possible to move the lapping stones 76 between the rest position and the working position.
  • Two springs 74 (one at the top of the tool 70, one at the bottom of the tool 70) force the lapping stones 76 to be, by default, in the rest position (i.e.
  • a rod 78 when moved downward by the activation mechanism 80 (illustrated by the arrow 78), pushes pins 79 to the sides so as to force against the action of the spring 74 and thus move the lapping stones 76 to the working position (shown in bold dashed lines). It is conceivable that the working tool 70 has only one lapping stone 76. It is also conceivable that the working tool 70 does not have lapping stones 76. For example, if the machine is tool 10 is a boring machine, the lapping stones 76 could be replaced by one or more scissors.
  • the activation mechanism 80 operates by moving a central shaft 82 between a position deactivated (FIGS. 5 to 6B) and an activated position (FIGS. 7 to 8B) along the longitudinal axis 2.
  • the central shaft 82 is composed of an upper central shaft 85 and a lower central shaft 87 which are interconnected by a connecting block 94.
  • the upper central shaft 85 and the lower central shaft 87 are both full.
  • the lower central shaft 87 has a diameter slightly larger than the upper central shaft 85 for reasons of strength. However, it is conceivable that the lower central shaft 87 has a diameter equal to or smaller than that of the upper central shaft 85.
  • the central shaft 82 is made of one single shaft or made more than two trees. It is also conceivable that the central shaft 82 is partly or entirely hollow.
  • Different activated positions correspond to positons where the lapping stones 76 are more or less distal to the longitudinal axis 2 according to a greater or lesser displacement of the rod 78.
  • a distance (relief 83, shown in FIG. 8B) from the lower end 82b between the deactivated position and an activated position is at most 60 mm. It is conceivable that the maximum allowance 83 has a different value. It is also conceivable that in the deactivated position, the lower end 82b of the central shaft 82 is in the attachment ball 62.
  • a hollow shaft 84 located in an upper portion of the telescopic arm 50 is pushed along the longitudinal axis 2 by a stud 77.
  • the stud 77 aboute a plug 79 fixed to an upper end 84a of the hollow shaft 84.
  • An actuator (not shown) which is in the working head 42 drives the stud 77 to move along the longitudinal axis 2 to abut the plug 79.
  • a radial day exists between the hollow shaft 84 and the central shaft 82 so that the hollow shaft 84 can move relative to the central shaft 82 for reasons set forth below.
  • a lower end 84b of the hollow shaft 84 is fixed to the hollow shaft 57 by a connecting block 81.
  • the connecting block 81 is connected to an upper end of a ball nut 93 which is itself engaged around a thread 88 of an upper end 82a of the central shaft 82.
  • the threaded upper end 82a of the central shaft 82 and the ball nut 93 form a ball screw 92.
  • a spring 86 is connected to a lower end of the ball nut 93.
  • the lower end 82b of the central shaft 82 is then also pushed down, and then comes into contact with the working tool 70 to activate it.
  • the spring 86 connected to the central shaft 82 via the ball nut 93 is compressed when the mechanism is activated ( Figure 8A) and pushes the activation mechanism 80 upwardly (i.e. resting when the stud 77 is retracted) to deactivate the working tool 70. It is conceivable that the spring 86 is omitted and the central shaft 82 is actively moved to the home position. Referring still to Figures 5 to 6B, a compensation mechanism 90 will now be described.
  • the depression 83 would change along the length of the telescopic arm 50 if the position of the lower end 82b of the central shaft 82 was not adjusted to overcome the elongation or the shortening of the telescopic arm 50.
  • the compensation mechanism 90 makes it possible to adjust the position of the lower end 82b of the central shaft 82 so that the maximum abatement 83 is constant regardless of the length of the arm telescopic 50 (as can be appreciated in Figure 3).
  • the compensation mechanism 90 is driven by the extension and retraction of the telescopic arm 50, thus by the motor 20, and therefore it does not require an auxiliary power supply.
  • the compensation mechanism 90 is powered by a source other than the motor 20.
  • the compensation mechanism 90 uses the ball nut 93 to adapt a position of the central shaft 82 along the longitudinal axis 2 to a length of the telescopic arm 50.
  • the ball nut 92 being connected to the hollow shaft 57 by the connecting block 81, the ball nut 93 rotates about the longitudinal axis 2 with the hollow shaft 57.
  • the central shaft 82 is fixed in rotation by the transition block 94 engaged with the interior of the second shaft 56.
  • the central shaft 82 moves in translation with the second shaft 56.
  • a thread of the upper portion of the central shaft 82 being equal to a thread of the first shaft 54
  • the central shaft 82 moves the same distance as the second shaft 56
  • the slaughter 83 is retained regardless of the length of the telescopic arm 50.
  • the central shaft 82 moves within the hollow shaft 84 by the same distance as the extension or retraction of the telescopic arm 50.
  • the dowel 77 therefore does not need to be moved to compensate for the adjustment of the length of the telescopic arm 50. Therefore, the working tool 70 can be activated regardless of the length of the telescopic arm 50.
  • the locking mechanism 44 will be described. As mentioned above, the locking system 44 makes it possible to fix the sleeve 72 in rotation in order to fix the second shaft 56 in rotation, so as to be able to extend or retract the telescopic arm 50 during the rotary drive of the first shaft 54.
  • the locking mechanism 44 is activated during the adjustment of the length of the telescopic arm 50, and is deactivated during the break-in operation.
  • the locking mechanism 44 comprises a fixed portion 102 and a movable portion 104.
  • the fixed portion 102 is fixed on the sleeve 72.
  • the movable portion 104 is connected to the attachment head 42 of the work unit 40
  • a pneumatic system 1 10 makes it possible to move the mobile part 104 in vertical translation along the longitudinal axis 2.
  • the locking mechanism 44 is activated.
  • the movable portion 104 is disconnected from the fixed portion 102, the lock mechanism 44 is disabled.
  • the actuators 41 are each connected to the pneumatic valve.
  • the pneumatic valve can be controlled to move the pinions upward to link the rotation of the sleeve 72 with that of the hollow shaft 57, or downwardly to release the rotation of the sleeve 72 from that of the hollow shaft 57.
  • the locking mechanism 44 consists of four smooth studs 112 arranged on a ring 1 14 of the fixed part 102 and four corresponding recesses 116, arranged on a ring 1 15 of the movable part 104.
  • the fixed part 102 is connected to the movable part 104 to block the rotation of the sleeve 72 about the longitudinal axis 2.
  • the studs 1 12 are part of the movable part 104, and that the depressions 116 are part of the fixed portion 102. It is also conceivable that more or less four studs 112 and depressions 116 are used.
  • the locking mechanism 44 does not use the studs 1 12 and the recesses 116.
  • a clip system could connect the fixed portion 102 to the movable portion 104 to prevent rotation of the sleeve 72 around the longitudinal axis 2.
  • the locking mechanism 44 has no moving part 104.
  • the pneumatic system 110 consists of two pairs of pneumatic cylinders 1 13, each pneumatic cylinder 1 13 being disposed on one side of the control head 42.
  • the pneumatic cylinders 1 13 ensure the raising and lowering of the mobile part 104
  • Two safety brackets 45 (one per side) are each actuated by a pneumatic cylinder 47.
  • the brackets 45 When the movable part 104 is moving to connect at the fixed part 102 and when the movable part 104 is connected to the fixed part 102, the brackets 45 are raised by the cylinders 47 which makes them pivot upwards (shown in dashed lines) , so as not to obstruct the stroke of the movable portion 104. It can be appreciated that before the activation of the locking system 44, the angular position of the telescopic arm 50 may not correspond to an angular position such that the studs 112 are aligned with the recesses 1 16.
  • the motor 20 which, as mentioned above, can operate at low speeds, drives the telescopic arm 50 in rotation so as to have the studs 112 aligned with the reinforcements 116 before moving the movable part 104 for contact with the fixed part 102.
  • the information collected by the sensors 43 is used to determine the angular positions of the studs 1 12 and the recesses 116 so as to adjust the angular position of the telescopic arm 50.
  • the length of the telescopic arm 50 is known at all times thanks to the sensors 43.
  • the extension and the retraction of the telescopic arm 50 can be programmed according to its position of the working tool 70 before or at the time of blocking.
  • Part 75 is a hollow cylinder of a landing gear portion.
  • the piece 75 is just an example of a piece that can be worked by the machine tool 10.
  • the method begins with the retraction of the telescopic arm 50 to create a space to secure the workpiece 75 on the base 15. It may be that the method begins with the movement of the work unit 40 upwards. It could also be that the retraction of the telescopic arm 50 is not necessary to create the space for fixing the workpiece 75 on the base 15.
  • the user controls via the computer 30 the retraction of the telescopic arm 50.
  • a processor (not shown) collects the information from the sensors 43 to determine the angular and vertical position of the telescopic arm 50.
  • the processor controls the telescopic arm 50 to turn in rotation about the longitudinal axis 2 (directions 4a and / or 4b) until the studs 1 12 of the fixed part 102 of the locking mechanism 44 are aligned with the recesses 116 of the movable portion 104.
  • the pneumatic system 1 10 descends the movable portion 104 to the fixed portion 102 and the studs 112 engage with the recesses 116 ( Figure 1 1).
  • the sleeve 72 is fixed in rotation.
  • the actuators 41 control pinions to disengage the sleeve 72 from the hollow shaft 57 so that the hollow shaft 57 can be rotated independently of the sleeve 72 which is prevented from rotating by the locking system 44.
  • the telescopic arm 50 can therefore be retracted.
  • the motor 20 rotates the hollow shaft 57 in the direction 4b, and as discussed above, the second shaft 56 moves upwardly (illustrated by the arrow 5b in Figure 11). It may be that the thread 58 is such that the hollow shaft 57 must be rotated in the direction 4a so that the telescopic arm 50 extends in the direction 5b.
  • the method continues with the attachment of the piece 75 on the base 15.
  • the user commands the machine tool 10 to extend the telescopic arm 50 to reach the place where the part 75 must be lapped. It is possible that, in addition, the work unit 40 must be moved to reach the place where the part 75 must be lapped.
  • the telescopic arm 50 is then extended to reach the part to be honed.
  • the locking mechanism 44 is activated.
  • the motor 20 then controls the rotation of the hollow shaft 57 in the direction 4a and the second shaft 56 moves downwardly so as to lengthen the length of the telescopic arm 50 (illustrated by the arrow 5a in Figure 12).
  • the locking mechanism is deactivated and the actuators 41 and the pneumatic valve 48 move the pinions to engage the hollow shaft 57 with the sleeve 72.
  • the tool 70 being activated at the work place, the working tool 70 is activated to contact a surface to be honed (not shown) of the workpiece 75.
  • a vertical position of the work unit 40 is also adjusted.
  • the stud 77 is moved downwardly to abut the plug 79, and to move the central shaft 82 down, to engage the work tool 70 and move break-in 76 in working position.
  • the compensation mechanism 90 has ensured, during the adjustment of the length of the telescopic shaft 50, that the maximum reduction 83 is preserved regardless of the length of the telescopic arm 50.
  • the motor 20 drives the telescopic arm 50 in rotation in the direction 4a (FIG. 13).
  • the various components of the telescopic shaft 50 rotate in unison, and the workpiece 75 is gradually honed.
  • the work unit 40 moves up and down (illustrated by arrow 7 in Figure 13) during break-in. It is conceivable that the telescopic arm 50 can also rotate in the opposite direction to the arrow 4a.

Abstract

Une machine-outil rotative comprend un moteur, et une unité de travail entraînée par le moteur. L'unité de travail comprend un bras ayant une extrémité reliée à un outil de travail. Le bras définit un axe longitudinal. Lorsque la machine- outil est en opération, l'outil est entraîné en rotation par le moteur autour de l'axe longitudinal. Le bras de l'unité de travail est télescopique le long de l'axe longitudinal de sorte que la position de l'outil de travail soit ajustable le long de l'axe longitudinal par un ajustement de la longueur du bras télescopique. L'ajustement de la longueur du bras télescopique est entraîné par le moteur. Une méthode pour travailler une pièce en utilisant une machine-outil ayant un bras télescopique est aussi présentée.

Description

MACHINE-OUTIL ROTATIVE À BRAS TÉLESCOPIQUE RÉFÉRENCES
[0001] La présente demande revendique la priorité sur la demande provisoire
U.S. portant le numéro de série 61/41 1,948, déposée le 10 Novembre 2010, et intitulée 'Machine-Outil Rotative à Bras Télescopique', dont le contenu dans sa totalité est incorporé par référence à la présente demande.
DOMAINE TECHNIQUE
[0002] La présente invention a trait aux machines-outils rotatives.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0003] Une machine-outil est une machine capable de maintenir un outil et de lui imprimer un mouvement afin de tailler, découper, déformer un matériau. Certaines machines-outils impriment un mouvement rotatif à l'outil afin d'enlever de la matière d'une pièce à travailler (e.g. usiner, fraiser, roder, meuler, aléser, polir, rectifier, ébavurer, ou poncer). En général, une machine-outil comporte un bâti rigide, une (ou plusieurs) tête de fixation de l'outil qui souvent comprend un bras (pouvant coulisser suivant un ou plusieurs axes), et un ou plusieurs moteurs et des éléments de manœuvre (manuels ou automatisés). Le bras ayant une grandeur fixe, la longueur de la coulisse est aussi fixe.
[0004] Dans certains cas, la longueur de coulisse du bras ne permet pas au bras d'accéder à l'endroit où la pièce doit être travaillée. Par exemple, la coulisse peut être trop courte pour que le bras accède au fond de la pièce. Parfois, la taille de la pièce fait que la coulisse n'est pas adaptée au travail vers l'extrémité haute de la pièce. Aussi, si une pièce est trop grande, la pièce ne peut pas être insérée dans la machine-outil. Si une machine-outil est construite avec de telles proportions pour accommoder une pièce de grande taille, il se peut que le bras ne puisse quand même pas atteindre le fond de la pièce à moins que la machine-outil n'ait des proportions irréalistes. [0005] De ce fait, il existe un besoin pour une machine-outil capable de travailler divers endroits d'une même pièce et de travailler des pièces de tailles diverses.
EXPOSÉ [0006] Un objectif de la présente invention est d'améliorer au moins quelques- uns des problèmes observés dans l'état de la technique.
[0007] Un objectif de l'invention est de fournir une machine-outil rotative ayant un bras télescopique.
[0008] Un autre objectif de l'invention est de fournir une méthode pour travailler une pièce en utilisant une machine-outil ayant un bras télescopique.
[0009] Selon un aspect de l'invention, une machine-outil rotative comprend un moteur et une unité de travail entraînée par le moteur. L'unité de travail comprend un bras ayant une extrémité reliée à un outil de travail. Le bras définit un axe longitudinal. Lorsque la machine-outil est en opération, l'outil est entraîné en rotation par le moteur autour de l'axe longitudinal. Le bras de l'unité de travail est télescopique le long de l'axe longitudinal, de sorte que la position de l'outil de travail soit ajustable le long de l'axe longitudinal par un ajustement de la longueur du bras télescopique. L'ajustement de la longueur du bras télescopique est entraîné par le moteur. [0010] De plus, le bras télescopique comprend un premier arbre et un second arbre. Le second arbre a une première extrémité reliée au premier arbre et une deuxième extrémité reliée à l'outil de travail. Le second arbre est creux. Le second arbre est engagé au moins en partie autour du premier arbre. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le second arbre est mobile par rapport au premier arbre au moins en partie le long de l'axe longitudinal.
[0011] En outre, le second arbre est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique. Le second arbre est fixe en translation le long de l'axe longitudinal relativement au premier arbre lorsque la machine-outil est en opération. [0012] De plus, la machine-outil comprend un mécanisme de blocage. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le mécanisme de blocage empêche la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal. Lorsque la machine-outil est en opération, le mécanisme de blocage permet la rotation du second arbre en rotation autour de l'axe longitudinal de sorte que le premier arbre et le second arbre sont entraînés ensemble en rotation autour de l'axe longitudinal.
[0013] En outre, le mécanisme de blocage est pneumatique.
[0014] De plus, la machine-outil a un manchon entourant au moins en partie le second arbre. Le manchon est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique.
[0015] En outre, la machine-outil a un bloc de liaison à cannelure connectant au moins une partie d'un intérieur du manchon avec au moins une partie d'un extérieur du second arbre de sorte que, par rapport au manchon, le second arbre est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal et est libre de déplacement le long de l'axe longitudinal.
[0016] De plus, la machine-outil comprend un mécanisme de blocage. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le mécanisme de blocage fixe le manchon en rotation autour de l'axe longitudinal. Lorsque la machine-outil est en opération, le mécanisme de blocage permet la rotation du manchon autour de l'axe longitudinal.
[0017] En outre, le premier arbre a un filetage extérieur. La machine-outil comprend de plus un écrou engagé autour du filetage extérieur du premier arbre, l'écrou étant fixé au second arbre. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier arbre est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal par le moteur, et le second arbre se déplace en translation le long de l'axe longitudinal par l'intermédiaire d'écrou. L'écrou est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique.
[0018] De plus, l'écrou et le premier arbre forment une vis à billes. [0019] De plus, la machine-outil a un mécanisme d'activation de l'outil de travail. Le mécanisme d'activation de l'outil de travail permet de bouger l'outil de travail entre une position de repos et une position de travail. Lorsque la machine-outil est en opération, l'outil de travail est en position de travail. [0020] En outre, l'outil de travail inclut au moins une pierre de rodage. La pierre de rodage s'éloigne de l'axe longitudinal lorsque l'outil de travail passe de la position de repos à la position de travail.
[0021] De plus, le bras de l'unité de travail comprend un premier arbre et un second arbre. Le second arbre a une première extrémité reliée au premier arbre et une seconde extrémité reliée à l'outil de travail. Le premier arbre et le second arbre sont creux. Le second arbre est engagé au moins en partie autour du premier arbre. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le second arbre est mobile par rapport au premier arbre au moins en partie le long de l'axe longitudinal. Le mécanisme d'activation de l'outil de travail comprend au moins un arbre central. L'arbre central est positionné en partie en un intérieur du premier arbre et en partie en un intérieur du second arbre. L'arbre central peut se déplacer en translation le long de l'axe longitudinal entre une position désactivée correspondant à la position de repos de l'outil de travail. Une position activée correspond à la position de travail de l'outil de travail. [0022] En outre, les positions désactivées et activées de l'arbre central sont définies chacune par une distance le long de l'axe longitudinal entre une extrémité de l'arbre central et la seconde extrémité du second arbre. Le mécanisme d'activation de l'outil de travail comprend de plus un mécanisme de compensation. Le mécanisme de compensation permet de compenser pour l'ajustement de la longueur du bras télescopique de sorte que les distances définissant les positions désactivées et activées de l'arbre central sont chacune les mêmes quelle que soit la longueur du bras télescopique.
[0023] De plus, l'arbre central a un filetage extérieur. Le mécanisme de compensation comprend un premier écrou engagé sur le filetage extérieur de l'arbre central. Le premier écrou est entraîné en rotation par le premier arbre pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier écrou assure une opération de compensation en déplaçant l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal dans une même direction et d'une même distance que le déplacement du second arbre par rapport au premier arbre. [0024] En outre, le premier arbre a un filetage extérieur. La machine-outil comprend de plus un second écrou engagé autour du filetage du premier arbre. Le second écrou est fixé au second arbre. Le second écrou est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique. Pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier arbre est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal par le moteur, et le second arbre se déplace en translation le long de l'axe longitudinal par l'intermédiaire du second écrou. Un pas de vis du filetage extérieur de l'arbre central est égal à un pas de vis du filetage du premier arbre.
[0025] De plus, le premier écrou et l'arbre central forment une première vis à billes, et le second écrou et le premier arbre forment une seconde vis à billes.
[0026] De plus, le déplacement de l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal pendant l'activation de l'outil de travail est indépendant du déplacement de l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal pendant l'opération de compensation. [0027] En outre, la machine-outil a de plus un ressort forçant le mécanisme d'activation de l'outil de travail vers la position de repos. Le ressort est contigu au premier écrou.
[0028] Selon un autre aspect de l'invention, une méthode pour travailler une pièce en utilisant une machine-outil ayant un bras télescopique est fournie. Le bras télescopique est relié à un outil de travail et définit un axe longitudinal. La méthode comprend : rétracter le bras télescopique jusqu'à une longueur permettant de positionner la pièce à travailler en alignement avec le bras télescopique ; positionner la pièce à travailler en alignement avec le bras télescopique ; fixer la pièce à travailler ; étendre le bras télescopique pour positionner l'outil de travail à une position où le travail doit être effectué ; mettre l'outil de travail en contact avec la pièce à travailler ; et activer la machine-outil afin d'entraîner en rotation l'outil de travail pour travailler la pièce.
[0029] De plus, le bras télescopique appartient à une unité de travail de la machine-outil et la méthode comprend de plus : déplacer l'outil de travail le long de l'axe longitudinal en déplaçant l'unité de travail avant. La longueur du bras télescopique est fixe pendant le déplacement de l'unité de travail le long de l'axe longitudinal. Le déplacement peut se faire avant que la machine-outil travaille la pièce afin de positionner l'outil de travail. Le déplacement peut se faire pendant que la machine-outil travaille la pièce. [0030] En outre, un mécanisme de blocage fixe en rotation autour de l'axe longitudinal une partie du bras télescopique lorsque le bras télescopique est rétracté et étendu par la machine-outil.
[0031] De plus, le bras télescopique comprend un premier arbre et un second arbre. Le second arbre a une première extrémité reliée au premier arbre et une seconde extrémité reliée à l'outil de travail. Le premier arbre et le second arbre sont creux. Le second arbre est engagé au moins en partie autour du premier arbre. Étendre le bras télescopique se fait en empêchant la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal et en permettant la rotation du premier arbre autour de l'axe longitudinal dans une première direction de sorte à translater le long de l'axe longitudinal le second arbre loin au premier arbre. Rétracter le bras télescopique se fait en empêchant la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal et en permettant la rotation du premier arbre autour de l'axe longitudinal dans une seconde direction de sorte à translater le long de l'axe longitudinal le second arbre vers le premier arbre. Pendant la rotation de l'outil de travail pour travailler la pièce, le premier et le second arbre sont fixes en rotation autour de l'axe longitudinal l'un par rapport à l'autre, et peuvent être entraînés en rotation autour de l'axe longitudinal dans la première et la seconde direction.
[0032] En outre, la machine-outil comprend un moteur. Le moteur entraîne en rotation au moins une partie du bras télescopique pour étendre et rétracter le bras télescopique et pour travailler la pièce à travailler. [0033] Pour le contexte de cette demande, les termes employés qui ont trait aux directions et orientations, tels que vertical, horizontal, haut et bas, doivent être compris dans le même sens que le comprendrait un utilisateur opérant une machine- outil dans des conditions normales d'opération. [0034] Les réalisations de la présente invention ont chacune au moins un des aspects et/ou objectifs mentionnés ci-dessus, mais pas nécessairement tous ces aspects. Il doit être compris que certains aspects qui sont les résultats de la tentative d'atteindre les objectifs susmentionnés ne satisfont pas nécessairement ces objectifs et pourraient satisfaire d'autres objectifs qui n'auraient pas été nécessairement récités dans cette demande.
[0035] Des caractéristiques, aspects, avantages additionnels et/ou alternatifs des réalisations de la présente invention se font en référant à la description, aux dessins et aux revendications.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0036] Pour une meilleure compréhension de la présente invention, ainsi que des aspects supplémentaires et des caractéristiques additionnelles de cette invention, les références de la description sont faites par rapport aux dessins accompagnant la description, dans lesquels :
[0037] Figure 1 est une vue de perspective d'une machine-outil montrant un bras télescopique selon la présente invention ;
[0038] Figure 2 est une vue de coupe du bras télescopique de la Figure 1 en position rétracté avec outil de travail de la machine-outil de la Figure 1 ;
[0039] Figure 3 A est une vue détaillée de la Figure 3 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ; [0040] Figure 3B est une vue détaillée de la Figure 3 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ;
[0041] Figure 4 est une vue détaillée de la Figure 3 montrant l'outil de travail avec une partie en pointillés par soucis de clarté ; [0042] Figure 5 est une vue de coupe du bras télescopique de la Figure 1 en position étendue avec un mécanisme d'activation de l'outil de la Figure 4 en position désactivé ;
[0043] Figure 6A est une vue détaillée de la Figure 5 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ;
[0044] Figure 6B est une vue détaillée de la Figure 5 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ;
[0045] Figure 7 est une vue de coupe du bras télescopique de la Figure 1 en position étendue avec un mécanisme d'activation de l'outil de la Figure 4 en position activée ;
[0046] Figure 8A est une vue détaillée de la Figure 7 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ;
[0047] Figure 8B est une vue détaillée de la Figure 7 avec une partie en pointillés par soucis de clarté ;
[0048] Figure 9 est une vue de perspective d'un système de blocage pour le bras télescopique de la Figure 1 ;
[0049] Figure 10 est une vue de perspective du bras télescopique de la Figure
1 en une position étendue et avec le système de blocage désactivé ;
[0050] Figure 1 1 est le bras télescopique de la Figure 10 dans la position étendue avec le système de blocage activé ;
[0051] Figure 12 est le bras télescopique de la Figure 10 en position rétractée avec le système de blocage activé ; et
[0052] Figure 13 est le bras télescopique de la Figure 10 dans une autre position étendue avec le système de blocage désactivé. DESCRIPTION DÉTAILLÉE
[0053] En faisant référence à la Figure 1, une machine-outil 10 va être décrite.
La machine-outil 10 est une machine de rodage verticale. Bien que la description soit faite pour une machine de rodage, la machine-outil 10 pourrait être une machine rotative autre que de rodage. Par exemple, certains aspects de la machine-outil 10 pourrait être appliqués à des opérations (non exclusivement) d'usinage, fraisage, meulage, alésage, polissage, rectification, ébavurage, ou encore ponçage.
[0054] La machine-outil 10 comprend un bâti 12 fixé au sol 3. Le sol 3 définit un axe horizontal 4. Le bâti 12 est orienté de manière générale selon un axe vertical 8. La machine-outil 10 est fixée directement au sol 3 par des vis et des boulons. Cependant, il se pourrait que la machine-outil 10 soit fixée à un socle, lui-même fixé au sol 3. Une pièce à travailler 75 est fixée à un socle 15 situé au bas du bâti 12. Il se pourrait que le socle 15 soit fixé plus haut sur le bâti 12. La pièce 75 est fixée au socle 15 en position verticale grâce à un support 16. Il se pourrait aussi que plusieurs supports fixent la pièce 75 au socle 15.
[0055] Une unité de travail 40 est connectée au haut du bâti 12. L'unité de travail 40 sert à roder la pièce 75. L'unité de travail 40 est déplaçable par rapport au bâti 12 le long d'un axe longitudinal 2 comme l'indique une double flèche 18. L'axe longitudinal 2 est parallèle à l'axe vertical 8. L'unité de travail 40 sera décrite ci- dessous en référence à la Figure 3.
[0056] Un moteur 20 (représenté schématiquement), positionné dans le haut du bâti 12, alimente un système mécanique 22 (représenté schématiquement) afin de déplacer l'unité de travail 40 le long de l'axe longitudinal 2. Comme il sera décrit ci- dessous, lorsque la machine-outil 10 est en opération de rodage, le moteur 20 entraîne aussi en rotation autour de l'axe longitudinal 2 une partie de l'unité de travail 40. Le moteur 20 est un moteur à fréquences variables. Il peut assurer des vitesses lentes comme lors du déplacement de l'unité de travail 40, ainsi que des vitesses élevées comme lorsque la machine-outil 10 est en opération de rodage. Le moteur 20 tourne entre 0 et 4000 rpm (révolutions par minute). Il est concevable que le moteur 20 puisse tourner à des valeurs autres que celles mentionnées ci-dessus. Il se pourrait aussi que deux ou plus de deux moteurs soient utilisés. Une boîte de transmission (non représentée) est liée au moteur 20.
[0057] Une paire de glissières 24a et un arbre 24b (représenté schématiquement) transmettent le travail du moteur 20 à l'unité de travail 40. La paire de glissières 24a est utilisée pour retenir l'unité de travail 40 lors de son déplacement vertical dans le sens de la flèche 18. L'arbre 24b transmet une rotation grâce à un système d' entraînement à chaînes (non illustré).
[0058] Un boîtier de commande 28 est positionné vers le bas du bâti 12. Le boîtier de commande 28 comprend plusieurs boutons et manettes 28a reliés au moteur 20 et à la boite de transmission. Le boîtier de commande 28 permet de contrôler certaines opérations de l'unité de travail 40. Un ordinateur 30, placé à distance de la machine-outil 10, est utilisé pour opérer et régler la machine-outil 10. Il est concevable que l'ordinateur 30 ne soit qu'une interface d'affichage. Il est aussi concevable que le boîtier de commande 28 ou l'ordinateur 30 soit omis et que le boîtier de commande 28 et l'ordinateur 30 soient combinés.
[0059] L'unité de travail 40 comprend une tête de contrôle 42 et un bras télescopique 50 relié à la tête de contrôle 42. Le bras télescopique 50 est ajustable en longueur afin d'atteindre différentes positions de rodage et d'accommoder des pièces de différentes tailles. La tête de contrôle 42 est déplaçable le long de l'axe longitudinal 2 grâce à un cylindre hydraulique (non illustré). La tête de contrôle 42 renferme des capteurs 43 qui aident à déterminer une longueur du bras télescopique 50 le long de l'axe longitudinal 2, et une position angulaire du bras télescopique 50 par rapport à une position angulaire de référence. La tête de contrôle 42 est en connexion avec le moteur 20 afin d'ajuster la vitesse du moteur en fonction des commandes provenant de l'ordinateur 30 et des informations fournies par les capteurs 43. La tête de contrôle 42 est connectée à un mécanisme de blocage 44 qui permet de fixer en rotation une partie du bras télescopique 50 afin d'ajuster la longueur du bras télescopique 50. La Figure 1 montre le système de blocage 44 désactivé, et le bras télescopique 50 position rétractée. Des positions étendues du bras télescopique 50 sont montrées aux Figures 5 à 8B, 10, 11 et 13. Une position activée du système de blocage 44 est montrée aux Figures 11 et 12. Le bras télescopique 50 et le système de blocage 44 seront décrits ci-dessous. [0060] Un outil de travail 70 est connecté au bras télescopique 50. L'outil de travail 70 est entraîné en rotation par le bras télescopique 50 afin de roder un intérieur de la pièce 75. Il est concevable que l'outil de travail 70 soit autre qu'un outil de rodage. L'outil de travail 70 sera décrit ci-dessous en référence à la Figure 4. [0061] En faisant maintenant référence aux Figures 2, 3 A et 3B, un mécanisme d'ajustement de la longueur du bras télescopique 50 va être décrit. Le bras télescopique 50 comprend un manchon 72 à l'intérieur duquel se trouvent un premier arbre 54 dans une partie supérieure du manchon 72 et un second arbre 56 dans une partie inférieure du manchon 72. Seulement une partie du second arbre 56 est reçue dans l'intérieur du manchon 72, cette partie variant selon que le bras télescopique 50 est en positions rétracté ou étendue. Il est concevable que le manchon 72 ne reçoive en son intérieur qu'une partie du premier arbre 54. Le manchon 72 protège les arbres 54, 56 mais permet aussi de garder le second arbre 56 fixe en rotation lors de l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50 comme il sera décrit ci-dessous. Une extrémité inférieure 72b du manchon 72 est reliée à un soufflet 49 qui permet de protéger l'intérieur du manchon 72 de la poussière et des éléments extérieurs. Comme décrit ci-dessous, une extrémité supérieure 72a du manchon 72 est reliée au système de blocage 44 afin de fixer en rotation le manchon 72 pour permettre l'ajustement en longueur du bras télescopique 50. [0062] Comme le montrent plus particulièrement les Figures 3A et 3B, le premier arbre 54 et le second arbre 56 sont creux. Le premier arbre 54 loge en son intérieur un mécanisme d'activation 80 (en pointillés sur les Figures 3A et 3B) de l'outil de travail 70 et un mécanisme de compensation 90 (en pointillés sur les Figures 3A et 3B) comme il sera décrit ci-dessous en référence aux Figures 5 à 8B. Cependant, il se pourrait que le premier arbre 54 soit plein et que le mécanisme d'activation 80 soit positionné autre part dans le bras télescopique 50, ou bien soit omis. Le second arbre 56 a un diamètre supérieur à un diamètre du premier arbre 54, de sorte que le second arbre 56 peut être déplacé par rapport au premier arbre 54 le long de l'axe longitudinal 2 en ayant le premier arbre 54 en son intérieur afin d'étendre ou de retracer le bras télescopique 50 par emboîtement. Le premier arbre 54 a un filetage extérieur 58. Un écrou à billes 61 est monté sur le premier arbre 54 de sorte que l'écrou 61 et le premier arbre 54 forment une vis à billes 60. Le premier arbre 54 est entrainable en rotation autour de l'axe longitudinal 2, lorsque le second arbre 56 est fixé en rotation. Le premier arbre 54 est connecté au second arbre 56 par l'écrou 61. Une extrémité supérieure 56a du second arbre 56 est fixée par un bloc de liaison 63 à l'écrou 61. Grâce au filetage 58 et à l'écrou à billes 61, le second arbre 56 se déplace en translation le long de l'axe longitudinal 2, lorsque le second arbre 56 est fixé en rotation et que le premier arbre 54 est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal 2. Un entraînement en rotation du premier arbre 54 sera décrit ci-dessous. Il est concevable que le second arbre 56 ait un diamètre plus petit que le premier arbre 54, et que le premier arbre 54 ait un filetage intérieur, de sorte que le second arbre 56 se déplace en translation à l'intérieur du premier arbre 54. Il est aussi concevable que le second arbre 56, et non le premier arbre 54, ait un filetage (intérieur ou extérieur). Il est concevable que l'écrou 61 ne soit pas un écrou à billes. Il est aussi concevable qu'un mécanisme autre que le filetage extérieur 58 et l'écrou 61 puisse assurer l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50. Par exemple, le premier arbre 54 et le second arbre 56 pourraient être connectés par des cannelures.
[0063] Une extrémité supérieure 54a du premier arbre 54 est fixée à un bloc de liaison 55 qui le connecte à un arbre creux 57. L'arbre creux 57 est entrainable en rotation par le moteur 20. Lorsque l'arbre creux 57 est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal 2 par le moteur 20 pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50, le bloc de liaison 55 transmet cette rotation au premier arbre 54. Le manchon 72 est isolé de la rotation de l'arbre creux 57 grâce à des roulements à billes 89 entre le manchon 72 et l'arbre creux 57 et à des roulements à billes 69 entre une extrémité supérieure 72a du manchon 72 et une extrémité supérieure 57a de l'arbre creux 57. Le mécanisme de blocage 44 est activé pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50 afin de fixer le manchon 72 en rotation. Les roulements à billes 89 permettent alors que l'arbre creux 57 soit entraîné en rotation bien que le manchon 72 soit fixé en rotation par le mécanisme de blocage 44. Lorsque le mécanisme de blocage 44 est désactivé et que le manchon 72 est libre de rotation autour de l'axe longitudinal 2, des pinions (non illustrés) sont engagés entre l'extrémité supérieure 57a de l'arbre creux 57 et l'extrémité supérieure 72a du manchon 72 afin de lier la rotation du manchon 72 à celle de l'arbre creux 57 pour que le bras télescopique 50 tourne à l'unisson pendant l'opération de rodage. Des actuateurs 41 permettent de bouger les pinions pour engager ou désengager l'arbre creux 57 avec le manchon 72. Les actuateurs 41 sont connectables tous deux à une valve pneumatique (non illustrée). Il est concevable qu'il y ait deux valves pneumatiques et que les actuateurs 41 soient chacun reliés à une des valves pneumatiques. La valve pneumatique commande des envois d'air qui bougent les pinions vers le haut et vers le bas afin d'engager ou de désengager l'arbre creux 57 avec le manchon 72. L'extrémité supérieure 72a du manchon 72 possède un rebord 23 de sorte que le manchon 72 repose en partie sur le roulement à billes 69 et ne se détache pas de l'arbre creux 57 lorsque les pinions n'engagent pas l'arbre creux 57 avec le manchon 72. De même, l'extrémité supérieure 57a de l'arbre creux 57 possède un rebord 21 de sorte que l'arbre creux 57 repose en partie sur le roulement à billes 69.
[0064] Le second arbre 56 est relié au manchon 72 par deux blocs de liaison
51 adjacents selon l'axe longitudinal 2. Les blocs de liaison 51 sont engagés au manchon 72 par des cannelures 67. Du fait des cannelures 67, le second arbre 56 est fixé en rotation lorsque le manchon 72 est fixé en rotation. Comme mentionné ci- dessus, la vis à billes 60 transforme la rotation du premier arbre 54 en une translation du second arbre 56 ce qui résulte en un allongement ou raccourcissement du bras télescopique 50. Lorsque le premier arbre 54 est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal 2 par l'arbre creux 57, le second arbre 56, l'écrou 61 et le bloc de liaison 63 se déplacent le long de l'axe longitudinal 2 (mais pas en rotation autour de l'axe longitudinal 2) par rapport au manchon 72 pour étendre ou rétracter le bras télescopique 50. Il est concevable que l'écrou 61 soit directement engagé au second arbre 56, et que le bloc de liaison 63 soit omis. Il est aussi concevable que l'écrou 61 soit omis et que le second arbre 56 ait une partie intérieure filetée de sorte à s'engager autour du filetage extérieur 58 du premier arbre 54. Dans le mode de réalisation décrit ici, une différence maximale de longueur entre la position rétractée et la position étendue maximale du bras télescopique 50 est entre 440 mm et 480 mm. Il est concevable que la différence maximale de longueur entre la position rétractée et la position étendue du bras télescopique 50 pourrait être différente. Il est aussi concevable que le bras télescopique 50 soit constitué de plus que deux arbres emboîtés télescopiquement. Une méthode d'ajustement de la longueur du bras télescopique 50 sera décrite ci-dessous en référence aux Figures 10 à 13. [0065] Une extrémité inférieure 56b du second arbre 56 est connectée à une rotule d'attachement 62 par un bloc de liaison à cannelures 64 et un bloc de liaison externe 66. La rotule d'attachement 62 est creuse pour y loger le mécanisme d'activation 80 (décrit ci-dessous). La rotule d'attachement 62 connecte l'outil de travail 70 au bras télescopique 50. La rotule d'attachement 62 a une tête sphérique qui autorise une certaine déflexion de l'outil de travail 70 par rapport à l'axe longitudinal 2. Cependant, la rotule d'attachement 62 ne permet pas de déflexion angulaire autour de l'axe longitudinal 2, de sorte que l'outil de travail 70 est entraîné par la même rotation que le second arbre 56 lorsque la machine-outil 10 est en opération. Il est concevable que la rotule d'attachement 62 soit remplacée par une connexion fixe entre le second arbre 56 et l'outil de travail 70.
[0066] En se référant à la Figure 4, l'outil de travail 70 est un outil de rodage qui comporte une partie 71 de connexion à la rotule d'attachement 62, et une partie de travail 73. La partie de travail 73 comporte de multiples pierres de rodage 76 disposées circonférentiellement. Les pierres de rodage 76 sont déplaçables entre une position de repos où elles sont rangées, et une position de travail (en pointillés, illustré par la flèche 78) où elles sont éloignées de l'axe longitudinal 2. Le mécanisme d'activation 80 de l'outil de travail 70, décrit ci-dessous, permet de bouger les pierres de rodages 76 entre la position de repos et la position de travail. Deux ressorts 74 (un en haut de l'outil 70, un en bas de l'outil 70) forcent les pierres de rodage 76 à être, par défaut, en position de repos (i.e. rapprochées de l'axe longitudinal 2). Une tige 78, lorsque déplacée vers le bas par le mécanisme d'activation 80 (illustré par la flèche 78), pousse des pinions 79 vers les côtés de façon à forcer contre l'action du ressort 74 et ainsi déplacer les pierres de rodage 76 vers la position de travail (illustré en pointillés gras). Il est concevable que l'outil de travail 70 n'ait qu'une seule pierre de rodage 76. Il est aussi concevable que l'outil de travail 70 n'ait pas de pierres de rodage 76. Par exemple, si la machine-outil 10 est une machine à aléser, les pierres de rodages 76 pourraient être remplacées par un ou plusieurs ciseaux.
[0067] En se référant maintenant aux Figures 7 à 8B, le mécanisme d'activation 80 de l'outil de rodage 70 va maintenant être décrit. Le mécanisme d'activation 80 fonctionne par déplacement d'un arbre central 82 entre une position désactivée (Figures 5 à 6B) et une position activée (Figures 7 à 8B) le long de l'axe longitudinal 2.
[0068] L'arbre central 82 est composé d'un arbre central supérieur 85 et d'un arbre central inférieur 87 qui sont reliés entre eux par un bloc de liaison 94. L'arbre central supérieur 85 et l'arbre central inférieur 87 sont tous deux pleins. L'arbre central inférieur 87 a un diamètre légèrement plus grand que l'arbre central supérieur 85 pour des raisons de solidité. Cependant, il est concevable que l'arbre central inférieur 87 ait un diamètre égal ou plus petit que celui de l'arbre central supérieur 85. Il est aussi concevable que l'arbre central 82 soit fait d'un seul même arbre ou bien fait de plus de deux arbres. Il est aussi concevable que l'arbre central 82 soit en partie ou entièrement creux.
[0069] Lorsque le mécanisme d'activation 80 est en position désactivée, l'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 se trouve dans le second arbre 56 et l'arbre central 82 n'est pas engagé avec la tige 78 de l'outil de travail 70 (Figures 5 et 6B). Lorsque le mécanisme d'activation 80 est en position activée, l'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 se trouve dans la rotule d'attachement 62 et l'arbre central 82 est engagé avec la tige 78 de l'outil de travail 70 de façon à pousser les pinions 79 contre l'effet des ressorts 74 et à déplacer radialement les pierres de rodages 76 vers l'extérieur (i.e. écartement radial de l'outil de travail 70) (Figures 7 et 8B). Ainsi, il existe plusieurs positions activées du mécanisme d'activation 80. Différentes positions activées correspondent à des positons où les pierres de rodage 76 sont plus ou moins distales de l'axe longitudinal 2 selon un déplacement plus ou moins important de la tige 78. Une distance (abattement 83, montré à la figure 8B) de l'extrémité inférieure 82b entre la position désactivée et une position activée est au maximum de 60 mm. Il est concevable que l'abattement 83 maximal ait une valeur différente. Il est aussi concevable qu'en position désactivée, l'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 se trouve dans la rotule d'attachement 62.
[0070] Afin de déplacer l'arbre central 82 entre la position désactivée et la
(les) position(s) activée(s), un arbre creux 84 situé dans une partie supérieure du bras télescopique 50, est poussé le long de l'axe longitudinal 2 par un goujon 77. Le goujon 77 aboute un bouchon 79 fixé à une extrémité supérieure 84a de l'arbre creux 84. Un actuateur (non illustré) qui se trouve dans la tête de travail 42 entraîne le goujon 77 à se déplacer le long de l'axe longitudinal 2 pour abouter le bouchon 79. Un jour radial existe entre l'arbre creux 84 et l'arbre central 82 de sorte que l'arbre creux 84 puisse se déplacer par rapport à l'arbre central 82 pour des raisons exposées ci-dessous. Une extrémité inférieure 84b de l'arbre creux 84 est fixée à l'arbre creux 57 par un bloc de liaison 81. Le bloc de liaison 81 est connecté à une extrémité supérieure d'un écrou à billes 93 qui est lui-même engagé autour d'un filetage 88 d'une extrémité supérieure 82a de l'arbre central 82. L'extrémité supérieure 82a filetée de l'arbre central 82 et l'écrou à billes 93 forment une vis à billes 92. Un ressort 86 est connecté à une extrémité inférieure de l'écrou à billes 93. Lorsque le goujon 77 pousse l'extrémité supérieure 84a de l'arbre creux 84 vers le bas, le bloc de liaison 81 entraine l'écrou à billes 93 vers les bas. L'écrou à billes 93 entraine alors l'arbre central 82 vers le bas du fait de l'engagement de l'écrou à billes 93 au filetage 88 de l'arbre central 82. L'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 est alors elle aussi poussée vers le bas, et rentre alors en contact avec l'outil de travail 70 pour l'activer. Le ressort 86 connecté à l'arbre central 82 via l'écrou à billes 93 est compressé lorsque le mécanisme est activé (Figure 8A) et il pousse le mécanisme d'activation 80 vers le haut (c.-à-d. la position de repos lorsque le goujon 77 est rétracté) pour désactiver l'outil de travail 70. Il est concevable que le ressort 86 soit omis et que l'arbre central 82 soit activement déplacé vers la position de repos. [0071] En se référant toujours aux Figures 5 à 6B, un mécanisme de compensation 90 va maintenant être décrit. Étant donné que le bras 50 est un bras télescopique, l'abattement 83 changerait suivant la longueur du bras télescopique 50 si la position de l'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 n'était pas ajustée pour pallier à l'allongement ou le raccourcissement du bras télescopique 50. De ce fait, le mécanisme de compensation 90 permet d'ajuster la position de l'extrémité inférieure 82b de l'arbre central 82 pour que l'abattement maximal 83 soit constant quelle que soit la longueur du bras télescopique 50 (comme il peut être apprécié à la Figure 3). Le mécanisme de compensation 90 est entraîné par l'extension et la rétraction du bras télescopique 50, donc par le moteur 20, et par conséquent il ne nécessite pas d'alimentation auxiliaire. Cependant, il est concevable que le mécanisme compensation 90 soit alimenté par une source autre que le moteur 20. [0072] Le mécanisme de compensation 90 utilise l'écrou à billes 93 pour adapter une position de l'arbre central 82 le long de l'axe longitudinal 2 à une longueur du bras télescopique 50. L'écrou à billes 92 étant connecté à l'arbre creux 57 par le bloc de liaison 81 , l'écrou à billes 93 tourne en rotation autour de l'axe longitudinal 2 avec l'arbre creux 57. Lorsque le système de blocage 44 est activé et que le second arbre 56 est fixé en rotation, l'arbre central 82 est fixé en rotation par le bloc de transition 94 engagé avec l'intérieur du second arbre 56. Ainsi, lorsque l'écrou à billes 93 tourne en rotation autour de l'axe longitudinal 2 lors de l'ajustement en longueur du bras télescopique 50, l'arbre central 82 se déplace en translation avec le second arbre 56. Un pas de vis de la partie supérieure de l'arbre central 82 étant égal à un pas de vis du premier arbre 54, l'arbre central 82 se déplace d'une même distance que le second arbre 56, et l'abattement 83 est conservé quelle que soit la longueur du bras télescopique 50. L'arbre central 82 se déplace à l'intérieur de l'arbre creux 84 d'une même distance que l'extension ou la rétraction du bras télescopique 50. Le goujon 77 ne nécessite donc pas d'être déplacé pour compenser l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50. De ce fait, l'outil de travail 70 peut être activé quelle que soit la longueur du bras télescopique 50. La Figure 5 illustre le bras télescopique 50 en position étendue avec le mécanisme de compensation 90 ayant conservé l'abattement 83. [0073] En se référant maintenant à la Figure 9, le mécanisme de blocage 44 va être décrit. Comme il a été mentionné plus haut, le système de blocage 44 permet de fixer en rotation le manchon 72 afin de fixer le second arbre 56 en rotation, de façon à pouvoir étendre ou rétracter le bras télescopique 50 lors de l'entraînement en rotation du premier arbre 54. Le mécanisme de blocage 44 est activé pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique 50, et est désactivé pendant l'opération de rodage.
[0074] Le mécanisme de blocage 44 comprend une partie fixe 102 et une partie mobile 104. La partie fixe 102 est fixée sur le manchon 72. La partie mobile 104 est reliée à la tête d'accrochage 42 de l'unité de travail 40. Un système pneumatique 1 10 permet de déplacer la partie mobile 104 en translation verticale le long de l'axe longitudinal 2. Lorsque la partie mobile 104 est connectée à la partie fixe 102, le mécanisme de blocage 44 est activé. Lorsque la partie mobile 104 est déconnectée de la partie fixe 102, le mécanisme de blocage 44 est désactivé. Lorsque la partie mobile 104 est connecté à la partie fixe 102, les actuateurs 41 sont connectés chacun à la valve pneumatique. La valve pneumatique peut être commandée pour bouger les pinions vers le haut afin de lier la rotation du manchon 72 avec celle de l'arbre creux 57, ou bien vers le bas afin de libérer la rotation du manchon 72 de celle de l'arbre creux 57.
[0075] Le mécanisme de blocage 44 consiste en quatre goujons lisses 112 disposés sur une couronne 1 14 de la partie fixe 102 et en quatre enfoncements 116 correspondants, disposés sur une couronne 1 15 de la partie mobile 104. Lorsque les enfoncements 1 16 s'engagent autour des goujons 112, la partie fixe 102 se trouve connectée à la partie mobile 104 pour bloquer la rotation du manchon 72 autour de l'axe longitudinal 2. Il est concevable que les goujons 1 12 fassent partie de la partie mobile 104, et que les enfoncements 116 fassent partie de la partie fixe 102. Il est aussi concevable que plus ou moins de quatre goujons 1 12 et enfoncements 116 soient utilisés. Il est aussi concevable que le mécanisme de blocage 44 n'utilise pas les goujons 1 12 et les enfoncements 116. Par exemple, un système de clips pourrait connecter la partie fixe 102 à la partie mobile 104 afin d'empêcher la rotation du manchon 72 autour de l'axe longitudinal 2. Il est aussi concevable que le mécanisme de blocage 44 ne possède pas de partie mobile 104.
[0076] Le système pneumatique 110 consiste en deux paires de vérins pneumatiques 1 13, chaque vérin pneumatique 1 13 étant disposée sur un côté de la tête de contrôle 42. Les vérins pneumatiques 1 13 assurent la montée et la descente de la partie mobile 104. Deux équerres 45 de sûreté (une par côté) sont chacune actionnées par un vérin pneumatique 47. Lorsque la partie mobile 104 est déconnectée de la partie fixe 102 et est en est position de repos, les équerres 45 sont abaissées de façon à avoir un bras 46 de l'équerre positionné verticalement en dessous de la couronne 115. Ainsi, si la partie mobile 104 venait à descendre de façon inappropriée, elle buterait contre les bras 46 des équerres 45. Lorsque la partie mobile 104 est en mouvement pour se connecter à la partie fixe 102 et lorsque la partie mobile 104 est connectée à la partie fixe 102, les équerres 45 sont relevées par les vérins 47 qui les fait pivoter vers le haut (montré en pointillés), de façon à ne pas obstruer la course de la partie mobile 104. [0077] Il peut être apprécié qu'avant l'activation du système de blocage 44, la position angulaire du bras télescopique 50 puisse ne pas correspondre à une position angulaire telle que les goujons 112 soient alignés avec les enfoncements 1 16. Dans ce cas, le moteur 20 qui, comme il a été mentionné ci-dessus peut fonctionner à de basses vitesses, entraîne le bras télescopique 50 en rotation de façon à avoir les goujons 112 alignés avec les renforcements 116 avant de déplacer la partie mobile 104 pour contact avec la partie fixe 102. L'information collectée par les capteurs 43 est utilisée pour déterminer les positions angulaires des goujons 1 12 et des enfoncements 116 de façon à ajuster la position angulaire du bras télescopique 50. De plus, la longueur du bras télescopique 50 est connue en tout temps grâce aux capteurs 43. Ainsi, l'extension et la rétraction du bras télescopique 50 peuvent être programmées en fonction de sa position de l'outil de travail 70 avant ou au moment du blocage.
[0078] En se référant maintenant aux Figures 10 à 13, une méthode pour roder la pièce à travailler 75 va être décrite. La pièce 75, comme on peut le voir à la Figure 1, est un cylindre creux d'une partie de train d'atterrissage. La pièce 75 est juste un exemple de pièce qui peut être travaillée par la machine-outil 10.
[0079] La méthode commence par la rétraction du bras télescopique 50 afin de créer un espace pour fixer la pièce 75 sur le socle 15. Il se pourrait que la méthode commence par le déplacement de l'unité de travail 40 vers le haut. Il se pourrait aussi que la rétraction du bras télescopique 50 ne soit pas nécessaire pour créer l'espace pour fixer la pièce 75 sur le socle 15. L'utilisateur commande via l'ordinateur 30 la rétraction du bras télescopique 50. Pour rétracter le bras télescopique 50 (en assumant que le système de blocage 44 n'est pas activé, illustré à la Figure 10), un processeur (non illustré) collecte les informations des capteurs 43 afin de déterminer la position angulaire et verticale du bras télescopique 50. Une fois la position angulaire connue, le processeur commande le bras télescopique 50 de tourner en rotation autour de l'axe longitudinal 2 (directions 4a et/ou 4b) jusqu'à ce que les goujons 1 12 de la partie fixe 102 du mécanisme de blocage 44 soient alignés avec les renfoncements 116 de la partie mobile 104. Une fois l'alignement obtenu, le système pneumatique 1 10 descend la partie mobile 104 vers la partie fixe 102 et les goujons 112 s'engagent avec les renfoncements 116 (Figure 1 1). Ainsi, le manchon 72 est fixé en rotation. Les actuateurs 41 commandent les pinions de désengager le manchon 72 de l'arbre creux 57 afin que l'arbre creux 57 puisse entre entraîné en rotation indépendamment du manchon 72 qui est interdit de rotation par le système de blocage 44. Le bras télescopique 50 peut dès lors être rétracté. Le moteur 20 entraîne en rotation l'arbre creux 57 dans la direction 4b, et comme il a été exposé plus haut, le second arbre 56 se déplace en translation vers le haut (illustré par la flèche 5b à la Figure 11). Il se pourrait que le filetage 58 soit tel que l'arbre creux 57 doive être tourné dans la direction 4a afin que le bras télescopique 50 s'étende dans la direction 5b.
[0080] La méthode se poursuit par la fixation de la pièce 75 sur le socle 15.
Une fois la pièce 75 fixée, l'utilisateur commande la machine-outil 10 d'étendre le bras télescopique 50 afin d'atteindre l'endroit où la pièce 75 doit être rodée. Il est possible que, de plus, l'unité de travail 40 doive être déplacée afin d'atteindre l'endroit où la pièce 75 doit être rodée. Le bras télescopique 50 est alors étendu de façon à atteindre la partie à roder. Le mécanisme de blocage 44 est activé. Le moteur 20 commande alors la rotation de l'arbre creux 57 dans la direction 4a et le second arbre 56 se déplace vers le bas de façon à allonger la longueur du bras télescopique 50 (illustré par la flèche 5a à la Figure 12).
[0081] Une fois une longueur désirée du bras télescopique 50 atteinte, le mécanisme de blocage est désactivé et les actuateurs 41 et la valve pneumatique 48 bouge les pinions pour qu'ils engagent l'arbre creux 57 avec le manchon 72. L'outil de travail 70 étant positionné à l'endroit de travail, l'outil de travail 70 est activé afin de contacter une surface à roder (non illustrée) de la pièce 75. Si nécessaire, une position verticale de l'unité de travail 40 est aussi ajustée. Comme il a été exposé plus haut, le goujon 77 est déplacé vers le bas de façon à abouter contre le bouchon 79, et à déplacer l'arbre central 82 vers le bas, pour engager l'outil de travail 70 et bouger les pierres de rodage 76 en position de travail. Comme il a été aussi exposé ci-dessus, le mécanisme de compensation 90 a assuré, pendant l'ajustement de la longueur de l'arbre télescopique 50, que l'abattement maximum 83 soit préservé quelle que soit la longueur du bras télescopique 50.
Lorsque les pierres de rodage 76 sont mises en contact avec la surface à roder, le moteur 20 entraîne le bras télescopique 50 en rotation dans la direction 4a (Figure 13). Les différents composants de l'arbre télescopique 50 tournent à l'unisson, et la pièce 75 est graduellement rodée. L'unité de travail 40 se déplace vers de haut en bas (illustré par la flèche 7 à la Figure 13) pendant le rodage. Il est concevable que le bras télescopique 50 puisse aussi tourner dans la direction opposée à la flèche 4a.
[0082] Lorsque l'opération de rodage est terminée, l'outil de travail 70 est désactivé, le goujon 77 est déplacé vers le haut, l'arbre central 82 remonte vers le haut sous l'effet du ressort 86 et les pierres de rodages 76 sont rétractées par l'action des ressorts 74. Le bras télescopique 50 est alors rétracté de la même manière que décrit ci-dessus, et au besoin l'unité de travail 40 est déplacée, afin d'accéder à la pièce 75 et de la libérer du socle 15. [0083] Les modifications et les améliorations des réalisations de la présente invention décrites ci-dessus s'adressent à la personne versée dans l'art. La description détaillée adresse un exemple de réalisation et non le seul exemple de réalisation de l'invention décrite ci-dedans. De ce fait, le champ que couvre cette invention est seulement limité par le champ des revendications ci-jointes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine-outil rotative comprenant :
un moteur, et
une unité de travail entraînée par le moteur, l'unité de travail comprenant un bras ayant une extrémité reliée à un outil de travail, le bras définissant un axe longitudinal,
lorsque la machine-outil est en opération, l'outil est entraîné en rotation par le moteur autour de l'axe longitudinal,
le bras de l'unité de travail étant télescopique le long de l'axe longitudinal de sorte que la position de l'outil de travail soit ajustable le long de l'axe longitudinal par un ajustement de la longueur du bras télescopique, l'ajustement de la longueur du bras télescopique étant entraîné par le moteur.
2. Machine-outil selon la revendication 1, dont le bras télescopique comprend un premier arbre et un second arbre, le second arbre ayant une première extrémité reliée au premier arbre et une deuxième extrémité reliée à l'outil de travail, le second arbre étant creux, le second arbre étant engagé au moins en partie autour du premier arbre, et
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le second arbre est mobile par rapport au premier arbre au moins en partie le long de l'axe longitudinal.
3. Machine-outil selon la revendication 2, dont le second arbre est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, et le second arbre est fixe en translation le long de l'axe longitudinal relativement au premier arbre lorsque la machine-outil est en opération.
4. Machine-outil selon la revendication 3, comprenant de plus un mécanisme de blocage,
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le mécanisme de blocage empêche la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal, et
lorsque la machine-outil est en opération, le mécanisme de blocage permet la rotation du second arbre en rotation autour de l'axe longitudinal de sorte que le premier arbre et le second arbre sont entraînés ensemble en rotation autour de l'axe longitudinal.
5. Machine-outil selon la revendication 3, dont le mécanisme de blocage inclut un système pneumatique.
6. Machine-outil selon la revendication 3, ayant de plus un manchon entourant au moins en partie le second arbre, le manchon étant fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique.
7. Machine-outil selon la revendication 6, ayant un bloc de liaison à cannelure connectant au moins une partie d'un intérieur du manchon avec au moins une partie d'un extérieur du second arbre de sorte que, par rapport au manchon, le second arbre est fixe en rotation autour de l'axe longitudinal et est libre de déplacement le long de Γ axe longitudinal .
8. Machine-outil selon la revendication 1, comprenant de plus un mécanisme de blocage,
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le mécanisme de blocage fixe le manchon en rotation autour de l'axe longitudinal, et
lorsque la machine-outil est en opération, le mécanisme de blocage permet la rotation du manchon autour de l'axe longitudinal.
9. Machine-outil selon la revendication 3, dont le premier arbre a un filetage extérieur,
comprenant de plus un écrou engagé autour du filetage extérieur du premier arbre, l'écrou étant fixé au second arbre, et
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier arbre est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal par le moteur, et le second arbre se déplace en translation le long de l'axe longitudinal par l'intermédiaire de l'écrou, l'écrou étant fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique.
10. Machine-outil selon la revendication 9, dont l'écrou et le premier arbre forment une vis à billes.
11. Machine-outil selon la revendication 1, ayant de plus un mécanisme d'activation de l'outil de travail, le mécanisme d'activation de l'outil de travail permettant de bouger l'outil de travail entre une position de repos et une position de travail,
lorsque la machine-outil est en opération, l'outil de travail est en position de travail.
12. Machine-outil selon la revendication 11, dont l'outil de travail inclut au moins une pierre de rodage, et
la pierre de rodage s'éloigne de l'axe longitudinal lorsque l'outil de travail passe de la position de repos à la position de travail.
13. Machine-outil selon la revendication 12, dont le bras de l'unité de travail comprend un premier arbre et un second arbre, le second arbre ayant une première extrémité reliée au premier arbre et une seconde extrémité reliée à l'outil de travail, le premier arbre et le second arbre étant creux, le second arbre étant engagé au moins en partie autour du premier arbre,
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le second arbre est mobile par rapport au premier arbre au moins en partie le long de l'axe longitudinal, et
le mécanisme d'activation de l'outil de travail comprend au moins un arbre central, l'arbre central étant positionné en partie en un intérieur du premier arbre et en partie en un intérieur du second arbre, l'arbre central pouvant se déplacer en translation le long de l'axe longitudinal entre une position désactivée correspondant à la position de repos de l'outil de travail, et une position activée correspondant à la position de travail de l'outil de travail.
14. Machine-outil selon la revendication 13, dont les positions désactivées et activées de l'arbre central sont définies chacune par une distance le long de l'axe longitudinal entre une extrémité de l'arbre central et la seconde extrémité du second arbre, et le mécanisme d'activation de l'outil de travail comprend de plus un mécanisme de compensation, le mécanisme de compensation permettant de compenser pour l'ajustement de la longueur du bras télescopique de sorte que les distances définissant les positions désactivées et activées de l'arbre central sont chacune les mêmes quelle que soit la longueur du bras télescopique.
15. Machine-outil selon la revendication 14, dont l'arbre central a un filetage extérieur, et
le mécanisme de compensation comprend un premier écrou engagé sur le filetage extérieur de l'arbre central, le premier écrou étant entraînée en rotation par le premier arbre pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique,
pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier écrou assure une opération de compensation en déplaçant l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal dans une même direction et d'une même distance que le déplacement du second arbre par rapport au premier arbre.
16. Machine-outil selon la revendication 15, dont le premier arbre a un filetage extérieur, et
comprenant de plus un second écrou engagé autour du filetage du premier arbre, le second écrou étant fixé au second arbre, le second écrou étant fixe en rotation autour de l'axe longitudinal pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, pendant l'ajustement de la longueur du bras télescopique, le premier arbre est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal par le moteur, et le second arbre se déplace en translation le long de l'axe longitudinal par l'intermédiaire du second écrou, et
un pas de vis du filetage extérieur de l'arbre central est égal à un pas de vis du filetage du premier arbre.
17. Machine-outil selon la revendication 16, dont le premier écrou et l'arbre central forment une première vis à billes, et le second écrou et le premier arbre forment une seconde vis à billes.
18. Machine-outil selon la revendication 14, dont le déplacement de l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal pendant l'activation de l'outil de travail est indépendant du déplacement de l'arbre central en translation le long de l'axe longitudinal pendant l'opération de compensation.
19. Machine-outil selon la revendication 18, ayant de plus un ressort forçant le mécanisme d'activation de l'outil de travail vers la position de repos, le ressort étant contigu au premier écrou.
20. Méthode pour travailler une pièce en utilisant une machine-outil ayant un bras télescopique, le bras télescopique étant relié à un outil de travail et définissant un axe longitudinal, la méthode comprenant :
rétracter le bras télescopique jusqu'à une longueur permettant de positionner la pièce à travailler en alignement avec le bras télescopique ;
positionner la pièce à travailler en alignement avec le bras télescopique ;
fixer la pièce à travailler ;
étendre le bras télescopique pour positionner l'outil de travail à une position où le travail doit être effectué ;
mettre l'outil de travail en contact avec la pièce à travailler ; et
activer la machine-outil afin d'entraîner en rotation l'outil de travail pour travailler la pièce.
21. Méthode selon la revendication 20, dont le bras télescopique appartient à une unité de travail de la machine-outil, et
comprenant de plus : déplacer l'outil de travail le long de l'axe longitudinal en déplaçant l'unité de travail avant, la longueur du bras télescopique étant fixe pendant le déplacement de l'unité de travail le long de l'axe longitudinal, le déplacement pouvant se faire avant que la machine-outil travaille la pièce afin de positionner l'outil de travail, et le déplacement pouvant se faire pendant que la machine-outil travaille la pièce.
22. Méthode selon la revendication 20, dont un mécanisme de blocage fixe en rotation autour de l'axe longitudinal une partie du bras télescopique lorsque le bras télescopique est rétracté et étendu par la machine-outil.
23. Méthode selon la revendication 20, dont le bras télescopique comprend un premier arbre et un second arbre, le second arbre ayant une première extrémité reliée au premier arbre et une seconde extrémité reliée à l'outil de travail, le premier arbre et le second arbre étant creux, le second arbre étant engagé au moins en partie autour du premier arbre,
étendre le bras télescopique se fait en empêchant la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal et en permettant la rotation du premier arbre autour de l'axe longitudinal dans une première direction de sorte à translater le long de l'axe longitudinal le second arbre loin du premier arbre,
rétracter le bras télescopique se fait en empêchant la rotation du second arbre autour de l'axe longitudinal et en permettant la rotation du premier arbre autour de l'axe longitudinal dans une seconde direction de sorte à translater le long de l'axe longitudinal le second arbre vers le premier arbre, et
pendant la rotation de l'outil de travail pour travailler la pièce, le premier et le second arbre sont fixes en rotation autour de l'axe longitudinal l'un par rapport à l'autre, et peuvent être entraînés en rotation autour de l'axe longitudinal dans la première et la seconde direction.
24. Méthode selon la revendication 23, dont la machine-outil comprend un moteur, le moteur entraînant en rotation au moins une partie du bras télescopique pour étendre et rétracter le bras télescopique et pour travailler la pièce à travailler.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106706674A (zh) * 2017-03-03 2017-05-24 丹东东方测控技术股份有限公司 可调式中子管固定装置及方法
TWI765698B (zh) * 2021-05-07 2022-05-21 義高工業股份有限公司 主軸加長桿

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2113645A1 (fr) * 1970-11-05 1972-06-23 Hueller Gmbh K

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2113645A1 (fr) * 1970-11-05 1972-06-23 Hueller Gmbh K

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106706674A (zh) * 2017-03-03 2017-05-24 丹东东方测控技术股份有限公司 可调式中子管固定装置及方法
CN106706674B (zh) * 2017-03-03 2023-04-11 丹东东方测控技术股份有限公司 可调式中子管固定装置及方法
TWI765698B (zh) * 2021-05-07 2022-05-21 義高工業股份有限公司 主軸加長桿

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