Brevet FR2001756A1 — publié le 19691003

-t 2CC1756 La présente invention se rapporte à la technique du positionnement des outils par repérage et elle concerne plus particulièrement un bloc porte-outils à repérage automatique. Les "blocs porte-outils à repérage, qui ont pour 5 fonction de mettre des outils choisis en position de travail ou hors de position de travail, sont "bien connus et il est également bien connu d'amener automatiquement l'outil approprié en position de travail suivant une séquence de fonctionnement prédéterminée. 0 II est important que le "bloc porte-outils repère correctement avant que la fonction d'usinage ne reprenne. Si l'outil choisi n'est pas convenablement mis en place, il en résulte une malfaçon, c'est pourquoi il est habituel de munir les blocs porte-outils à repérage automatique de divers disposi-5 tifs de sécurité pour éviter ces malfaçons. Toutefois, avec le progrès de la technique, ces blocs porte—outils à repérage automatique deviennent de plus en plus.compliqués. Ceci pose ion problème en ce qui concerne le prix initial et ,1e prix de revient d'entretien des dispositife 0 de commande compliqués des machines. Le principal but de la présente invention est donc de réaliser un agencement de bloc porte-outils à repérage automatique qui soit de construction relativement simple et peu coûteuse tout en présentant les caractéristiques de sécurité ip nécessaires pour éviter les malfaçons. Un autre but de l'invention est d'obtenir les résultats ci-dessus dans un agencement de bloc porte-outils dont le réglage et l'entretien puissent être exécutés eommodement sur place et sans nécessiter d'arrêt prolongé de la machine. q L'invention a encore pour but de réaliser le bloc porte-outils décrit ci-dessus dans tin agencement qui évite les commandes électriques complexes et qui puisse être entretenu et réglé par des conducteurs de machines sans qualification spéciale. 5 La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en partie en coupe et en partie en élévation montrant un agencement de bloc porte-0 outils à repérage automatique suivant l'invention, dont 69 03280 2 2001756 certaines parties sont supposées arrachées pour la commodité du dessin, le bloc porte-outils et les éléments de la machine qui lui sont combinés étant représentés en traits interrompus. La figure 2 est une vue partielle et de détail en 5 élévation. La figure 3 est une vue partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1. La figure 4- est une vue en bout suivant la ligne 4—4 de la figure 1. 10 La figure 5 est une vue, partie en coupe et partie en élévation, suivant la ligne 5-5 de la figure 1. La figure 6 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 1• La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 15 7-7 de la figure 1. La figure 8 est un diagramme général schématique du circuit de commande à fluide. La figure 9 est un diagramme général schématique du circuit de commande électrique. 20 Dans le mode de réalisation représenté en détail, l'agencement suivant l'invention est représenté en combinaison avec un tour dont la poupée mobile est représentée en 1 et l'axe de la broche en 2. Le bloc porte-outils comprend un carter 3 qui est monté sur le chariot 4- d'un groupe suiveur. 25 Des outils de coupe 5 et 6 sont fixés de la façon normale sur un bloc porte-outils 7 proprement dit, étant entendu, que les outils de coupe 5 et 6 peuvent être de n'importe quel type voulu. Le bloc 7 est boulonné sur une plaque 8 formant adaptateur qui est à son tour fixée sur l'élément 30 extérieur mobile 9 d'un accouplement à repérage. Cet élément extérieur 9 bride la plaque 8 dans une position relative fixe sur l'extrémité élargie et épaulée 10 d'un arbre 11 de grande longueur qui est monté dans le carter 3 pour décrire un mouvement rectiligne alternatif, horizontalement, vu sur le 35 dessin, entre une position rétractée et une position d'extension. Dans la position rétractée de l'arbre 11, l'élément extérieur 9 de repérage est en prise avec un élément fixe 12 d'accouplement de repérage qui est boulonné ou fixé d'une autre façon en position sur le carter 3* L'élément 12 présente sur 40 sa face travaillante des dents, stries, ou équivalents qui 69 03280 3 2001756 sont complémentaires de formes correspondantes prévues sur la face juxtaposée de l'élément 9 pour bloquer ce dernier et l'empêcher de tourner lorsque l'arbre 11 est immobilisé dans sa position rétractée. 5 L'arbre 11 peut être mis en extension ou en posi tion rétractée par un moteur de serrage et de libération constitué par un vérin pneumatique 13 dont le piston est relié, par une tige 130, à une crémaillère 14-, laquelle est en prise avec un pignon intermédiaire 15, en prise à son tour avec un 10 secteur denté 16 monté sur une chape 17» Cette chape est articulée en 18 sur le carter 3 et en 19 sur une paire de biellettes 20 qui sont elles-mêmes articulées en 21 sur un palier de butée '110 de manière à déplacer axialement l'arbre 11 qui est monté rotatif dans ce palier. On peut voir que la mise 15 en extension de la crémaillère 14 du vérin pneumatique fait tourner le secteur 16 dans le sens sinistrorsum, vu sur le dessin, ce secteur faisant à son tour coulisser l'arbre 11 dans le sens de l'extension de cet arbre. L'élément 9 de l'accouplement se trouve alors séparé de l'élément fixe 12 de l'accou-20 plement et il est libre de tourner sous l'effet de la rotation de l'arbre 11, en entraînant le bloc 7 avec lui. L'arbre 11 est entraîné en rotation par un moteur de repérage constitué par un vérin pneumatique 22 dont le piston est relié à une crémaillère 23 qui attaque un pignon 24 monté 25 sur un arbre 25. Un autre pignon 26 est fixé sur l'arbre 11 et toujours en prise avec le pignon 24. Par conséquent, la mise en extension de la crémaillère 23 fait tourner les pignons 24 et 26 et, par l'intermédiaire de ce dernier, elle fait tourner l'arbre 11 qui entraîne avec lui l'extrémité 10 30 et l'adaptateur 8, en mettant au repère le bloc 7 pour permuter les positions des outils 5 et 6, On se reportera maintenant au schéma de commande. On suppose que l'outil 5 est un outil de dégrossissage et l'outil 6 un outil de finissage. La fermeture d'un interrupteur 35 48 à l'aide d'un signal approprié, par des moyens représentés schématiquement en 28, actionne un relais de commande 29 qui, à son tour excite un électro-aimant 30 pour manoeuvrer une soupape 31 et, par ce moyen, mettre le moteur 13 en action. Ce mouvement met en extension la crémaillère 14 en provoquant 4-0 la mise en extension de l'arbre 11, ainsi qu'on l'a décrit 69 03280 4 ?001756 plus haut, et en désaccouplant le bloc 7 de l'élément fixe 12 de l'accouplement. La mise en extension de la tige de piston 130 fait également tourner un secteur denté 32 à roue à rochet gui est en prise avec une crémaillère 14* située sur le côté de 5 la tige de piston 130 qui est à l'opposé de la crémaillère 14. Un cliquet 33 est monté rotatif sur le secteur denté 32, de sorte que le mouvement de rotation de ce dernier fait imprimer par le cliquet 33 une rotation de 90° à une roue à rochet 34, sur laquelle ce cliquet est appuyé élastiquement par un ressort 10 de torsion 27. Une came 35, montée pour tourner sur un arbre 36, est entraînée par la rotation de la roue à rochet 34. La came 35 présente des lobes alternativement hauts et bas à intervalles de 90° et elle imprime un mouvement axial à un poussoir 37 de soupape qui porte un galet 38 destiné à s'appuyer sur la 15 surface de la came 35 à la façon d'une contre-came. A son extrémité opposée, le poussoir 37 attaque une soupape-pilote 39 qui commande l'admission de l'air, fourni par une source d'air approprié, par des conduits 40 et 41, à une soupape de commande 42. Cette dernière commande à son tour l'admission 20 de l'air aux extrémités opposées du vérin 22 de repérage. Le poussoir 37 est immobilisé en rotation par une clavette. Le galet 38 du poussoir 37 est maintenu appliqué contre la surface de la came 35 par un ressort 43 et la came 35 est agencée de telle façon que, lorsque les crémaillères 14, 25 14' sont mises en extension dans la position qui assure la mise en extension de l'arbre 11 et le désaccouplement du bloc 7, la soupape-pilote 39 soit actionnée pour obliger le vérin 22 à mettre sa crémaillère 23 en extension et faire par ce moyen tourner l'arbre 11. En d'autres termes, ce n'est qu'après 30 le désaccouplement du bloc 7, qui donne à ce dernier la possibilité de tourner, que le moteur 22 est mis en action pour faire tourner l'arbre 11 et avec lui, le bloc 7, de façon appropriée pour mettre au repère les outils 5 et 6. L'arbre 25 porte deux taquet3 45 et 46 qui tournent 35 avec cet arbre et qui sont destinés à attaquer deux interrupteurs 47 et 48 de commande du vérin de serrage, chacun de ces interrupteurs comprenant un galet 49 destiné à être attaqué par une surface de came du taquet correspondant, comme représenté à la fin de la mise au repère. L'interrupteur 48 est fermé 40 et 1'interrupteur 47 ouvert lorsque l'outil 5 est en position 69 03280 5 ?noi7^6 de travail tandis que l'interrupteur 47 est fermé et l'interrupteur 48 ouvert lorsque l'outil 6 est en position de travail, étant entendu que ces situations existent respectivement aux deux extrémités opposées de la course du vérin 22. 5 Si5 par exemple, l'outil 6 vient d'être amené au repère de la position de travail l'interrupteur 47 se ferne à la fin du mouvement de repérage et le relais de commande 29 provoque le renversement du fonctionnement du vérin 13 pour qu'il rétracte sa tige de piston 130 en rétractant par ce moyen l'arbre 11 10 et en mettant les éléments 9 et 12 de l'accouplement en position d'accouplement. Toutefois, un doigt 50 fixé sur 11 extrémité épaulée 10 de l'arbre 11 pour tourner avec cette extrémité doit s ' engager dans une cavité 51 ou line cavité 52 de 1 ' élément 12 qui définissent les deux positions repérées du bloc 7» Ces 15 positions sont également définies par des butées 53 et 54 montées sur l'élément fixe 12 de l'accouplement. Si le doigt .50 n'est pas en coïncidence avec la cavité 51 ou 52 appropriée, c'est qu'il ne s'est pas produit une mise au repère complète ; dans ce cas, l'arbre 11 ne peut pas se rétracter entièrement 20 et les éléments 9 et 12 de l'accouplement n'entrent pas en prise. Un taquet 55 prévu à l'extrémité intérieure de l'arbre 11 est destiné à attaquer le galet de commande 56 de l'interrupteur 57 uniquement lorsque l'arbre 11 est entièrement rétracté. L'interrupteur 57 est un interrupteur dTinterconnexion qui est 25 agencé pour commander le mécanisme d'entraînement de la machine de sorte que la machine ne décrit pas son avance tant que l'interrupteur 57 n'est pas fermé. Ceci garantit que la machine ne se mettra pas en action si le bloc 7 n'est pas mis au bon repère. 30 Le mouvement de retour du vérin 13 ramène également le secteur denté 32 et le cliquet 33 de la roue à rochet à leur position initiale pour faire à nouveau tourner la roue à rochet 34 et la came 35 de 90°. En supposant maintenant que l'arbre 11 est entière-35 ment rétracté et qu'il actionne l'interrupteur 57, la machine travaille alors avec l'outil 6 en position de travail. Lorsqu'il est temps de ramener l'outil 5 au repère de travail, le dispositif 58 est actionné par un moyen approprié quelconque pour exciter le relais 29 et manoeuvrer la soupape 31 et, 40 à nouveau, actionner le vérin 13 dams le sens de la mise en 69 03280 6 2001756 extension de l'arbre 11. A ce moment, la came 35 met une partie basse en positions de sorte que la soupape 39 est désexcitée. Ceci net le distributeur 42 dans une position qui fait rétracter le vérin 22, et fait tourner l'arbre 11 d'un 5 angle de 18C° dans le sens opposé au sens du mouvenent de mise au repère immédiatement précédent. S'il s'est produit un mouvement de mise au repère complet, comme on le désire, l'interrupteur 57 se ferme et l'avance de la machine commence. Lors de l'excitation du dispositif 28, le bloc porte-outil 10 tourne encore d'un mouvement de mise au repère de la façon décrite en premier. Le circuit d'excitation de 1'électro-aimant 30 peut comprendre un circuit de maintien servant à le maintenir excité jusqu'à ce que la mise au repère soit terminée après quoi 15 11 électro-aimant 30 est désexcité et la soupape 31 rappelée par un ressort pour inverser l'alimentation du vérin 13 en air. La fermeture de l'interrupteur 4-7 ou 48 suivant le cas, peut commander la désexcitation de 1'électro-aimant 30 • La soupape 39 est rappelée par son ressort, lorsqu'elle est 20 désexcitée et que le poussoir 37 est repoussé élastiquement sur l'un des lobes bas de la came 35* On peut donc voir que 1'invention atteint entièrement les buts visés. Une construction relativement simple et claire réalise toutes les fonctions désirées, y compris les 25 verrouillages de sécurité. On obtient un dispositif de commande très simple et direct, qui n'est mis en action que lorsque les éléments sont convenablement positionnés. Une ouverture 68 pratiquée dans le carter 3 permet de vérifer que la tige 130 est dans sa position d'extension, ce qui est indiqué par un 30 repère 59 tracé sur cette tige et par une aiguille 60, qui peut être réglée en usine et qui est logée en retrait dans le carter 3« Une autre ouverture 61 permet de vérifier visuellement la position du cliquet, de sorte que l'on peut faire commodément tous les ajustements nécessaires pendant le travail. Le 35 taquet 55 peut être vissé ou dévissé sur l'arbre 11 et bloqué en position réglée par un écrou de blocage 69. On peut faire tourner les taquets 45 et 46 autour de l'axe de l'arbre 25 et les bloquer dans la position réglée par des vis 61. 69 03280 7 2001756 Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens te cliniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 69 03280 8 2001756 REVENDICATIONS 1Agencement de "bloc porte-outils à repérage automatique, caractérisé en ce qu'il comprend un carter, un arbre à mouvement de serrage et à mouvement de repérage monté 5 dans ce carter pour décrire un mouvement rectiligne alternatif entre une position d'extension et une position rétractée et également pour tourner entre des positions repérées, un bloc porte-outils, des moyens servant à monter ee bloc sur l'arbre pour tourner avec cet arbre entre les positions repérées, un 10 premier moyen d'accouplement monté sur l'arbre pour se déplacer avec cet arbre et prendre sa position rétractée ou s'en écarter, un deuxième moyen d'accouplement relativement fixe, en prise avec le premier, et qui immobilise l'arbre pour l'empêcher de décrire son mouvement de repérage rotatif lorsque l'arbre est 15 dans sa position rétractée, un premier moyen moteur servant à imprimer à l'arbre un déplacement rectiligne entre sa position d'extension et sa position rétractée, et un deuxième moyen moteur qui peut être mis en action pour faire tourner l'arbre entre lesdites positions repérées, le premier moyen 20 moteur étant agencé pour commander le deuxième moyen moteur de façon que ce deuxième moyen moteur ne soit actionné que lorsque l'arbre a quitté sa position rétractée pour dégager l'un de l'autre le premier et le deuxième moyen d'accouplement. 2.- Agencement de bloc porte-outils suivant la 25 revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens qui peuvent entrer en action pour empêcher l'arbre de se mettre en position rétractée tant que le premier moyen d'accouplement n'occupe pas l'une desdites positions repérées. 3.- Agencement de bloc porte-outils suivant la 30 revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des interrupteurs de commande qui sont actionnés par l'arbre lorsque ce dernier occupe ladite position rétractée. 4-.- Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un doigt 35 de positionnement associé à l'un des moyens d'accouplement et de cavités réceptrices combinées à l'autre desdits moyens d'accouplement, le doigt n'étant en coïncidence avec l'une des cavités que lorsque l'arbre et le premier moyen 69 03280 9 0001756 d'accouplement occupent l'une des positions repérées, le doigt empêchant lesdits moyens d'accouplement de s'accoupler et empêchant l'arbre de se placer en position rétractée tant que l'arbre et le premier moyen d'accouplement ne sont pas dans 5 l'une desdites positions repérées. 5-- Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'excitation du deuxième moteur, qui comprend une soupape-pilote, des moyens de commande de la soupape-pilote qui 10 comprennent une came et un mécanisme à roue à rochet et cliquet servant à faire tourner la came pas à pas pour inverser la position de la soupape-pilote, le premier moteur étant agencé pour faire passer l'arbre de la position rétractée à la position d'extension et de la position d'extension à la position rétractée 15 une fois pendant chaque cycle de fonctionnement du premier moteur, et des moyens qui relient le mécanisme à roue à rochet et à cliquet au premier moteur pour faire tourner la came pas à pas une fois à chaque cycle de fonctionnement du premier moteur. 20 6.- Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 1, caractérisé en ce que qu'il est combiné avec un secteur denté monté rotatif dans le carter, une bielle articulée qui relie le secteur à l'arbre pour transformer la rotation du secteur denté en un mouvement rectiligne de l'arbre 25 et des moyens qui comprennent une crémaillère animée d'un mouvement alternatif par le premier moteur pour faire tourner le secteur denté alternativement dans les deux sens. 7.- Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre 50 intermédiaire, un pignon porté par cet arbre intermédiaire, une crémaillère entraînée en mouvement alternatif par le deuxième moteur pour faire tourner le pignon et 1 * arbre intermédiaire en sens opposés, et un autre pignon porté par l'arbre et qui peut coulisser en restant en prise avec le premier pignon. 35 8.— Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend avec des interrupteurs et des moyens qui sont combinés à l'arbre intermédiaire et servent à actionner les interrupteurs sous l'effet d'une rotation prédéterminée et l'arbre intermédiaire dans 40 chaque sens. 69 03280 2001756 9.- Agencement de bloc porte-outils suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième moteur est commandé par des moyens comprenant une soupape, une came rotative, un élément d!actionnement de la soupape qui est appuyé 5 sous l'action d'un ressort contre ladite came, et des moyens d'entraînement de la came en rotation, qui comprennent une roue à rochet, un cliquet qui tend à être mis en prise avec la roue à rochet par un ressort, un secteur denté relié au cliquet pour faire tourner ce dernier dans les deux sens et des moyens 10 comprenant une crémaillère qui est animée d'un mouvement alternatif par le premier moteur et qui sert à faire tourner le secteur denté dans les deux sens.