Brevet FR2005285A1 — publié le 19691212

i. 2005285 La présente invention concerne un changeur automatique d'outil pour les machines-outils, et plus particulièrement rai élément de transfert d * outil ayant des mouvements dans trois plans différents perpendiculaires les uns aux autres. 5 Différents changeur automatiques d'outils comportant un élément de transfert d*outil tournant existent déjà. Ces changeurs d'outils ont un certain nombre d'inconvénients, par exemple l'échappement de l'outil de l'élément de transfert du fait d'un mauvais alignement pendant l'opération d'échange» une tenue 10 incorrecte de l'outil et l'éjection de l'outil du dispositif changeur tournant. De plus, pour éviter qu'un outil frappe d'autres outils pendant son introduction ou son enlèvement d'un magasin rotatif pour les outils, une course en avant ou en arrière suffisamment importante est nécessaire par rapport au 15 magasin à outils. la présente invention a en particulier pour objet un élément de transfert d'un outil pouvant avoir des mouvements dans différents plans pour permettre une opération de transfert efficace et éviter les inconvénients des dispositifs antérieurs. 20 L'invention a aussi pour objet un dispositif comportant une paire d'éléments de transfert pouvant être positionnés de façon indépendante, pour l'enlèvement et la remise en place des outils d'une machine-outil. L'invention a aussi pour objet un dispositif support d'une 25 construction simple et permettant tous les mouvements nécessaires pour le transfert des outils entre un magasin à outils rotatif et une machine-outil. Un changeur automatique d'outil selon la présente invention peut avoir trois mouvements rectilignes dans trois direc-30 tions ou plans différents. Une paire d'éléments de transfert est utilisée pour le transfert des outils entre la machine-outil et le magasin, chaque élément étant mobile verticalement. Ces éléments de transfert sont à leur tour montés sur un châssis support mobile perpendiculairement à la direction de montée et 35 de descente des éléments de transfert pour rapprocher et éloigner ceux-ci de la machine-outil et du magasin. De plus, le châssis support est monté sur un chariot mobile le long d'une poutre formant un rail pour déplacer le changeur d'outil entre la machine et le magasin.* Le chariot est déplacé le long du rail 40 perpendiculairement à la direction des mouvements vers l'inté- 69 09658 2. 2005285 rieur et l'extérieur du châssis. Les déplacements des éléments de transfert de 1*outil et du châssis sont de préférence provoqués par des vérins hydrauliques et le chariot est positionné le long du rail par le pignon d'un moteur monté sur le chariot 5 engrenant sur une crémaillère fixée au rail. Pendant l'utilisation 3.*un des éléments de transfert est disposé pour enlever un outil de la machine-outil, et l'autre porte un outil devant être mis en place dans la machine-outil. L'outil enlevé de la machine-outil est ensuite transporte jus-10 qu'au magasin pour être placé dans une poche correspondante. L'outil devant être utilisé ensuite, est enlevé du magasin et les éléments de transfert sont replacés pour l'opération de remplacement consécutive. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus par-15 ticulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels ï Fig. 1 est une vue en élévation du côté avant d'un changeur d'outil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, Fig. 2 est une vue en perspective du changeur d'outil de la 20 fig. 1 en position pour le remplacement d'un outil, et Fig. 3 est une coupe d'une partie du dispositif de transfert de la fig. 2, tenant un outil pendant l'opération de transfert. Le magasin à outil 2 représenté sur la fig. 1 peut tourner 25 autour de son arbre a qui est supporté par le bâti b. Ce magasin comporte un certain nombre de poches ov disposées sur un cercle concentrique à l'arbre a et distribuées angulairement le long de ce cercle qui est à une certaine distaa.ee du pourtour du magasin 2. Ces poches sont destinées à recevoir des porte-outils 30 1, 1', 1" pour les outils. A côté du magasin 2, une machine-outil d comportant une broche principale 3 reçoit les'différents outils. L'extrémité de la broche principale 3 est sensiblement dans le même plan vertical que la surface avant du magasin 2 contenant les outils. 35 Une poutre constituant un rail horizontal 10 est disposée entre le magasin et la machine-outil pour supporter un chariot 8 pour le transfert des outils entre le magasin et la machine-outil. Le chariot circule horizontalement dans un plan vertical entre la machine-outil d et le magasin 2, ce plan étant paral-40 lèle au plan vertical contenant le côté avant du magasin pour 69 09658 3. 2005285 les porte-outils 1. Un moteur 13» par exemple un moteur à huile sous pression est monté sur le chariot (fig. 2) et son arbre est muni d'un pignon 11 qui engrène sur une crémaillère 12 fixée au rail 10» Quand le moteur 13 entraîne le pignon 11, le chariot 5 8 est déplacé horizontalement le long du rail 10 dans le sens voulu pour le transfert de l'outil entre le magasin et la machi-ne-outil. Deux tiges de guidage horizontales 9 disposées perpendiculairement au plan vertical du chariot dépassent de celui-ci. Les 10 autres extrémités des tiges de guidage 9 coulissent dans des douilles 15 fixées à la partie supérieure du châssis 6. Le châssis 6 est supporté par les tiges de.guidage du chariot 8, et il peut être déplacé pour être éloigné ou rapproché du plan vertical contenant le chariot 8. Un vérin hydraulique 14 est monté 15 sur la partie supérieure du châssis 6 et comporte une tige de piston fixée au chariot 8 pour positionner le châssis 6 par rapport au chariot 8. Le vérin hydraulique est placé entre les tiges de guidage 9 et son axe est parallèle à celui des tiges. Les mouvements de la tige de piston 7 du vérin 14 font coulisser le 20 châssis 6 le long des tiges de guidage 9 pour le rapprocher et l'éloigner du chariot 8. Deux dispositifs de transfert 5A et 5B sont montés sur le châssis 6 pour recevoir des mouvements verticaux de montée et de descente, chacun le long de deux tiges de guidage verticales 25 16. Chaque dispositif de transfert 5A, 5B peut coulisser verticalement le long de ces tiges. Deux vérins hydrauliques 17-j_ et 17g sont fixés sur la partie supérieure du châssis 6 pour provoquer les mouvements verticaux des dispositifs de transfert. Chaque vérin 17^» 172 es"t 30 placé au-dessus du milieu du dispositif de transfert 5A, 5B correspondant. Chaque vérin 17-^, 172 comporte une tige de piston 18 verticale fixée à la partie supérieure du dispositif de transfert correspondant. Les dispositifs de transfert sont ainsi déplacés verticalement dans les deux sens le long des 35 tiges de guidage 16 d'après les mouvements des tiges de piston 18 des vérins. Chaque dispositif de transfert 5A, 5B comporte une pince 4A, 4B. Ainsi que le montre la fig. 2, chaque pince dépasse vers le bas du dispositif de transfert correspondant. La fig. 3 re-40 présente plus particulièrement la pince 4A qui est actionnée par 69 09658 4. 2005285 ùn vérin hydraulique 19 fixé à l'extrémité supérieure de la branche 25 de la pince, la pince 4B est identique, la pince comporte une seconde branche 23 peu espacée de la branche 25 et la tige de piston 21 du vérin 19 travers© la branche 25 et 5 est articulée à la branche 23. la branche 25 est articulée à la branche 23 par une pièce 26 et une broche d * articulation 24 près des extrémités inférieures des deux branches, la tige de piston 21 est fixée au piston 20 du vérin 19 et plusieurs ressorts du type Belleville 22 sont traversés par la tige de piston 10 21, de la façon représentée entre le piston 20 et le fond du vérin» Quand de l'huile sous pression est envoyée dans le vérin 19* elle comprime les ressorts 22 et la tige de piston 21 est déplacée vers la gauche de'la fig» 5 pour rapprocher les extrémités supérieures des branches 23 et 25» De ce fait, les extré-15 mités inférieures des branches sont écartées. Quand la pression de l'huile est supprimée dans le vérin, les ressorts repoussent le piston vers la droite pour rapprocher les extrémités inférieures des branches. Un porte-outil représenté en traits mixtes, est tenu entre les branches 23 et 25 de la pince 4A? sur la 20 fig. 3. le changeur d'outil fonctionne de la façon suivante pour le transfert des outils entre le magasin 1 et la machine-outil d. 1) Au début d'une opération de remplacement d'outil, l'outil devant être monté sur la machine-outil d est monté dans un 25 porte-outil 1 tenu par la pince 4B et l'outil porté par le porte-outil 1* se trouve sur la broche 3 pour être enlevé par le dispositif de transfert 5A» 2) la pince 4B tenant le porte-outil 1 dans une position au-dessus de la broche 3 de la machine-outil d, le dispositif de 30 transfert 5A est abaissé par la tige de piston 18 du vérin 17-^, pour que la pince 4A saisisse le porte-outil 1' monté sur la broche 3. le porte-outil 1' est' ensuite libéré de la broche par desserrage ou ouverture d'un dispositif de blocage, non représenté. 35 3) le châssis 6 est ensuite déplacé vers l'extérieur, le long des tiges de guidage 9 par la tige de piston 7 du vérin 14 sur une distance suffisante pour enlever le porte-outil 1' de la broche. 4) le vérin 17^ est ensuite actionné pour que sa tige de 40 piston remonte, afin d'élever le dispositif de transfert 5A 69 09658 5 2005285 tenant le porte-outil 1* par sa pince 4A, jusqu'à un point au-dessus de la broche 3. En même temps, la tige de piston 18 du vérin 17g est abaissée jusqu'à la position voulue pour engager le porte-outil 1 dans la broche 3. Le chariot 8 est alors dé-5 placé le long du rail 10 pour amener le dispositif de transfert 5B vers la droite de la fig. 2, afin d'aligner le porte-outil 1 tenu par la pince 4-B devant la broche 3. 5) Le châssis 6 est ensuite tiré par la tige de piston 7 du vérin 14 vers le chariot 8 pour engager le porte-outil 1 dans 10 la broche 3 dans laquelle il est fixé par le dispositif de blocage précité. 6) La tige de piston 21 de la pince 4-B est ensuite rentrée dans le vérin 19 pour séparer les branches 23 et 25 de la pince, afin de lâcher le porte-outil 1. 15 7) Quand le porte-outil 1 a été lâché, le dispositif de transfert 5B est remonté par le vérin 172 le chariot est déplacé vers la gauche de la fig. 2 par le moteur 13 et son pignon 11 engrenant sur la crémaillère 12 du rail 10. Le déplacement vers la gauche du dispositif de transfert 5B est poursuivi jus-20 qu'à ce que sa pince 4B soit en position pour saisir le porte-outil 1M qui porte l'outil suivant à placer sur la broche de la machine-outil. 8) Quand le dispositif de transfert 5B a été aligné par rapport à la poche ç, contenant le porte-outil 1" dans le ma- 25 gasin, le dispositif de transfert 5B est abaissé pour engager la pince 4B sur le porte-outil 1*. 9) La pince 4B est actionnée pour saisir le porte-outil 1". 10) Quand le porte-outil 1" est tenu par le dispositif de transfert 5B, le châssis 6 est éloigné du magasin sur une dis- 30 tance suffisante pour sortir le porte-outil 1" de la poche. 11) Le dispositif de transfert 5B est ensuite remonté par le vérin 172 e"t il est maintenu dans cette position pour l'introduction consécutive du porte-outil dans la broche 5. 12) Le magasin est alors tourné pour placer l'une des poches 55 c en position de réception du porte-outil 1' enlevé de la broche pendant l'opération précédente. 15) Le dispositif de transfert étant maintenu en position arrière, le chariot 8 est déplacé d'une distance supplémentaire vers la gauche pour amener le dispositif de transfert 5A au-40 dessus de la poche sélectionnée pour recevoir le porte-outil 1*. 69 09658 6. 2005285 14) La tige de piston 18 du -vérin 17-^ est ensuite abaissée pour faire descendre le dispositif de transfert 5A le long des tiges de guidage 16 pour aligner le porte-outil 1* devant la poche sélectionnée du magasin 2» 5 15) Quand le porte-outil 1* a été correctement engagé dans sa poche, la pince 4A est ouverte et le dispositif de transfert est remonté jusqu'à une position située au-dessus du plan horizontal contenant la broche 3. le châssis 6 est ensuite rapproché du chariot 8 et le chariot est déplacé vers la droite le long 10 du rail 10 jusqu'à la position voulue en attente de l'opération suivante de transfert des outils. Il ressort de ce qui précède que le changeur d'outil peut recevoir des mouvements indépendants suivant trois, plaàa différents perpendiculaires pour le transfert des porte-outils en-15 tre le magasin à outils et la broche principale de la machine-outil. Comme il apparaît sur la fig. 2, le chariot portant le châssis est mobile dans une direction horizontale pour positionner le dispositif de transfert 5A et 5B devant le magasin et devant la machine-outil. Après le positionnement correct du 20 chariot portant le châssis, le châssis peut être rapproché ou éloig né du chariot, afin d'être rapproché ou éloigné du magasin et de la machine-outil pour l'introduction et l'enlèvement des porte-outils de la poche ç et de la broche principale 3. Le troisième mouvement indépendant est le mouvement de montée et 25 de descente des dispositifs de transfert 5Af 5B par les tiges de piston 18 des vérins hydrauliques 17^, 172' En coordonnant ces trois mouvements rectilignes séparés, le transfert des outils entre le magasin et la machine-outil peut avoir lieu d'une façon précise, et les inconvénients des changeurs automatiques 50 d'outils antérieurs sont supprimés, ce qui permet un fonctionnement sûr et efficace. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 69 09658 T. 2005285 ES'TE'lfDICAI TOUS 1. Un changeur automatique d'outil pour le transfert des outils entre un magasin à outils et une machine-outil, caractérisé par un rail de guidage disposé entre les positions du • 5 magasin et la machine-outil, un chariot mobile le long du rail, un premier dispositif pour déplacer le chariot le long du rail entre le magasin et la machine-outil, un châssis monté sur le chariot et mobile par rapport à celui-ci, un second dispositif couplé au châssis et au chariot pour déplacer le châssis perpen- 10 diculairement au plan de déplacement du chariot le long du rail, et au moins un dispositif de transfert d*outil monté sur le châssis avec un troisième dispositif couplé à ce dispositif de transfert pour le déplacer perpendiculairement à la direction de déplacement du chariot sur le rail et dans un plan parallèle 15 au plan de déplacement du chariot le long du rail. 2. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 1 caractérisé par deux dispositifs de transfert montés l'un à côté de l'autre sur le châssis chacun avec un troisième dispositif pour positionner chaque dispositif de transfert indépen- 20 damment de l'autre. 3. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque troisième dispositif comprend un vérin hydraulique avec une tige de piston dont l'extrémité extérieure est fixée au dispositif de transfert associé pour po- 25 sitionner les dispositifs de transfert indépendamment de l'autre. 4» Un changeur automatique d'outil selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque dispositif de transfert comprend un dispositif pour saisir un outil pour l'opération de transfert entre le magasin et la machine-outil. 30 5. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 4 caractérisé en ce que chaque dispositif pour saisir l'outil est une pince comportant deux branches espacées articulées près d'une extrémité des branches pour que ces extrémités saisissent l'outil, un vérin hydraulique situé aux extrémités opposées des 35 branches, avec une tige de piston articulée à l'une des branches et pouvant coulisser par rapport à l'autre branche pour provoquer un mouvement de pivotement des branches pour l'ouverture et la fermeture des extrémités de prise afin de saisir et lâcher un outil. 40 6. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 5 69 09658 8» 2005285 caractérisé en ce que le -vérin hydraulique comprend des ressorts pour ramener la tige de piston en position de serrage après le déplacement de la tige pour libérer un outil. 7. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 5 1 caractérisé par une crémaillère fixée sur le rail, et un moteur d'entraînement monté sur le chariot et portant un pignon engrenant avec la crémaillère poux déplacer le chariot le long du rail. 8. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 10 7» caractérisé en ce que l*axe du rail est horizontal et le rail est disposé au-dessus du niveau du magasin et de la machine-outil, le chariot étant déplacé le long du rail dans une direction horizontale et dans un plan vertical. 9» Un changeur automatique d'outil selon la revendication 15 1 caractérisé en ce;que le second dispositif comprend un vérin hydraulique monté sur le châssis avec une tige de piston dont l'extrémité extérieure est fixée au chariot, deux douilles de glissement fixées sur le ehâssis et deux tiges de guidage fixées aux extrémités supérieures du chariot et traversant les douilles 20 pour que celles-ci puissent coulisser le long des tiges, le po-. sitionnement du châssis étant assuré par les mouvements de la tige de piston du vérin pour faire coulisser le châssis le long des tiges de guidage pour l'éloigner et le rapprocher du chariot. 10. Un changeur automatique d'outil selon la revendication 25 5 caractérisé par deux tiges de guidage verticales espacées horizontalement fixées au châssis pour guider chaque dispositif de transfert coulissant le long de ces tiges de guidage, et par un vérin hydraulique comportant une tige de piston verticale entre les tiges de guidage pour déplacer chaque dispositif de 30 transfert le long des tiges de guidage respectives.