Brevet FR2028871A1 — publié le 19701016

La présente invention se rapporte à une machine-outil ; elle vise plus particulièrement un appareil pour lfarrêt d'une broche à une position angulaire prédéterminée. Dans l'usinage de pièces, il y a des cas où il est sou-5 haitable que l'outil occupe une position angulaire connue, prédéterminée, par rapport à l'axe de la broche. C'est, par exemple, le cas d'un outil d'alésage qu'il peut être nécessaire de retirer de telle façon que l'élément coupant passe le long d'une rainure longitudinale, afin de ne pas rayer la surface finie de l'alésage. C' 10 est également le cas dans l'alésage"de précision, puisque la dimension et l'uniformité de l'alésage dépendent de la position de l#ou-til de coupe lorsque calui-ci vient en contact avec l'alésage brut. Les essais effectués, dans l'art antérieur, pour obtenir cette orientation d'outil n'ont pas été satisfaisants, à cause du prix de 1* 15 équipement nécessaire, de la difficulté de maintenir le réglage, etc. La présente invention évite, d'une manière nouvelle, ces différents inconvénients des dispositifs connus. L'invention vise donc une machine-outil dont la broche s'arrête toujours à la même position de rotation. Elle réalise éga-20 lement une machine-outil comportant une broche porte-outil rotative, qui peut être arrêtée dans une position angulaire prédéterminée de son bord coupant, par rapport à son axe. La présente invention a également pour objet une machine-outil à orientation automatique de broche, de construction simple 25 et robuste, de fabrication économique, et capable d*une longue durée de service avec un minimum d'entretien. La machine-outil, objet de l'invention, comporte une broche, susceptible de porter un outil, et un bâti ou bloc dans lequel la broche est montée tournante. Une came, présentant une posi-30 tion zéro concave, est associée à la broche et tourne avec celle-ci. Un palpeur de came, monté dans le bâti et susceptible de se rapprocher ou de s'éloigner de la came, vient en contact avec cette dernière. Un système de commande applique le palpeur sur la came, à certains moments, de façon à produire une rotation supplémentaire 35 de la came et de la broche, d'une position quelconque à une position, dans laquelle le palpeur se trouve à ladite position zéro de la came. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la présente description d'une forme de réalisation, non limitative, re-40 présentée sur les dessins annexés. 70 02032 2 2028871 Fig; 1 est une vue en perspective d'une machine-outil conforme à la présente invention. Fig. 2 est une coupe d'une partie de laifachine, suivant la ligne II-II de la figure 1. 5 Fig. 3 est une coupe suivant la ligne IIL-III de la figure 2. Figs 4, 5 et 6 représentent ltappareil de la figure 3, dans différentes positions. Fig. 7 est une vue schématique d'une commande hydrauli-10 que utilisée avec l'invention. Fig. 8 est le schéma d'un -appareillage électrique faisait partie de l'invention. On voit, sur la figure 1, qui représente le mieux les traits généraux de l'invention, que la maehine-outil, globalement 15 désignée par le repère 10* comporte un socle 11, sur lequel est montée une colonne 12 portant un bloc 13. Le socle porte également une table 14 pouvant recevoir une pièce à usiner, non représentée. La colonne porte également un magasin 15 de stockage d'outils, contenant un grand assortiment d'outils 16. Le bloc 13 porte une 20 broche rotative 17 entraînée par un moteur électrique 18. Un pupitre 19 de commande numérique est raccordé de façon appropriée pour la commande du fonctionnement automatique des différents éléments de la machine-outil. Le magasin 15 distribue l'outil approprié 16 à une position intermédiaire 21. Un changeur d'outil 22 est mon-25 té sur le bloc 13 • il peut pivoter autour d'un axe parallèle à 1' axe de la broche, situé à mi-distance entre la position 21 et la broche 17. La figure 2 représente les détails de la broche 17 et la façon dont elle est montée dans le bloc 13. Des paliers à rou-30 leaux 23, 24 et 25 supportent la broche, en rotation, et un engrenage 26 est prévu pour l'entraînement de la broche au moyen d'un moteur 30o Une came 27,boulonnée à la broche, présente une surface 28 contre laquelle est appliqué un palpeur de came ou galet 29. Celui-ci est monté sur une extrémité d'une tige 31, à l'autre extré-35 mité de laquelle est formé un piston 32 coulissant dans l'alésage 33 d'un cylindre 34. L'axe de l'alésage 33 est perpendiculaire à 1' axé de la broche, et la tige 31 portant le galet 29 est empêchée de tourner dans l'alésage 33, par une tige 35 non concentrique, dirigée axiaïement à partir d'un fond de cylindre 36 et pénétrant dans 40 un trou 37 de l'extrémité de ,lta tige formant piston. Un conduit 38 70 02032 3 2028871 est raccordé, sur le bloc 13, à un passage 39 qui pénètre radiale-raent vers l'intérieur, vers l'alésage 33, et débouche dans une gorge annulaire 41 formée sur la surface extérieure du cylindre 34. Cette gorge est elle-même reliée, par un passage 42, à l'intérieur 5 du cylindre, c'està-dire à la surface de l'alésage 33, où ce passage débouche normalement dans l'espace situé autouijéie la tige du piston 32. Un autre conduit 43 est raccordé, par l'intermédiaire d' un passage 44, prévu dans le bloc 13, à une gorge annulaire 45, formée sur la surfacê extérieure du cylindre 34, à une position 10 axialement espacée de la gorge 41. Des passages radiaux 46 relient la gorge 45 à l'alésage 33, près de l'extrémité extérieure de celui-ci. Un plongeur 47, à rappel par ressort, associé avec un interrupteur 1LS, est monté coulissant dans le bloc 13, L'axtré-15 mité du plongeur opposée à l'interrupteur est en position de contact avec la surface de la tige 31, qui comporte une rainure 48. Un autre plongeur 49, à rappel par ressort, est monté dans le bloc 13, à une position espacée du plongeur 47, pour la commande d'un interrupteur 2LS. L'extrémité intérieure du plongeur 49 est éga-20 lement en contact avec la surface de la tige 31, et, dans certains cas, avec un chanfrein prévu sur l'extrémité intérieure de la tige, près du galet. On voit, sur la figure 3, que la came 27 est taillée en forme de coeur et présente une dépression 51, d'un côté, et une sail-25 lie ou pointe 52, exactement opposée. A 45 degrés environ de la ligne d'action de la tige 31 et de son galet 29 est disposé un plongeur 53, susceptible de coulisser radialement et de se déplacer sous l'action d'un piston 54 coulissant dans un cylindre 55. Des raccordements hydrauliques appropriés sont prévus aux extrémités 30 opposées du cylindre, de façon à actionner le piston et le plongeur au moyen d'un fluide hydraulique. Là figure 7 représente le circuit hydraulique associé à la machine-outil. Il comprend une électro-vanne 56, équipée d'une bobine de commande SOL-1, pour l'alimentation du cylindre 34 par 35 l'intermédiaire de conduits 38 et 43. Une électrovanne 58, .équipée d'une bobine de commande SOL-2, est reliée à l'alésage 55 par 1' intermédiaire de conduits 59 et 61. Ces vannes sont reliées à un réservoir 63 par une tuyauterie de purge 62. Elles peuvent également être alimentées en huile, sous pression régulée, par une pom-40 pe 64 et une vanne de régulation 65. 70 02032 4 2028871 La figure 8 représente le circuit électrique assoeii à la machine-outil, et comportant une source 66 qui alimente en courant alternatif deux lignes de distribution principales 67 et 68. 5 Un coffret 69 de commande de cycle est raccordé d'un côté à la ligne 67 et de l'autre côté à la ligne 68, à travers une bobine de relais 3-CR. Le coffret 69 commande l'excitation de la bobine 3-CR. Un contact 3CR-1, normalement ouvert, du relais 3-CR, est raccordé d'un côté à la ligne principale 67 et de l'autre cô-10 té à une jonction 72. Cette dernière est reliée à la ligne principale 68, à travers une bobine de relais 1-CR, et elle est également reliée à une jonction A. Celle-ci est raccordée à un côté d* une partie 1LS-1 de l'interrupteur 1LS. L'autre côté du contact 1LS-1 est relié à une jonction B. Cette dernière est connectée à 15 la ligne principale 68, à travers une bobine de relais 2CR. La jonction A est reliée à la jonction B par l'intermédiaire d'un coffret C de commande d'entraînement de broche. Un contact 1CR-1, normalement ouvert, du relais 1CR est raccordé, d'un côté, à la ligne principale 67. L'autre côté 20 du contact 1CR-1 est relié à la ligne principale 68, à travers "la bobine SOL-1. Un contact 2CR-1, normalement ouvert, du relais 2CR est raccordé, d'un côté, à la ligne 67. L'autre côté du contact 2CR-1 est relié à la ligne 68, à travers la bobine SOL-2. Une partie 2LS-1 de l'interrupteur de fin de course 2LS est raccordée, d' 25 un côté, à la ligne 67 et, de l'autre côté, à la ligne 68, à travers un coffret 71 de cycle de changement d'outil. Le fonctionnement du dispositif suivant l'invention sera maintenant mieux compris à la lumière de la description qui précède. On suppose que la machine est en fonctionnement pour 1* 30 usinage d'une pièce. La broche 17 est mise en rotation, de façon connue, par l'intermédiaire des engrenages 26, au moyen d'un système d'entraînement, tel qu'un moteur et une transmission. Lorsque l'opération d'usinage est terminée, il est important que la broche s'arrête dans une position de rotation prédéterminée. Par exemple, 35 si l'outil 16 est un outil d'alésage, comme représenté, il est important que 1'arrête de coupe soit dirigée vers une certaine position dans l'alésage, avant le retrait de la broche. Cette position peut être la ligne le long de laquelle une rainure de clavetage doit être formée. Le fait de retirer la broche et l'outil le long 40. de cette ligne, permet de faire disparaître les rayures de retrait 70 02032 5 2028871 lorsqu'on usine ladite rainure. Lorsque la broche s'arrête, et est séparée de l'entraînement à engrenage, le coffret 69 de commande de cycle provoque 1' excitation de la bobine de relais 3CR. Le contact 3CR-1 se ferme 5 et excite les bobines de relais 1CR et 2CR. Les contacts 1CR—1 et 2CR-1 se ferment et excitent les électrovannes SOL-1 et SOL-2, respectivement. Cela fait avancer la tige 31 et le plongeur 53, vers l'intérieur, en contact avec la came 27. Une partie 1LS-1 de l'interrupteur de fin de course 1LS est raccordée (figure 8) de fa 10 çon que l'ouverture des contacts desexcite la bobine de relais 2CR et par conséquent 1'électrovanne SOL-2. Lorsque cela se produit, le plongeur 53 est éloigné de la came 27. On voit, sur la figure 3, que si la broche s'est arrêtée, par chance, à la position exacte prédéterminée, le galet 29 15 se trouve exactement au fond de la dépression 51. On voit que si la broche s'arrêteassez près de la position désirée, la pression du galet sur le côté de la dépression fait tourner la came, dans une direction ou dans l'autre, jusqu!à ce que le galet se trouve au fond de la dépression» Cette rotation de la came provoque une 20 rotation semblable de la broche et fait tourner celle-ci jusqu'à ladite position désirée. On voit, sur les figures 4 et 5, que si la broche s'arrête lorsque le galet est appliqué sur la came 27, au sommet de la pointe 52, ou près de celle-ci, la pression disponible pour faite 25 tourner la came est très petite. La position de la tige 31 est telle que le contact 1LS-1 de l'interrupteur de fin de course 1LS reste fermé et que l'excitation de l'électrovanne SOL-2 est donc maintenue. Le plongeur 53 effectue donc sa course vers l'intérieur pour aider au démarrage de la rotation de la came. Le plongeur 53 30 appuie sur la came le long d'une ligne qui est espacée latéralement de l'axe de la came. Il exerce donc un couple qui fait tourner la came. Dès que le galet a quitté la zone de pente nulle, il fait tourner la came et la broche, de la façon précédemment décrite. 35 Dans le cas de la figure 6, si la broche s'arrête à une position telle que le galet 29 soit en contact avec la came 27 entre la dépression 51 et la pointe 52, la pression du galet fait tourner la came dans un sens ou dans l'autre, jusqu'à ce que le galet se trouve au fond de la dépression. Il en résulte une rotation 40 semblable de la broche, de la façon habituelle.. BAD ORIGINAL 70 02032 6 2028871 Sur la figure 2, la position de la tige 31 et du galet 29 est indiquée par le fonctionnement des interrupteurs de fin de course 1LS et 2LS. Lorsque la tige se trouve à la position représentée, correspondant à la bonne position de la broche, le plon-5 geur 49 s'engage dans la rainure 48. A ce moment, le contact 2LS-1 est fermé et le cycle de changement d'outil peut commencer. Quand la tige se trouve dans une position plus extérieure, par rapport à l'axe de la broche, le plongeur 47 tombe dans l'épaulement ou chanfrein de la tige 31, près du galet 29. A ce moment, le contact 10 1LS-1 est fermé et la commande d'entraînement de broche peut être actionnée. Lorsque la vitesse de la broche approche de zéro, la broche est séparée de ses pignons d'entraînement. Le galet et la came n'ont donc pas à faire tourner le système d'entraînement com-15 plet. Le moteur d'entraînement 70 peut également entraîner un ta-chymètre 40 qui engendre une tension indiquant la vitesse du moteur. Cette tension est envoyée sur un relais 50 sensible à la tension et, lorsque la vitesse descend au-dessous d'une certaine valeur, le relais- démarre une minuterie 60 et relâche le frein de 20 broche 30. La minuterie arrive ensuite en fin de temporisation, et commande la séparation de la broche de ses pignons d'entraînement, par l'intermédiaire du coffre.t C de commande d'entraînement de broche. Il est entendu que des changements de détail peuvent ê-25 tre apportés dans la forme et la construction du dispositif—suivant l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention ; celle-ci n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite ci-dessus, à titre d'exemple. BAD ORIGINAL 70 02032 7 2028371 REVENDICATIONS 1. Machine-outil, comprenant une broche porte-outil et un bâti, dans lequel la broche est montée tournante, caractérisée en ce qu'une camé, présentant une position zéro concave, est associée à la broche et tourne avec celle-ci ; un palpeur de came, monté' dans le bâti et susceptible de se rapprocher ou de s'éloigner de la came, vient en contact avec cette dernière ; un système de commande pousse le palpeur vers la came, dans certaines conditions, de façon à obtenir une rotation supplémentaire de la came et de la broche, d'une position quelconque à une position-, dans laquelle lé palpeur se trouve à ladite position zéro de la came» 2. Machine-outil suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un embrayage qui permet de séparer la broche de son système d'entraînement, lorsque la broche est sensiblement ralentie au-dessous de sa vitesse de travail. 3. Machine-outil suivant la revendication 1, ou 2, caractérisée en ce qu'un moteur d'entraînement est accouplé à la broche par 1* intermédiaire d'un embrayage a commande hydraulique, en ce qu'un tachymètre, accouplé au moteur, engendre une tension, proportionnelle à la vitesse du moteur, qui est envoyée sur un relais sensible à la tension, ledit relais démarrant une minuterie lorsque le moteur ralentit à une vitesse prédéterminée, et en ce qu*une électro-vanne est actionnée, en fin de temporisation de la minuterie, pour réduire l'admission de fluide hydraulique à 1*embrayage. 4o Machine-outil suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un doigt radial et un servo-moteur sont montés dans le bâti, à une certaine distance angulaire du palpeur, pour assurer la rotation de la came si l'arrêt se produit lorsque le palpeur se trouve sur un point mort de cette dernière.