Brevet FR2090161A1 — publié le 19720114

La présente invention concerne un élévateur incliné pour le remplacement automatique des outils sur des machines-outils, cet élément étant du type comportant des chemins de guidage pivotants qui sont montés par leur extrêmité, d'une part en un point d'articulation au support d'outil et d'autre part en un point d'articulation du châssis de la machine ou en un point fixe du magasin. Cet élévateur comporte un chariot preneur coulissant sur des chemins de guidage et servant de support pour un dispositif preneur qui est associé, alternativement dans le temps, aux points de stockage du magasin, de la broche porteoutil ou à une position de transfert. On connaît déjà un élévateur incliné pour le remplacement automatique des outils sur une machine-outil. Dans cet élévateur incliné, les chemins de guidage pour les chariots preneurs forment un cadre rigide qui est fixé en un point d'articulation sur le support d'outils. Au niveau du magasin, les chemins de guidage sont coulissants longitudinalement dans un palier basculant qui est monté en un point d'articulation, constituant un point fixe par rapport au magasin. Un preneur de remplacement a deux bras est monté pivotant sur le chariot preneur de sorte que ses orifices de prise correspondent dans les positions d'extrêmité du chariot, dwune part à la broche porte-outil, et d'autre part aux points de stockage. Du fait que des chemins de guidage sont articulés au support d'outils, l'élévateur incliné participe à tous les mouvements de positionnement du support d'outils pour lesquels la position angulaire des chemins de guidage se modifie. En même temps, il se produit également une variation de la position angulaire du preneur de remplacement, par rapport au châssis de la machine, et cela de la même valeur angulaire. Les orifices de prise ne sont de ce fait. plus alignés avec la broche porteoutils ou les points de stockage lorsque le chariot preneur occupe ces positions d'extrêmité. A cet effet, sur l'élévateur incliné connu, pour assurer la coincidence des positions axiales relatives, on a prévu une transmission de compensation particulière. Cela augmente considérablement les frais de fabrication et de montage. La transmission de compensation constitue en outre une source d'incidents supplémentaire pour la sécurité de fonctionnement. L'application universelle de l'élévateur incliné connu, sur des machines-outils dont les axes des broches porte-outils et le magasin occupent des positions diverses, est limitée dans certains cas. La solution connue ne peut s'utiliser que sur des machines-outils dont l'axe des outils est perpendiculaire aux chemins de guidage de l'élévateur incliné. Le dispositif à preneur de remplacement rend ainsi nécessaire de prévoir également des axes de points de stockage, perpendiculaires aux chemins de guidage. L'ensemble global de l'élévateur incliné ne possède pas les degrés de liberté nécessaires par rapport au chassis de la machine pour permettre le montage de cet élévateur sur des machines-outils dont les axes des outils et les points de stockage sont parallèles aux chemins de guidage. Les points d'articulation fixes ou mobiles verticalement permettent uniquement un mouvement de basculement des chemins de guidage. Les positions d'arrêt, nécessaires sur beaucoup de machines, et dans lesquelles les outils attendent jusqu'à leur transfert sur la broche porte-outil ou la prise par le preneur de remplacement associé à la position de transfert, ne peuvent se réaliser à l'aide des élévateurs inclinés connus. La présente invention a pour but d'éviter les déviations angulaires de l'ensemble preneur lors du basculement des chemins de guidage de l'élévateur incliné et de créer ainsi un montage simple d'un fonctionnement sûr ne nécessitant pas de dispositifs de compensation. En outre, l'invention a pour but de permettre une adaptation universelle aux types de machines-outils les plus divers. L'élévateur incliné doit convenir aussi bien pour des axes d'outils et de points de stockage perpendiculaires aux chemins de guidage que pour le remplacement rationnel des outils sur des machines-outils dont les axes des outils et des points de stockage sont parallèles aux chemins de guidage. La présente invention a pour but de créer un élévateur incliné pour les remplacements automatiques des outils sur des machines-outils, du type comportant des chemins de guidage basculants, qui sont reliés d'une part à leur extrêmité en un point d'articulation sur le support d'outils, et d'autre part en un point d'articulation du châssis de la machine ou en un point fixe du magasin.Un chariot preneur coulissant est prévu sur les chemins de guidage, ce chariot constituant le support d'un dispositif preneur qui, au cours du remplacement dans le temps, soit associé aux points de stockage du magasin, de la broche porte-outil ou d'un point de transfert, et dans lequel, au cours du basculement du chemin de guidage, le dispositif preneur doit conserver sa position relative par rapport au châssis de la machine quant à la rotation autour de l'axe du preneur ou au parallélisme de l'axe de la pièce pris sur la broche portepièce ou l'axe du point de stockage, de sorte que le centre des orifices de prise soit aligné avec ses axes lorsque le chariot preneur occupe des positions d'extrêmité.L'invention se propose d'obtenir que l'élévateur incliné présente un degré de liberté par rapport au châssis de la machine ou au bâti de la machine qui permette les mouvements relatifs de l'ensemble de l'élévateur incliné vers la broche porte-outil ou vers les axes des points de stockage. A cet effet, la présente invention concerne un élévateur incliné du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce que les chemins de guidage sont reliés entre eux par des entretoises qui leur sont articulées, pour former un parallélogramme et chaque chemin de guidage comporte au moins un galet de coulissement, mobile, qui est relié par un point d'articulation au chariot preneur, les entretoises étant montées coulissantes dans des organes de guidages horizontaux parallèles aux chemins de guidage et prévus sur le support d'outils ainsi que sur une partie fixe du magasin. Suivant la position de l'axe de la broche porte-outil, on dispose les chemins de guidage dans un plan parallèle ou dans un plan perpendiculaire à ce plan de basculement. Dans le cas où il y a parallélisme, le chariot preneur est muni d'un preneur d'amenée dont l'orifice de prise permet de saisir les outils dans le magasin lorsque leurs axes sont parallèles à la broche porte-outil,et sur le support d'outils il est prévu un preneur de remplacement dont les orifices de prise sont associés au cours du remplacement, à la broche porte-outil et à l'orifice de prise du preneur d'amenée. Dans le cas ou les chemins de guidage sont perpendiculaires par rapport à la broche porte-outils, le chariot preneur comporte un preneur de remplacement dont les orifices de prise correspondent au niveau du magasin, aux outils logés dans les points de stockage du magasin, en étant parallèles à la broche porte-outil au niveau du support d'outils. Suivant une autre caractéristique de l'invention pour augmenter la stabilité du parallélogramme formé par les chemins de guidage, les guidages horizontaux sont situés aux sommets opposés du parallélogramme. Comme partie fixe servant de support de l'un des organes de guidage horizontal au niveau de l'installation de stockage, on utilise selon l'invention le châssis de la machine.Pour le positionnement précis des positions d'extrêmité du chariot preneur, on limite le chemin de l'entretoise dans les organes de guidage horizontal, par des butées fixes et au moins une entretoise peut être bloquée dans l'organe de guidage horizontal par un dispositif d'indexation Grâce au mode de réalisation selon l'invention, on a des avantages considérables quant aux frais de fabrication et de montage Le montage sans transmission de compensation pour les différences angulaires de basculement, permet cet abaissement des frais. En outre, grâce à cela, on augmente la sécurité de fonctionnement par la supression de ces transmissions. Le déroulement sûr du remplacement des outils permet la pleine utilisation d'ensembles de machines-outils, très productives. L'application universelle de l'élévateur incliné, pour diverses positions d'axes, permet d'unifier de nombreux éléments de construction des élévateurs inclinés. On peut ainsi utiliser le principe de la boîte de construction. Comme l'ensemble du parallélogramme de l'élévateur incliné, forme par les chemins de guidage pour les chariots de preneurs, est mobile dans des organes de guidage horizontal par rapport au châssis de la machine, on a une situation avantageuse pour amener les outils dans une position d'attente ou de repos, en dehors de la zone de travail. On peut également utiliser ce mouvement pour extraire l'outil des points de stockage. On assure en même temps une amélioration de la sécurité de fonctionnement car le chariot preneur peut être positionné de façon précise dans ses positions d'extrêmité, grâce à des butées fixes. On assure ainsi la correspondance précise des orifices de prise par rapport aux outils au niveau du magasin ou par rapport à la broche porte-outil. Grâce à la possi bilité de réglage horizontal de l'élévateur incliné dans des organes de guidage horizontal, on a la possibilité de disposer le magasin derrière la machine-outil. Dans le cas de magasins en forme de disques, pour un grand nombre d'outils, et qui atteignent des diamètres considérables de l'ordre de plusieurs mètres, la solution selon l'invention assure une économie considérable de place par rapport aux constructions connues. La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide d'un mode de réalisation préférentiel représenté schématiquement à titre d'exemple dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue d'ensemble de l'élévateur incliné combiné à un magasin et une machine-outil, avec broche porte-outil, d'axe parallèle aux chemins de guidage de l'élévateur incliné. - La figure 2 représente un mode de réalisation de l'élévateur incliné combiné à une machine-outil dont la broche porte-outil est dans une position en équerre par rapport au plan des chemins de guidage de l'élévateur incliné. - La figure 3 est une vue selon la direction de la flèche A de la figure 1, avec des coupes partielles des entretoises de l'élévateur incliné, selon les lignes B-C et D-E. - La figure 4 est une étude de mouvements du déroulement de remplacement d'outil à l'aide de l'élévateur incliné selon les figures 1 et 3, cette étude montrant les positions I, Il, III et IV. L'élévateur incliné selon l'invention est constitué de chemins de guidage 1,2 qui sont reliés par des entretoises 3,4. Les entretoises 3,4 sont fixées de façon articulée aux chemins de guidage 1,2 par des goujons 5. Les chemins de guidage 1,2 et les entretoises 3,4 forment globalement un parallélogramme. Sur chaque chemin de guidage 1,2, on a monté coulissant un patin de glissement 6. Les goujons 7 sont reliés de façon articulée au chariot preneur 8. De cette façon, le chariot preneur 8 est coulissant longitudinalement sur les chemins de guidage 1,2. Le mouvement de coulissement est assuré par une chaîne 9 dont le mécanisme d'entraînement 10 est prévu sur l'un des chemins de guidage 1,2.Un organe de guidage 12 est prévu sur le support d'outils Il Cet organe de guidage 12 est mobile verticalement avec le support Il. Un autre organe de guidage horizontal 13 est fixé au châssis 14 de la machine-outil. Le châssis 14 forme dans le cas présent une unité cinématique avec le bâti 15 de la machine. Les entretoises 3,4 comportent des pièces de glissement 16 qui sont montées coulissantes dans les organes de guidage horizontal 12,13. Du fait de ce mode de réalisation, tout le système cinématique de l'élévateur incliné est coulissant dans une direction horizontale par rapport au bâti 15 de la machine. Pour effectuer ce mouvement de coulissement, on utilise comme moyen d'entraînement un entraînement à vérin 17. Les butées fixes 18,19 coopèrent avec les commutateurs de fin de course 20,21 à l'extrêmité des guidages horizontaux 12,13 et limitent le mouvement de coulissement. Pour bloquer l'élévateur incliné dans une position d'arrêt, le guidage horizontal 12 comporte un dispo sitif d^indexatm22 dont le goujon dindexation 23 pénetre dans un perçage de blocage 24 de la pièce coulissante 16 de l'entretoise 3. Un autre commutateur de fin de course 25 est associé à cette position d'arrêt. Le chemin du chariot preneur 8 est limité par les commutateurs de fin de course 26,27. Les commutateurs de fin de course 26,27 sont montés de façon que le chariot preneur 8 arrive toujours à l'arrêt dans la zone des points d'articulation du parallélogramme. Ces positions d'extrêmité se caractérisent par le recouvrement des goujons 5 et 7. Selon le mode de réalisation représenté dans les figures 1 et 3, on a associé un preneur d'amenée 28 au chariot preneur 8. Lorsque le chariot preneur 8 occupe une position d'extrêmité, le centre de son orifice de prise 29 est aligné d'une part avec l'axe d'un point de stockage 30 ou avec le centre de l'orifice de prise 31 d'un preneur de remplacement 32 monté tournant sur le support d'outil 11. La broche porte-outil 33 est parallèle à l'axe de basculement des chemins de guidage 1,2 et l'axe du point de stockage 30 est parallèle à la broche porte-outil 33. Les points de stockage 30 sont prévus dans le disque tournant 34 du magasin 35 se trouvant derrière la machine-outil. Un dispositif d'éjection 36 est fixé sur le magasin 35. Ce dispositif 36 déplace alternativement une pince de serrage d'éjection 37 au point de stockage 30. Le fonctionnement de l'élévateur incliné conforme au mode de réalisation selon les figures 1 et 3 sera décrit plus en détails ci-après à l'aide de l'étude du mouvement représenté dans la figure 4. Dans la position de sortie I, l'élévateur incliné est bloqué dans une position d'arrêt. La pièce coulissante 16 de l'entretoise 3 est maintenue bloquée en coulissement, par le goujon d'indexage 23, dans l'organe de guidage horizontal 12. Le chariot preneur 8 et le preneur d'amenée 28 se trouvent dans la position d'extrémité droite. On part du cas suivant lequel la broche porte-outil 33 comporte un outil 38 et le preneur d'amenée 28 a déjà saisi un outil 39. Après le retour en arrière de la pièce à usiner 41, on peut tout d'abord positionner le support d'outil 11 dans sa nouvelle position dans le cas où cela est nécessaire. Le guidage horizontal 12 se déplace ainsi par exemple de la valeur y en direction verticale. Le parallélogramme s'écarte de la valeur x dans le guidage horizontal 13. Par une commands correspondante fournie par le programme de l'installation de commande numérique de la machine-outil, on commence l'opération de remplacement d'outils. A cet effet, on extrait tout d'abord le goujon d'indexation 23 du perçage de blocage 24 et l'entrainement à vérin 17 déplace la pièce coulissante 16 jusqu'à la butée 18. Ainsi, le chariot preneur 8 et le preneur d'amenée 28 arrivent dans la zone de fonctionnement du preneur de remplacement 32 (position de transfert 11). Le preneur de remplacement 32 saisit alors l'outil 39 du preneur d'amenée 28 et l'outil 38 de la broche porte-outil 33. I1 inverse les outils 38,39 de façon connue, par un mouvement de sortie et une rotation de 1800. De ce fait, l'outil 38 se trouve alors dans l'orifice preneur 29 du preneur d'amenée 28. Après que le preneur d'amenée 28 ait saisi l'outil 38, le mécanisme d'entrainement 10 de la chaîne 9 se met en oeuvre. Cela déplace vers la position d'extrêmité gauche le chariot preneur 8 sur les chemins de guidage 1,2. Cette position est atteinte lorsque le commutateur de fin de course 27 est commandé. En même temps, l'entraînement à vérin 17 déplace la pièce coulissante 16 dans son organe de guidage horizontal 12, vers la gauche, et produit en même temps le déplacement de la pièce coulissante 16 dans l'organe de guidage horizontal 13. Ce mouvement de coulissement se termine contre la butée 19. L'élévateur incliné se trouve maintenant dans la position de transfert III dans laquelle s'effectue le transfert de l'outil 38 dans le point de stockage 30. La pince de serrage d'éjection 37 traverse alors le point de stockage 30, saisit l'outil 38 et le tire dans le point de stockage 30 après ouverture de l'orifice de prise 29 (position IV). Dans cette position, on peut également effectuer une mise en place du porteoutil il. A cet effet,il est nécessaire que la pièce de coulissement 16 soit verrouillée avec l'organe de guidage horizontal 13. Lors du mouvement de positionnement, le support d'outil 11-de la valeur y, la pièce coulissante 16 se déplace dans l'organe de guidage horizontal 12 de la valeur x. En tournant le disque 34, on amène un nouveau point de stockage 30, choisi par le programme, au niveau du preneur d'amenée 28. La pince de serrage éjectrice 37 transporte un nouvel outil 40 dans l'orifice de prise 29. Le chariot preneur 8 est de nouveau amené en position de repos I, comme décrit ci-dessus, par un mouvement inverse avec déplacement simultané de la pièce coulissante 16. Puis le goujon d'indexation 23 s'abaisse dans le perçage de blocage 24. Ainsi, le nouvel outil 40 est préparé pour son remplacement contre l'outil 39 qui se trouve à ce moment dans la broche porte-outil 33. Dans le mode de réalisation selon la figure 2, l'élévateur incliné selon l'invention est représenté combiné à une machine-outil dont la broche porte-outil 33 est perpendiculaire au plan de basculement des chemins de guidage 1,2. Les axes ds points de stockage 30 sont également perpendiculaires au plan de pivotement des chemins de guidage 1,2. La construction de base de l'élévateur incliné correspond pour l'essentiel à la construction selon le premier mode de réalisation. Les caractéristiques différentes concernent le montage de l'organe de guidage horizontal 13 en un point fixe du magasin 35 et le montage d'un preneur de remplacement 42 sur le chariot preneur 8. Dans ce mode de réalisation, on a supprimé un preneur d'amenée particulier. Le remplacement des outils est effectué dans les positions d'extrêmité du chariot preneur 8, de façon connue directement par le preneur de remplacement 42 dont les orifices de prise 43 sont associés dans les positions d'extrêmité du chariot preneur 8 aux points de stockage 30 ou à la broche porte-outil 33. Les modes de réalisation montrent que le montage à parallélogramme, selon l'invention, de l'élévateur incliné permet de prévoir divers types de dispositifs preneurs pour le transport des outils du magasin à la broche porte-outil. La position de l'axe de la machine par rapport au plan de bascu lement des chemins de guidage de l'élévateur incliné est déterminante pour le choix du preneur. Du fait de l'utilisation-uni- verselle de divers preneurs, on peut prévoir ce plan de basculement, en fonction de la place disponible à l'endroit où se trouve l'axe de l'outil. Les figures 1 et 2 montrent clairement la différence de l'encombrement quant à la longueur et à la largeur de l'ensemble de la combinaison de la machine-outil et du magasin. L'invention s'étend aux machinesoutils munies d'un élévateur incliné conforme à la description ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. #EVEND IC1\T IONS .10) Elévateur incliné pour le remplacement automatique d'outils sur des machines-outils, élévateur du type comportant des chemins de guidage pivotants qui sont montés par leur extrêmité, d'une part en un point d'articulation au support d'outil, et d'autre part en un point d'articulation du châssis de la machine ou en un point fixe du magasin et du type comportant un chariot preneur coulissant sur des chemins de guidage et servant de support pour un dispositif preneur qui est associé, alternativement dans le temps, aux points de stockage du magasin, de la broche porte-outil, ou à une position de transfert, élévateur caractérisé en ce que les chemins de guidage sont reliés entre eux par des entretoises qui leur sont articulées pour former un parallélogramme, chaque chemin de guidage comportant un patin de coulissement, mobile, qui est relié par un point d'articulation au chariot preneur, les entretoises étant montées coulissantes dans des organes de guidage horizontal, parallèles aux chemins de guidage et prévus sur le support d'outils ainsi que sur une partie fixe du magasin. 20) Elévateur incliné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de guidage sont prévus dans un plan de basculement parallèle à la broche porteoutil, le chariot preneur comportant un preneur d'amenée dont l'orifice de prise saisit les outils dans le magasin, les axes de ces outils étant parallèles à la broche porte-outil, un preneur de remplacement étant prévu sur le support d'outils, preneur dont les orifices de prise correspondent au cours du remplacement dans le temps, à la broche porte-outil ou à l'orifice de prise du preneur d'amenée. 30) Elévateur incliné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de guidage sont prévus dans un plan de basculement perpendiculaire à la broche porte-outil, le chariot preneur comportant un preneur de remplacement dont les orifices de prise correspondent d'une part aux outils logés dans les points de stockage du magasin, perallèlement à la broche porte-outil et au niveau du support d'outils, à la broche porte-outil. 40) Elévateur incliné selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 ou 1 et 3, caractérisé en ce que les guidages horizontaux sont prévus au sommet opposé des points d'articulation du parallélogramme. 5 ) Elévateur incliné selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un organe de guidage horizontal est prévu sur le bâti de la machine au niveau du magasin. 60) Elévateur incliné selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chemin d'entretoise est limité par des butées fixes dans les organes de guidage horizontal, une entretoise pouvant être bloquée dans son organe de guidage horizontal par un dispositif d'indexation. 70) Machines-outils caractérisées en ce qu'elles sont munies d'un élévateur incliné selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.