Brevet FR2287307A1 — publié le 19760507

L'invention est relative a une machine transfert destinée à effectuer des opérations d'usinage diverses et successives à caractère cyclique sur des pièces fabriquées en série a grande cadence. On connaît les machines à plateau révolver dans lesquelles les pièces à usiner sont disposées selon une circonférence sur un plateau tournant autour d'un axe et animé d'un mouvement discontinu de rotation. Sur une telle machine le plateau sert au transfert des pie ces sous les différents outils d'opération qui sont fixés au bâti et répartis selon une circonférence concentrique au plateau. La rotation du-plateau est interrompue lorsque chaque piece se trouve sous l'outil correspondant à l'opération à exécuter. Les différentes opérations se font simultanément et lorsqu'elles sont toutes achevées le plateau effectue une nouvelle rotation telle qu'il amène chaque pièce sous l'outil suivant.Le mouvement discontinu de rotation du plateau est obtenu par un système de came dite "came escargot", ou par croix de Malte, ou par un moteur pas a pas, ou par tout autre système qui doit etre dans tous les cas, asservi aux différents outils effectuant les opérations pour que la rotation du plateau ne s'effectue que lorsque tous les outils ont déterminé le travail. Mais malgré les bonnes performances obtenues avec ces machines, la mise en oeuvre d'un mouvement continu de rotation reste préférable a celle d'un mouvement discontinu. Le but de la présente invention est de permettre a des outils, fixés par rapport au bâti d'une machine transfert, d'effectuer des opérations cycliques d'usinage sur des pièces disposées sur un plateau animé d'un mouvement continu de rotation. L'invention a pour objet une machine transfert pour l'exécution simultanée de diverses opérations d'usinage sur des pièces destinées chacune à etre soumises successivement a ces opérations, comprenant un plateau rotatif autour d'un axe solidaire du bâti de la machine, caractérisé par le fait que le plateau comporte des porte-pièce rotatifs autour d'axes solidaires du plateau et répartis sur sa périphérie, les pièces étant elles-mornes disposées sur la périphérie des portepièce, que le plateau et les porte-pièce étant animés d'un mouvement continu de rotation autour de leurs axes respectifs,rles pièces décrivent des trajectoires de la famille des cycloïdes comportant des points de rebroussement fixes par rapport au bâti d'une rotation è l'autre du plateau, et que des outils d'opération solidaires du bâti sont disposés au droit de ces points de rebro#ussement, lesdits outils agissant au moment du passage des pièces en ces points de rebroussement. Selon une caractéristique, un porte-pièce est muni d'outils effectuant des opérations d'usinage pendant la rotation des pièces autour de l'axe du porte-pièce sur leur trajectoire en dehors du voisinage de leur point de rebroussement. Selon une autre caractéristique le mouvement de rotation d'un porte-pièce autour de son axe est momentanément interrompu pour permettre à la pièce déposée sur ce porte-pièce d'effectuer une portion de trajectoire circulaire autour de l'axe, et qu'un outil d'opération fixé sur le plateau au droit de la position qu'y occupe la pièce agit sur ladite pièce pendant son parcours circulaire. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans les divers exemples de réalisation donnés à titre d'illustration dans les dessins annexés. La figure I est une vue schématique et partielle, en perspective, d'une machine transfert selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus du plateau de la machine transfert selon la figure 1. La figure 3 est une vue schématique de la trajectoire décrite par une pièce disposée sur un porte-pièce de la figure 1. La figure 4 est une vue schématique de la trajectoire d'une variante de machine dans laquelle un objet décrit une portion d'hypocycloide et une portion de cercle. La figure 5 est une vue schématique d'une variante de la machine et de la trajectoire décrite par un objet. Les figures 6 et 7 montrent des variantes de trajectoires cylindriques et coniques. La figure 8 est une vue schématique illustrant une utilisation de la machine selon l'invention. Dans les figures on a désigné par I un plateau d'usinage de machine transfert. Les détails constitutifs de la machine, qui ne font pas partie en soi de l'invention, et notamment le moteur d'entraînement et le bâti de la machine, n'ont pas été représentés. Le plateau I est rotatif autour d'un axe 10 assujetti au bâti de la machine. Sur la périphérie du plateau 1 on a régulièrement disposé une série de porte-pièce 11 euxmemes rotatifs autour d'axes 13 parallèles à l'axe 10. Les axes 13 sont solidaires du plateau 1 et répartis autour de l'axe 10 sur une circonférence de rayon R. Sur les porte-pièce on a placé des pièces à usiner 2, 2', 2" les unes à la suite des autres, au cours d'opérations successives, à une même distance r des axes 13, de telle sorte que lorsque les porte-pièce 11 tournent autour de leur axe elles décrivent des circonférences 16. Les axes 13 traversent le plateau 1, et des pignons 21 sont fixés sur leur extrémité inférieure. Ces pignons sont engrenés à l'intérieur d'une couronne dentée 22 coaxiale à l'axe 10. Le diamètre primitif d du pignon 21 est égal au double du rayon r, tandis que le diamètre primitif D de la couronne 22 est égal au double du rayon R majoré du diamètre primitif d du pignon 21. D'autre part le nombre de dents du pignon 21 est un sous-multiple du nombre de dents de la couronne 22. Dans ces conditions, lorsqu'on entraîne le plateau en rotation autour de son axe 10, les porte-pièce sont eux-memes entraînes en rotation autour de leurs axes 13 et les pièces 2 décrivent chacune une trajectoire telle que celle schématisée dans la figure 3. Cette trajectoire est constituée par une hypocycloide 31 comportant une succession de points de rebrôussement 32. Cette trajectoire se ferme sur elle-même en une révolution du plateau 1 et se superpose sur elle-meme d'une révolution à l'autre. Les points de rebroussement sont donc fixes, et la vitesse dè la pièce sur la trajectoire s'annule en ces points par rapport au bâti. Au droit de ces points de rebroussement on a disposé des outils d'opération 33 agissant au moment du passage des pièces en ces points, c'est-à-dire alors que la vitesse est nulle. Ces outils effectuent des opérations brèves, ctest-à-dire que leur action s'effectue sur cette trajectoire au voisinage du point de rebroussement, de part et d'autre de l'instant où les pièces atteignent ce point. Le déplacement des pièces par rapport à l'outil est alors 'négligeable, ou bien il peut être aisément compensé par un dispositif permettant un léger déplacement de l'outil ou de la pièce sur le porte-pièce. Ces opérations brèves peuvent etre, par exemple, un emboutissage ou un découpage et nécessiter une faible course ou être cosisandées par un outil à percussion. Elles peuvent être encore une opération de soudure par résistance, ou bien la distribution d'une piece, sans que cette énumération soit limitative. Le cycle d'opérations que doit subir chaque pièce peut comporter successivenent des opérations brèves et des opérations longues comme par exemple, un perçage, un filetage ou un emboutissage profond. Dans ce cas, les opérations brèves peuvent être exécutées en disposant des outils 33 fixés au bâti de la machine au droit des points de rebroussement 32 de la trajectoire en hypocyclolde 31 décrite par la pièce ; les opérations longues peuvent être exécutées par contre à laide d'outils d'opération 34 fixés aux porte-pièce et agissant le long de la trajectoire en hypocyclolde en dehors des points de rebroussement au droit desquels sont disposés des outils 33 d'opérations brèves. Selon une variante schématisée dans la figure 4 les opérations 'longues peuvent être exécutées à l'aide d'outils 41 solidaires du plateau tournant 1 le long d'arcs de circonférence tels que 42 décrits par ces outils et se raccordant à une trajectoire partielle en hypocyclolde 43. Les porte-pièce peuvent être assimilés aux organes de transfert décrits dans la demande de brevet n0 74 31 333 et les opérations s'effectuent sur des trajectoires circulaires coaxiales à l'axe 10 du plateau. La trajectoire en hypocycloide est alors interrompue au droit de son raccor dement à l'arc de circonférence 42, puis rétablie à l'issue du parcours de l'arc de circonférence. I1 faut alors interrompre la rotation du porte-pièce, ce qui s'effectue aisément en utilisant, au lieu d'une couronne 22 à denture continue, un secteur de couronne dentée. Par ailleurs, il est possible d'utiliser d'autres trajectoires relevant, en particulier, de la famille des cycloïdes. C'est ainsi qu'en engrenant le pignon 21 à l'extérieur d'une couronne dentée 51, comme dans la figure 5, on obtient une trajectoire en épicycloide 52 comportant des points de rebroussement 53. Dans ce cas, le pignon 21 a toujours un diamètre primitif d égal au double du rayon r, mais la couronne 22 a un diamètre primitif D minoré du diamètre primitif du pignon 21. Les points de rebroussement sont également fixes par rapport au bâti et on fixe alors sur le bâti, au droit de ceuxci, des outils d'opérations brèves et des postes de distribution. Au lieu de disposer les axes 13 parallèlement à l'axe 10, on peut incliner ces axes 10, comme dans les figures 6 et 7. Dans ces figures, les pignons 21 qui engrènent contre la couronne dentée fixe constituent les porte-pièce dont les axes 13 sont solidaires en rotation du plateau 1. Une pièce disposée sur le diamètre primitif décrit une cycloïde cylindrique 61 dans la figure 6 où l'axe 13 est perpendiculaire à l'axe 10 du plateau 1 et une cycloïde tronconique 71 dans la figure 7 où l'axe 13 est oblique et sécant sur l'axe 10. Ces trajectoires présentent des points de rebroussement tels que 62 et 72 au droit desquels il est possible de disposer des outils d'opérations fixes.Dans tous les cas un système de pignon et de couronne ou secteur de couronne dentée dont les nombres de dents sont multiples et sous multiples les uns des autres permet de faire décrire aux pièces des courbes, ou portions de courbes de la famille des cycloides comportant des points de rebroussement fixes où il y a intérêt à disposer des outils d'opé- rations brèves ou des postes de distribution. L'intérêt d'une telle machine est d'éviter de devoir disposer des outils multiples sur le plateau au nombre égal au nombre de positions de travail pour les opérations brèves où un seul outil suffit, tout en permettant l'utilisation de la technique classique de la cinématique continue pour les opérations de longue durée. Ainsi, dans le cas simple où deux pièces doivent être assemblées par soudure par résistance puis subir un usinage tel qu'emboutissage, filetage ou autre, il fallait opérer sur deux orbites circulaires d'opération, l'une destinée à la soudure, l'autre à l'emboutissage ; sur chaque orbite il fallait disposer un nombre de postes de soudure et de postes d'emboutissage fonction de la durée de ltoperation, mais aussi de la géométrie générale de la machine avec deux postes de distribution pour les deux ébauches, chacun comportant un plateau auxiliaire de distribution.Avec la machine selon l'invention il suffit, ainsi que représenté dans la figure 8, de faire décrire aux pièces une trajectoire 80 d'hypocycloide comportant trois points de rebroussement 81 où l'on effectuera la distribution directe des ébauches en 82 et 83 et la soudure en 84 sur des dispositifs fixes, puis un arc de circonférence 85 où l'on effectue ltopération d'usinage sur des outils multiples fixés sur le plateau et enfin un poste d'éjection 86, par exemple par gravité. Dans ce cas les distributions se feront sans avoir à utiliser de plateaux de ditribution et la soudure s'effectuera sur un poste fixe unique 84, ce qui évitera d'avoir à utiliser un collecteur tournant pour distribuer le courant de soudure sur des postes multiples qui tourneraient avec le barillet, comme dans le cas de la cinématique continue classique. il est évident que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple ; on peut, en particulier, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Machine transfert pour l'exécution simultanée de diverses opérations d'usinage sur des pièces (2, 2', 2") destinées chacune à être soumises successivement à ces opérations, comprenant un plateau (1) rotatif autour d'un axe (10) solidaire du bâti de la machine, caractérisée par le fait que le plateau comporte des portepièce (11) rotatifs autour d'axes (13) solidaires du plateau et répartis sur sa périphérie, les pièces étant elles-mémes disposées sur la périphérie des portepièce, que le plateau et les porte-pièce étant animés d'un mouvement continu de rotation autour de leurs axes respectifs, les pièces décrivent des trajectoires de la famille des cycloïdes (31) comportant des points de rebroussement (32) fixes par rapport au bâti d'une rotation à l'autre du plateau, et que des outils d'opération (33) solidaires du bâti sont disposés au droit de ces points de rebroussement, lesdits outils agissant au moment du passage des pièces en ces points de rebroussement. 2/ Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un porte-pièce est muni d'outils (34) effectuant des opérations d'usinage pendant la rotation des pièces (2) autour de l'axe (13) du porte-pièce (11) sur leur trajectoire (31) en dehors du voisinage de leur point de rebroussement (32). 3/ Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le mouvement de rotation d'un porte-pièce (11) autour de son axe (13) est momentanément interrompu pour permettre à la pièce (2) déposée sur ce porte-pièce d'effectuer une portion de trajectoire circulaire (42) autour de l'axe (10) et qu'un outil d'opération (41) fixé sur le plateau (1) au droit de la position qu'y occupe la pièce, agit sur ladite pièce pendant son parcours circulaire.