Brevet FR2379354A1 — publié le 19780901

La présente invention a pour objet une machine pour le fraisage ou le polissage de matériaux tels que granit, marbre, matériaux reconstitués ou similaires,ainsi qu'un procédé destiné à être mis en oeuvre au moyen de cette machine. les machines ou dispositifs actuellement connus pour exécuter le fraisage ou le polissage des chants de pierre, tel que granit, reconstitués ou similaires sont principalement de deux types. le premier type de dispositif comporte un chariot avec ou sans balancier supportant une ou deux broches, et par conséquent un ou deux outils. Ce mode de réalisation oblige à remplacer les outils sur chaque broche afin d'exécuter les différentes opérations d'usinage, d'ébauche, de semi-finition, de finition et de polissage. Il en résulte un certain nombre d'opérations manuelles qui interrompent l'exécution du travail et diminuent de ce fait sa rentabilité. le second type de dispositif connu comporte un chariot d'une tourelle horizontale qui supporte plusieurs outils dont les axes sont horizontaux (tourelle révolver). Ce système évite le démontage des outils à chaque opération, mais présente par contre l'inconvénient de ne pas avoir de mouvement vertical, ce qui limite le rendement et la capacité. La présente invention a pour but de réaliser une machine de polissage ne présentant pas ces inconvénients, et permettant par conséquent de réaliser le polissage de chants verticaux de pierres avec plusieurs outils, sans démontage de ceux-ci et de façon entièrement automatique. La machine objet de l'invention, destinée au fraisage ou au polissage de matériaux, tels que granit, marbre, matériaux reconstitués ou similaires, comporte un chariot déplaçable sur des rails horizontaux et portant des outils rotatifs de fraisage et de polissage. Suivant l'invention, la machine est caractérisée en ce que le chariot supporte un barillet monté rotativement autour d'un axe horizontal et auquel sont assujetties des broches porte-outils, parallèles entre elles et à l'axe précité, et en ce que le chariot et le barillet sont munis de moyens d'entraînement, respectivement le long des rails et en rotation autour de son axe, de façon à permettre aux outils de travailler une surface urticale ou sensiblement verticale. La combinaison de déplacements longitudinaux du chariot sur ses rails, et d'oscillations du barillet taudis que les outils travaillent la surface verticale à polir, conformément au procédé pouvant etre mis en oeuvre au moyen de cette machine, permet d'effectuer les différentes phases d'usinage d'une pièce de façon entièrement automatique, après programmation convenable d'un système de commande de la machine. La machine peut également passer d'une pierre à l'autre gracie au chariot et ainsi exécuter les phases successives de l'usinage sur plusieurs pièces consécutives, et ce d'une façon entièrement automatique, ce qui accroît très sensiblement le rendement des opérations de fraisage et de polissage. D'autres particularités et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, on a représenté un mode de réalisation de la machine selon l'invention. - La figure t est une vue en élévation d'une forme de réalisation de la machine selon l'invention, vue du côté des outils de travail. - La figure 2 est une vue en élévation latérale de la machine représentée à la figure 1. - La figure 3 est une vue en plan de la machine des figures 1 et 2. - La figure 4 est un ensemble de schémas représentant diverses trajectoires possibles des outils de la machine des figures 1 à 3, sur les surfaces à travailler. - La figure 5 est une vue en coupe partielle suivant la ligne brisée 7-T de la figure 1. la machine représentée aux figures 1 à 5 est destinée au fraisage ou au polissage des chants de matériaux constitués par des pierres telles que le granit et le marbre, ou de matériaux reconstitués ou similaires. La machine comporte un chariot 1 déplaçable sur des rails horizontaux parallèles 2,3. Conformément à l'invention, le chariot 1 supporte un barillet 4 monté rotativement autour d'un axe horizontal matérialisé par un arbre central 5, ce barillet portant des broches parallèles 6, au nombre de quatre dans l'exemple décrit, et aux extrémités desquelles sont fixés des outils rotatifs 7. L'arbre central 5 est monté transversalement aux rails 2,3 et tourillonne dans des paliers 23, 24 placés intérieurement au barillet 4. L'extrémité de l'arbre 5 opposée aux outils 7 est engagée dans la partie supérieure la du chariot 1 qui supporte ainsi le barillet 4, comme on le voit notamment à la figure 5. les paliers 23 et 24 peuvent avantageusement être constitués par des roulements coniques. les broches 6 portant les outils 7 sont réparties annulairement à la périphérie du barillet 4, avec des intervalles angulaires de 90 degrés entre deux broches 6 et deux outils 7 successifs. Ceuxci sont, soit des têtes à satellites, soit des plateaux abrasifs ou diamantés et ils sont connus en soi, de sorte qu'ils ne seront pas décrits ici en détail. Par ailleurs, le nombre de broches 6 porteoutils n'est pas limité à quatre et peut être inférieur ou supérieur à ce nombre en fonction du type particulier de travail prévu. les broches 6 sont parallèles entre elles et à l'arbre axial horizontal 5, lequel est relié rigidement au chariot 1 par sa face opposée aux outils 7. D'autre part, des galets 20 au nombre de deux dans l'exemple décrit, sont interposés entre le barillet 4 et le chariot 1 du côté du barillet portant les outils 6. les galets 20 sont facultatifs. Ils supportent le barillet 4 et soulagent l'arbre central 5 de façon à lui éviter un porte-à-faux. Ils facilitent la rotation du barillet 4 dans l'un ou l'autre sens autour de l'arbre central 5. Complémentairement, l'invention prévoit que le chariot 1 et le barillet 4 sont munis de moyens d'entrainemant, respectivement le long des rails 2 et 3 et en rotation autour de l'axe du barillet 4 matérialisé par l'arbre 5. Ce dernier est disposé transversalement aux rails 2, 3, et le barillet 4 est entrainé en rotation par un moteur hydraulique ou un moto-réducteur 8 dont un pignon d'entraînement 9 (figure 3) engrène avec une couronne dentée Il fixée au barillet 4, qui contient des logements tels que 30 (fig.5) prévus pour recevoir chacun un moteur d'entraînement d'une broche 6. Des évidements 31 allègent le barillet 4,dont une bande de roulement annulaire 41 porte sur les galets 20. les 'broches 6 montées sur celui-ci sont disposées dans des coulisseaux 12 qui permettent, de façon connue en soi, l'approche des outils 7 jusqu'au chant vertical 13 de la pièce à travailler 14 placée sur un support 15 en regard de la machine selon l'invention. le rail 2 situé du coté du chariot 1 opposé aux outils 7 est surélevé, dans l'exemple, décrit par rapport à l'autre rail 3. Ce dernier est en effet encastré dans le sol, comme on le voit à la figure 2, tandis que le rail 2 est placé sur une paroi 16 de hauteur convenable qui le surélève par rapport au rail 3. Le rail 2 assure le guidage et l'entratnement du chariot 1 au moyen d'une crémaillère 17 solidaire du rail 2, et sur laquelle engrène un pignon 18 entraîné par un moteur 19 porté par le chariot 1. le moteur 19 peut être notamment un moteur hydraulique ou un moto-réducteur. le dispositif d'entraînement du chariot 1 constitué par le moteur 19 associé au pignon 18 et à la crémaillère 17 permet d'animer l'ensemble constitué par le chariot, le barillet et les outils 7, d'un mouvement de va-et-vient longitudinal le long des rails 2 et 3. Des moyens connus en soi, et non représentés, permettent de régler la course du chariot 1 en fonction de la longueur de la pièce 14 à travailler. les broches 6 sont entraînées individuellement par des moteurs 21 (figure 3) au moyen de transmission par courroie. Cependant, l'entrainement des broches 6 peut être exécuté par tout autre moyen, tel que des transmissions hydrauliques cu des boites de vitesse. le moteur 8 coopérant avec la couronne dentée Il par l'intermédiaire de son pignon 9I permet de faire exécuter au barillet 4 et par conséquent aux outils 7 des rotations ou des oscillations dont l'amplitude est réglable en fonction de la hauteur de la pièce 14 à travailler. les ordres d'înversion de ces oscillations ainsi que des va-et-vient du chariot 1 sur ses rails sont donnés par des contacteurs et butées de fin de course non représentés. #outefois, tout autre moyen de détection ou de comptage peut être utilisé. Dans le cadre du procédé selon l'invention, la machine qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante. le chariot 1 ayant été positionné coeivenablement en regard de la pièce 14 à travailler grâce au moteur d'entranement 19, on met en route le moteur 8 dont le pignon 9 engrène avec la couronne dentée 11 et fait par conséquent tourner le barillet 4 autour de son arbre axial 5 et sur les paliers ou galets de roulement 20, jusqu'à ce que l'outil 7 choisi soit placé à hauteur convenable vis-à-vis du chant 13 à travailler. Au cours de cette rotation, l'arbre central 5 tourillonne dans ses paliers de roulement 23 et 24 tandis que les galets 20, sur lesquels prend appui le barillet 4, soulagent l'arbre 5.On déclenche ensuite le -dispositif permettant de faire glisser la broche 6 portant l'outil 7 choisi, à l'intérieur du coulisseau correspondant 12, de manière à amener l'outil 7 au contact du chant 13. l'outil étant mis en rotation, on fait osciller le barillet 4 autour de son axe afin de balayer la surface à travailler par l'outil 7, ces oscillations pouvant être combinées suivant le procédé visé par l'invention, avec un mouvement longitudinal de va-et-vient du chariot 4 sur les rails 2, 3, afin de faire explorer à l'outil 7 la totalité de la surface à travailler. L'outil peut ainsi parcourir des trajectoires diverses en fonction de la séquence de déplacements longitudinaux alternatifs et des oscillations qui ont été programmées, ces trajectoires pouvant être par exemple conformes à celles représentées à la figure 4. Sur celle-ci on a représenté en effet une première trajectoire A en dents de scie, une seconde trajectoire B présentant un contour fermé sensiblement rectangulaire, à cette différence près que les petits côtés du rectangle sont en réalité des arcs de cercle. La trajectoire C est réalisée par alternance d'oscillations du barillet 4 tandis que le chariot 1 reste fixe, et de déplacements longitudinaux de celui-ci tandis que le barillet 4 reste fixe en rotation.La trajectoire D résulte d'une succession de balayages longitudinaux du chant 13 sur une longueur importante, séparée par de faibles décalages successifs en hauteur par rotation du barillet 4, ces balayages horizontaux parallèles étant exécutés du haut en bas du chant à polir. La trajectoire E est rectiligne et à hauteur constante, le barillet 4 restant fixe en rotation, tandis que le chariot 1 exécute des déplacements alternatifs. Lorsque l'outil 7 a terminé son travail (les séquences étant avantageusement présélectionnées), on le dégage de la pièce 14 en faisant reculer son coulisseau associé 12. le barillet 4 exécute alors une rotation qui permet à l'outil suivant 7 de venir occuper la place de l'outil dont le travail est terminé. l'outil 7 qui vient d'être positionné sur le chant 13 commence alors des moutzements programmés sur la pièce 14. La programmation des différentes séquences de travail propres à chaque outil peut être réalisée au moyen d'un tableau de commande 10 fixé latéralement au chariot 1. Lorsque l'outil 7 considéré a terminé son travail, on le retire et on le remplace successivement par les deux autres outils restant, en faisant tourner le barillet 4 autour de son arbre 5 de l'angle voulu. Quand toutes les opérations sont terminées, on ramène le barillet 4 et son chariot de support à leur point de départ. le procédé et la machine selon l'invention permettent de polir de façon très avantageuse les chants verticaux de pierre, granit etc., en réalisant toutes les opérations voulues depuis l'ébauche jusqu'à la finition sans démontage des outils 7 et sans intervention manuelle, l'exécution des séquences de travail étant de préférence entièrement automatisée par une programmation appropriée. Comme on l'a indiqué précédemment, les broches 6 entraînent soit des têtes à satellites, soit des plateaux abrasifs ou diamantés qui peuvent effectuer toutes les phases de l'usinage. le fait que ces outils restent en place pendant toute la séquence de travail prévue, et que les programmes peuvent être présélectionnés rend très avantageusement la machine autonome. En outre, la machine peut passer automatiquement d'une pièce à l'autre, ce qui améliore encore ses performances, puisque plusieurs pièces peuvent alors être usinées depuis l'ébauche jusqu'à la finition sans intervention de l'opérateur. le poste de travail en service, permet des mouvements de grande amplitude par rotation du barillet 4. Par rapport aux systèmes existants, le procédé et la machine prévus présentent donc des avantages importants - le fait que les outils restent en place en permanence sur chaque poste permet d'usiner plusieurs pièces successives sans intervention de l'opérateur. - la séquence des différents mouvements est programmée, de sorte que ceux-ci s'enchaînent, toute intervention manuelle en cours de travail étant ainsi rendue superflue. le déplacement oscillant suivant une amplitude importante du barillet 4, confère à celui-ci une grande capacité de travail dans des plans verticaux, ce qui est favorable à l'obtention d'un meilleur travail. Enfin, l'ensemble de tous ces avantages et notamment la faculté d'automatiser complètement le travail de plusieurs pièces successives augmente le rendement du travail des pièces considérées. REVENDICATIONS 1/- Machine pour le fraisage ou le polissage de matériaux, tels que granit, marbre, matériaux reconstitués ou similaires, comportant un chariot déplaçable sur des rails horizontaux et portant des outils rotatifs de fraisage et de polissage, caractérisée en ce que le chariot supporte un barillet monté rotativement autour d'un axe horizontal et auquel sont assujetties des broches porte-outils, parallèles entre elles et à l'axe précité, et en ce que le chariot et le barillet sont munis de moyens d'entrainement, respectivement le long des rails et en rotation autour de son axe, de façon à permettre aux outils de travailler une surface verticale ou sensiblement verticale. 2/- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le barillet est monté sur un arbre axial, disposé transversalement aux rails sur le chariot, et peut être entraîné en rotation par un moteur hydraulique ou un moto-réducteurdont un pignon d'en traînement engrène avec une couronne dentée fixée au barillet. /-~~Eachine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rail situé du côté du chariot opposé aux outils est surélevé par rapport à l'autre rail de support du chariot, et assure le guidage et l'entraînement du chariot au moyen d'une crémaillère solidaire dudit rail, sur laquelle engrène un pignon entraîné par un moteur, notamment hydraulique ou moto-réducteur, porté par le chariot. 4/- Machine selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le barillet est disposé sur le chariot avec interposition de paliers de roulement, les broches porte-outils étant répar ties annulairement autour de l'arbre central du barillet, et l'arbre central du barillet étant solidaire du chariot. 5/- Procédé pour le fraisage ou le polissage des chants verticaux de pierres, granits, marbres, matériaux reconstitués ou simi laires, destiné à être mis en oeuvre au moyen de la machine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pendant la rotation de l'outil considéré, on fait osciller le barillet autour de son axe afin de balayer la surface à travail ler par l'outil, et/ou on déplace simultanément suivant un mouve ment longitudinal de va-et-vient le chariot de support du baril let et des outils, afin de faire explorer à l'outil la totalité de la surface à travailler.