Brevet FR2424104A1 — publié le 19791123

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jean-Paul ROUGIER se rapporte à une machine de meulage automatique et en particulier à une machine de meulage de contours de pièces variées telles que des pièces de fonderie dont les plans de joint de moulage présentent des bavures qu'il convient d'éliminer. La diversité des contours des pièces de fonderie et l'environnement des ateliers d'ébavurage hostile aux organes mécaniques délicats ou complexes rend l'automatisation de ces opérations d'élimination des bavures dite ébavurage ou ébarbage très difficile à réaliser. Il est en effet nécessaire de résoudre le problème de l'encrassement des organes mécaniques moteurs ou autres par les poussières abrasives provenant de l'opération d'ébavurage. On connaît déjà des machines à ébarber qui résolvent ce problème dans le cas de pièces simples telles que des pièces circulaires à bavures périphériques comme cela est décrit dans la demande de brevet français 2.338.770 au nom de la demanderesse. Dans cette demande de brevet, se trouve décrite une machine à ébarber dans laquelle on provoque une rotation de la pièce pour éliminer les bavures périphériques au moyen d'une meule rotative travaillant en lapidaire mais ne se déplaçant pas. Jusqu'à présent pour les pièces de fonderie présentant un contour plus complexe on se trouve le plus souvent amené à recourir à un ébarbage manuel, pénible, insalubre et dangereux pour les opérateurs. La présente invention a pour objet de résoudre ces difficultés en permettant la réalisation d'une machine de meulage effectuant automatiquement les opérations d'ébavurage de pièces de forme pratiquement quelconque et en particulier de pièces de fonderie. La machine de meulage automatique selon l'invention comporte un support de pièces et une meule entraînée en rotation. Un chariot de support de la meule et de son moteur d'entraînement est soumis à l'action de moyens de translation horizontale dudit chariot dans une première direction. Un plateau solidaire desdits moyens de translation du chariot de support de la meule est actionné par l'intermédiaire de moyens de translation horizontale dudit plateau dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction précitée. La meule de la machine de meulage automatique de lçin- vention présente une forme de disque plan de faible épaisseur. En pratique cette épaisseur peut par exemple être inférieure à 30 mm. La translation dans la première direction correspond à un mouvement de plongée de la meule et la translation dans la deuxième direction correspond à un mouvement d'avance latérale de la meule. La meule utilisée avantageusement est une meule plate armée du type habituellement employé pour travailler en plongée lors d'opérations de tronçonnage. Dans la machine selon l'invention, la meule est donc utilisée pour travailler d'une manière un peu particulière sous tous les angles y compris en avance latérale, opération pour laquelle les meules de ce type ne sont pas normalement conçues.La demanderesse a cependant constate que cette utilisation s'avérait possible compte ténu de l'adjonction de moyens de commande automatique adaptatifs et de la protection de la meule à l'intérieur d'un carter ainsi que par une structure particulière de la broche porte-meule. Selon la présente invention, les moyens de translation du chariot de support de la meule et les moyens de translation du plateau sont commandés numériquement en fonction du contour de la pièce à meuler. Dans un mode de réalisation préféré, la machine comporte en outre des moyens pour faire tourner le support de pièces et indexer la pièce dans différentes positions de meulage devant la meule Dans une variante, le support de pièces précité est en outre monté sur une table élévatrice coulissant verticalement sur des glissières fixes, ladite table pouvant ainsi être soumise à un mouvement de translation verticale commandé automatiquement. Pour dégager au maximum la périphérie de la meule et pour éviter tout encrassement d'org#anes sensibles par les poussières abrasives, le moteur d'entraînement en rotation de la meule est de préférence monté sur le chariot de support de la meule dans une position en retrait par rapport l'axe de la rotation de la meule. Par ailleurs, et également dans le but de faciliter le meulage de pièces de contour complexe, la meule montée sur un porte-meule et entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une broche porte-meule et une poulie d'entraînement comporte une broche porte-meule tournant à l'intérieur d'un corps de broche de structure particulière par l'intermédiaire d'un palier à roulement à charges combinées axiale et radiale. Les faces frontales du corps de broche forment respectivement avec le porte-meule et la poulie d'entraînement deux joints labyrinthes protégeant le palier. Le porte-meule d'une part, et la poulie d'entraînement d'autre part, forment ainsi des couvercles d'étanchéité tournant, isolant les paliers a roulement de la broche lors du fonctionnement de la machine. Grâce a cette structure particulière, on obtient donc un ensemble extrêmement compact et une bonne protection contre les poussières abrasives. La présente invention sera mieux comprise a l'étude de la description détaillée qui va suivre d'une machine de meulage automatique selon l'invention décrite a titre d'exemple nullement limitatif et illustrée#par les dessins, sur lesquels : la fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une machine selon l'invention; la fig. 2 est une vue de dessus d'une partie de la machine de la fig. 1, le support de pièces ayant été omis afin de simplifier la figure; et la fig. 3 est une vue en coupe a plus grande échelle du mode de montage de la meule sur la broche porte-meule de la machine des figures précédentes. Telle qu'elle est représentée sur les figures, la machine de meulage automatique de l'invention comporte un B ti 1 sur lequel se trouve montées deux glissières horizontales cylindriques 2 assurant un mouvement de translation horizontal d'un plateau 3 par l'intermédiaire de brides coulissantes 4 solidaires du plateau 3 et coopérant avec lesdites glissières cylindriques 2. Les moyens de translation horizontale du plateau 3 se complètent par un servo-moteur électrique a courant continu 5 agissant par l'intermédiaire d'une transmission 6 sur un actuateur linéaire 7 réalisé sous la forme d'un vérin à vis. Le vérin a vis 7 comprend un boîtier cylindrique 8 solidaire par l'intermédiaire de la platine 9 du bâti 1 de la machine et a l'intérieur duquel peut entre entraînée en rotation une vis 10 par l'intermédiaire de la transmission 6 et du moteur électrique 5. La vis 10 coopère avec un manchon taraudé 11 jouant le rôle d'écrou et se déplaçant en translation a l'intérieur du boîtier 8 lorsque la vis 10 est entrat- née en rotation. L'écrou li est monté en vue de son coulissement a l'intérieur du bottier 8 à l'intérieur d'une douille anti-friction 12 rendue solidaire de l'une des extrémités d'une tige creuse 13 a l'intérieur du boîtier 8. L'autre extrémité de la tige 13 extérieure au boîtier 8 est fixée par un axe 14 a une bride 14a solidaire de la face inférieure du plateau 3. Compte tenu de l'environnement de poussières abrasives dans lequel doit fonctionner le vérin a vis 7, le boîtier cylindrique 8 est rendu convenablement étanche par des joints non représentés sur les figures et l'intérieur du boîtier est lubrifié par un brouillard d'huile sous pression. La tige sortante creuse 13 coulisse dans un joint racleur 13a. L'alimentation en brouillard dlhuile sous pression a environ 2,5 bars n'est pas représentée sur les figures. Sur le plateau 3 se trouvent montées deux -glissières cylindriques 15 perpendiculaires aux glissières 2 et permettant un déplacement en translation horizontale du chariot 16 de support de la meule 17 par l'intermédiaire de brides 18 fixées sous la face inférieure du chariot 16. Les moyens de translation horizontale du chariot 16 se complètent par un servo-moteur électrique a courant continu 19 agissant par l'intermédiaire d'une transmission 20 sur un actuateur linéaire 21 constitué, comme l'actuateur 7, sous la forme d'un vérin a vis de structure identique. Comme précédemment, la rotation d'un certain angle du moteur électrique 19 entraîne donc un déplacement de translation de la tige sortante creuse 22 dont l'extrémité est reliée par l'axe 23 a une bride 24 fixée sous la face inférieure du chariot 16. On notera que le vérin à vis 21 est disposé pratiquement entre les deux glissières cylindriques 15 et dans le même plan horizontal que ces dernières, le moteur 19 étant au contraire placé sensiblement dans un plan vertical contenant le vérin à vis 21, le moteur 19 étant maintenu en position par deux flasques 25 fixés sur le plateau 3. Cette disposition qui est identique en ce qui concerne le moteur électrique 5 et le vérin a vis 7 par rapport aux glissières 2, permet de réduire l'encombrement général de la machine. La meule 17 est montée par l'intermédiaire d'une broche porte-meule 26 au voisinage d'un des angles extérieurs du chariot 16 de forme générale rectangulaire. La meule 17 est entraînée en rotation par une poulie d'entraînement 27 et un ensemble de courroies trapézoîdales 28. Le moteur électrique d'entraînement 29 est monté sur le chariot 16 dans une position en retrait par rapport à l'axe de la broche portemeule 26 de façon a éviter tout encrassement dû aux poussières abrasives et à dégager convenablement la périphérie de la meule 17. Comme on peut le noter sur la fig. 2, l'axe de rotation de la meule 17 est parallèle aux glissières cylindriques 2 provoquant un déplacement du chariot 3 et donc perpendiculaire aux glissières cylindriques 15 permettant le coulissement horizontal du chariot 16. La meule 17 présente une forme de disque plan de faible épaisseur, le mouvement de coulissement horizontal du chariot 16 correspond a un mouvement de plongée de la meule tandis que le déplacement horizontal du plateau 3 par rapport aux glissières fixes 2 correspond à un mouvement d'avance latérale de la meule qui travaille alors d'une manière inhabituelle par l'une de ses faces frontales. Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, la pièce de fonderie 30 dont il est nécessaire d'ébavurer le contour, est maintenue sur un support de pièces comprenant trois chandelles de calage 31 disposées verticalement recevant un élément de support intermédiaire 32 a trois points d'appui inférieur pour la pièce 30. Un dispositif de bride hydraulique 33 est monté entre deux des colonnes 31 et assure la fixation de la pièce 30 au moyen de l'élément de serrage 33a qui vient prendre appui sur le dessus de la pièce 30. L'ensemble des trois chandelles de calage 31 et du dispositif de bride hydraulique 33 est monté sur un plateau diviseur 34 permettant de faire pivoter la pièce 30 et de indexer dans différentes positions devant la meule 17. De cette manière, la pièce présente des orientations successives et offre les diverses faces de son contour à la meule 17. On notera que pour des pièces à contour relativement simple, un retournement de la pièce de 1800 suffit en général a rendre accessible a la meule 17 la totalité du contour de la pièce. Toutefois, dans le cas de pièces plus complexes, l'existence du plateau diviseur 34 permet de prévoir autant d'indexations qu'il est nécessaire pour procéder à l'ébavurage complet de la pièce. On notera que dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, l'ensemble supportant la pièce 30 est rendu solidaire du bâti 1 par des boulons 35. La meule plate 17 est montée a l'intérieur d'un carter enveloppant 36 présentant un orifice d'aspiration 37 des copeaux et poussières abrasives. Comme on peut le voir sur la fig. 3, la broche porte-meule 26 tourne à l'intérieur d'un corps de broche 38 immobile à peine plus large que la nervure 39 solidaire du chariot 16 sur laquelle il se trouve fixé par les vis 40. Le corps de broche 38 reçoit par son alésage interne de plus grande largeur 41 deux paliers a rouleaux coniques 42 convenablement écartés l'un par rapport a l'autre avec interposition d'une douille 43 et permettant de supporter des charges combinées axiale et radiale. Les deux roulements 42 sont lubrifiés par un brouillard d'huile sous pression dont l'alimentation n'est pas représentée sur la figure. Les deux parois frontales du corps de broche 38 présen- tent une série de nervures et de gorges concentriques coopérant avec des nervures et des gorges analogues pratiquées respectivement sur les parois frontales en regard de la pièce porte-meule 44 et de la poulie d'entraînement 27 formant ainsi deux joints labyrinthes 38a et 38b de part et d'autre dudit corps de broche 38.La pièce porte-meule 44 solidaire de la broche porte-meule 26 par les vis 45 et la poulie d'entraînement 27 également solidaire de la broche porte-meule 26 par l'intermédiaire de la partie cannelée 26a et de l'écrou de serrage 46 constituent donc deux couvercles d'étanchéité tournant, isolant les paliers de broches 42 et jouent un rôle de protection contre l'action des poussiers abrasives en plus de leur rôle normal respectif de maintien de la meule et d'entraînement de celle-ci en rotation. On notera que la meule 17 est maintenue par serrage entre la pièce porte-meule 44 et la contre-pièce 47 par l'intermédiaire des vis de serrage 48. La machine de l'invention se complète par des moyens de commande numérique adaptative non représentés sur les figures comportant d'une manière générale une mémoire de stockage de données numériques des moyens pour lire les données enregistrées dans une telle mémoire et pour transmettre des impulsions en fonction desdites données numériques aux deux servo-moteurs électriques de commande 5 et 19 et a un moteur électrique pas a pas entraînant en rotation le plateau diviseur 34.De cette manière et grâce å une telle commande numérique du déplacement selon deux axes orthogonaux de la meule 17, il est possible d'utiliser une meule en forme de disque plan de faible épaisseur travaillant non seulement en plongée mais également en avance latérale afin de permettre un ébavurage d'au moins une portion du contour de la pièce même lorsque ce contour est complexe. L'ensemble des moyens de commande numérique de contourage agissant sur les moteurs pas à pas 5 et 19 actionnant les vérins a vis 7 et 21 est d'un type connu dans la technique et ne sera donc pas décrit ici plus en détail. Bien qu'il soit possible d'envisager dans la machine selon l'invention de prévoir des moyens de compensation d'usure automatique de la meule, il a été constaté dans la pratique, compte tenu de l'irrégularité des conditions de trayail due aux contours variables des bavures a éliminer, qu'il était plus simple et plus efficace de se contenter d'une correction manuelle. En pratique l'opérateur pourra donc aisément, en effectuant la mise en place des pièces, procéder à un éventuel décalage du moteur pas a pas 19 commandant le mouvement de plongée de la meule 17 dès qu'il constate, qu'en raison de l'usure de cette dernière, des traces de bavure trop importantes subsistent sur les pièces meulées. L'irrégularité des bavures a éliminer et par conséquent des conditions de meulage nécessite de prévoir une certaine adaptation du meulage. Cette adaptation nécessaire s'effectue très simplement et efficacement en mesurant l'intensité du moteur d'entraînement 29 de la meule 17 et en prevoyant des moyens susceptibles d'asservir à l'intensité ainsi mesurée le mouvement de déplacement de la meule 17 dû a l'action du moteur 5. Cette disposition particulière permet de faciliter le travail de la meule 17 en forme de disque d'épaisseur faible dans des conditions inhabituelles de meulage latéral à des vitesses également inhabituelles de l'ordre de 250 mm/sec. Dans une variante de réalisation de la machine selon l'invention, variante qui n'est pas-représentée sur les ligures mais qui pourrait aisément être réalisée par l'homme de l'art, il est prévu d'adjoindre aux moyens de support de la pièce 30, une table élévatrice pouvant coulisser verticalement sur des glissières fixes. L'amplitude de ce mouvement vertical peut être choisie par exemple de l'ordre de 100 mm de façon à permettre a la meule 17 qui se déplace dans un plan selon deux axes orthogonaux d'atteindre des zones de bavures de pièces à décrochement de joint qui ne seraient pas situées dans un même plan.La table élévatrice portepièces est alors commandée de façon a obtenir un mouvement de translation-vertical par les mêmes moyens de commande numérique adaptative que le plateau horizontal 3 ou le chariot support 16 c'est-à-dire à l'aide d'un moteur électrique à commande numérique associé à un actuateur linéaire tel qu'un vérin à vis disposé cette fois verticalement. On obtient finalement grâce à la présente invention une automatisation complète des opérations d'ébarbage de pièces de fonderie quel que soit le profil de leur contour comportant des bavures a éliminer. Les programmes de la commande numérique adaptative assurant le déplacement de la meule ainsi qu'éventuellement l'indexation de la pièce et son déplacement vertical peuvent être établis par interpolation plane et stockés sur des rubans magnétiques en cassette et transmis a la mémoire de la machine pour un fonctionnement pour un type de pièces donne. Le changement de programme pour le fonction nement de la machine pour un nouveau type de pièces s' effec- tue très simplement au moyen d'un nouvel enregistrement dans la mémoire de la machine du contenu d'une nouvelle cassette appropriée. REVENDICATIONS 1. Machine de meulage automatique comportant un support de pièce et une meule entraînée en rotation caractérisée par le fait qu'elle comprend un chariot de support de la meule et de son moteur d'entraînement et des moyens de translation horizontale dudit chariot dans une première direction; un plateau solidaire desdits moyens de translation du chariot de support de la meule ainsi que des moyens de translation horizontale dudit plateau dans une deuxième direction perpendiculaire a la première. 2. Machine de meulage automatique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la meule présente une forme de disque plan de faible épaisseur, la translation dans la première direction correspondant à un mouvement de plongée de la meule et la translation dans la deuxième direction a un mouvement d'avance latéral de la meule. 3. Machine de meulage automatique selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les moyens de translation du chariot de support de la meule et les moyens de translation du plateau sont commandés numériquement en fonction du contour de la pièce a meuler. 4. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour faire tourner le support de pièce et indexer la pièce en différentes positions de meulage devant la meule. 5. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les moyens de translation horizontale du chariot de support de la meule comprennent deux glissières solidaires du plateau précité et un moteur électrique monté sur le plateau et a ant sur un actuateur linéaire attelé au chariot de support de la meule. 6. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les moyens de translation horizontale du plateau comprennent deux glissières solidaires du bâti de la machine et un moteur électrique monté sur ledit bâti agissant sur un actuateur linéaire attelé audit plateau. 7. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le support de pièce est monté sur une table élévatrice coulissant verticalement sur des glissières fixes, un moteur électrique agissant sur un actuateur linéaire attelé à ladite table pour la soumettre à un mouvement de translation verticale. 8. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisée par le fait que les moteurs électriques agissant sur les actuateurs linéaires précités sont commandés numériquement par des données numériques stockées dans une mémoire. 9. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le moteur d'entraînement en rotation de la meule est monté sur le chariot dans une position en retrait par rapport à l'axe de rotation de la meule, 10* Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la meule montée sur un porte-meule est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une broche porte-meule et d'une poulie d'entraînement, caractérisée par le fait que la broche porte-meule tourne à l'intérieur d'un corps de broche par l'intermédiaire d'un palier à roulement à charges combinées axiale et radiale, les faces frontales dudit corps de broche formant respectivement avec le porte-meule et la poulie d'entraînement deux joints labyrinthes protégeant ledit palier. 11. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisée par le fait que les actuateurs linéaires sont des vérins à vis comprenant une vis entrainee en rotation et provoquant le déplacement en translation d'un écrou solidaire d'une tige creuse, l'ensemble étant monté de manière étanche dans une enveloppe cylindrique et lubrifié par un brouillard uile sous pression, 12. Machine de meulage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens de mesure de l'intensité du courant d'alimentation du moteur d'entraînement en rotation de la meule et des moyens dlasservissement à ladite intensité mesurée des déplacements en translation précités.