Brevet FR2480661A1 — publié le 19811023

Laprésente 4nventi:on concerne un dispositif d'assemblage des socles du mécanisme d'alignement et de la glissière du charir-t porteouitils d'une machine de transfert. Les machines de transfert sont utilisées dans un équipement automatisé dans lequel des palettes suppor- tant des pièces sont déplacées entre des positions d'ali- gnement aux postes de travail respectifs. Dans le domaine des machines de transfert à postes multiples pour l'usinage d'objets métalliques, les pièces à usiner sont montées sur des dispositifs de support appelés palettes; ces palettes sont déplacées progressi- vement dans la machine d'un poste à l'autre et sont positionnées et serrées à un poste quelconque par un mécanisme appelé mécanisme d'alignement qui positionne précisément la palette et la pièce qu'elle supporte. L'outillage qui effectue l'usinage d'une pièce à un poste donné, est monté près d'un poste de travail sur un coulis- seau ou chariot mobile par rapport à ladite pièce et ledit chariot est monté sur une glissière. Il est normal et courant d'utiliser une machine dans laquelle le mécanisme d'alignement et la glissière sont montés d'une façon indépendante sur un socle de base approprié. La présente invention a pour objet une configura- tion structurale qui assure une plus grande rigidité et fermeté que la structure courante sus-mentionnée et qui ainsi peut assurer une plus grande précision d'usinage. Cette configuration structurale assure une augmentation de la rigidité et de la précision grâce à une diminution du nombre des interfaces entre les parties. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé àa titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une vue de côté d'un poste d'usinage, selon la technique antérieure, d'une machine de transfert à postes multiples; la figure 2 est une vue partielle de côté correspondant à la figure 1 et montrant l'objet de l'invention; la figure 3 est une vue en plan de la partie représentée sur la figure 2; la figure 4 est une vue partielle de côté corres- pondant à la figure 1 et montrant une variante de l'in- vention; et la figure 5 est une vue en plan de la partie représentée sur la figure 4. La figure 1 représente un agencement particulier et couramment utilisé d'un seul poste de travail d'une machine de transfert à postes multiples, en regardant dans le sens de la ligne de déplacement du mécanisme de transfert des palettes. En examinant la figure 1, un socle central 2 est constitué de plaques latérales 4 reliées par des plaques transversales et des nervures intermédiaires 6 soudées selon une structure en forme de. caisson; des nervures inclinées, couramment appelées guide-copeaux 8, sont soudées entre les plaques trans- versales et les nervures intermédiaires 6. Des éléments ou tampons 10 de support du mécanisme d'alignement sont soudés en travers des bords supérieurs des plaques trans- versales et des nervures intermédiaires 6; le mécanisme d'alignement 12 est assujetti à ces éléments 10. Il con- vient de noter qu'il existe de part et d'autre, des élé- ments 10 de support du mécanisme d'alignement, un intervalle aboutissant au guide-copeaux 8. Comme l'indi- quent les flèches 14, c'est par ces intervalles que les copeaux, qui sont engendrés par l'opération d'usinage, tombent à travers les sommets du socle central pour être acheminés par les guides 8 et recueillis dans un collec- teur ménagé dans le plancher de support. Le mécanisme d'alignement 12, qui est fixé aux éléments de support 10, est un mécanisme destiné à supporter, à positionner et à serrer une palette 16 sur laquelle est serrée une pièce 18 à usiner. Des exemples de mécanismes d'alignement 12 sont décrits dans la demande de brevet français n' 79.25 246 déposée le 10 octobre 1979 au nom du Demandeur et dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 957 300 déposée le 2 novembre 1978. La palette 16 peut glisser sur des rails 17 ou bien elle pourrait être déplacée et mise à une position d'alignement par un système de levage et de transport. Le socle central 2 est entièrement supporté par le plancher auquel il est boulonné par l'intermédiaire de pieds de montage 20. Des tampons verticaux de montage 22 sont soudés d'un côté du socle central 2 et un socle latéral 24, qui sera décrit plus loin, est boulonné à ces tampons. Un socle latéral-24 est réalisé généralement sous la forme d'un caisson soudé, convenablement nervuré intérieurement, supporté sur le plancher par des pieds 26 et fermé au sommet par une plaque de montage 28 sur laquelle est monté un mécanisme d'avance d'outils qui sera décrit ci- après. Le socle latéral 24 présente des brides de montage 30 par lesquelles il est boulonné au tampon de montage 22 du socle central 2. Dans certaines applications, le socle latéral 24 et le socle central 2 sont réalisés en une seule structure, mais même dans ce cas, les éléments 10 de support du mécanisme d'alignement et la plaque de montage 28 se trouvent sensiblement dans le même plan pour l'avance horizontale des outils. A certains postes o la pièce est usinée des deux côtés, un autre socle latéral peut être boulonné de l'autre côté du socle central ou réalisé d'un seul tenant avec ce dernier. Sur la plaque 28 du socle latéral 24 est monté un mécanisme d'avance des outils qui comprend une glissière 32 boulonnée sur la plaque 28 et un chariot porte-outils 34 qui glisse sur la glissière 32 grâce à des coulisses 36. Le chariot 34 est entraîné horizontalement sur la glissière 32 par un mécanisme de chariotage 38 qui peut être un vérin hydraulique, un mécanisme à vis-mère et écrou, etc. Un mécanisme de chariotage et d'avance rapide de précision est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 64 502 déposée le 7 août 1979. Sur le chariot 34 est montée à titre illustratif une tête 40 à broches multiples de construction classique. Trois broches 42 tourillonnent dans la tête 40 et sont reliées entre elles par engrenages et entraînées par un moteur approprié non représenté. Chaque broche 42 porte un foret 44 destiné à percer un trou particulier dans la pièce 18. Après le transfert d'une palette donnée 16 au poste représenté et après son positionnement et son serrage par le mécanisme d'alignement 12, le système de commande électrique classique provoque l'avance du chariot 34 (vers la gauche) à une vitesse relativement élevée jusqu'à ce que les outils soient à proximité immédiate de la pièce, après quoi la vitesse de déplacement du chariot est ramenée à une valeur prédéterminée et les outils sont avancés dans la pièce. Après que les outils ont atteint une profondeur de pénétration prédéterminée, le chariot 34 est ramené à grande vitesse à sa position de départ. Il est bien entendu que les forets 44 ne sont représentés sur la figure 1 qu'à titre illustratif. Parmi d'autres outillages qui peuvent être utilisés aux postes d'une machine de ce type, on peut citer des alésoirs, des fraises, des outils de perçage ou des outils de dressage de divers types, etc. Un poste donné peut comporter un ou plusieurs de ces outils. Un dénominateur commun de ces diverses opérations est la nécessité d'exercer une force d'avance considérable 248066 i sur le chariot 34 pour faire pénétrer les outils dans la pièce 18. Cette dernière réagit à cette poussée et la retransmet par l'intermédiaire de la palette, du mécanisme d'alignement, du socle central et du socle latéral à la glissière, en fermant ainsi la boucle de transmission de force. Etant donné que ces forces de poussée peuvent atteindre une grande valeur, de l'ordre de 5 tonnes, la rigidité nécessaire pour minimiser les flexions est très importante. Comme on peut le voir sur la figure 1, tout l'empilement des éléments montés sur le socle central comprenant le mécanisme d'alignement 12, la palette 16 et la pièce 18, constitue une colonne soumise à un effort latéral résultant de la poussée desoutils. La hauteur effective de cette colonne, qui correspond à la longueur d'une poutre en porte-à-faux, peut être fortement réduite selon la présente invention par une liaison directe entre l'extrémité antérieure de la glissière et le mécanisme d'alignement, ce qui augmente sensiblement la rigidité de toute la structure. Une forme de réalisation d'une telle liaison directe est représentée sur les figures 2 et 3 sur les- quelles les éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur la figure l. Dans cette forme de réali- sation, cette liaison est assurée par un élément distinct destiné à réagir aux efforts de séparation entre le mé- canisme d'alignement et la glissière qui résultent de la poussée des outils. En examinant les figures 2 et 3, le mécanisme d'alignement 12A est légèrement modifié du fait que son corps présente (sans affecter sa fonction) deux bossages 50 se terminant par des faces 52 usinées avec précision. D'une façon analogue, la face antérieure 54 de la glissière 32 est également usinée avec précision. Entre les faces 52 et 54 est ajusté un élément de liaison 56 formant une liaison très rigide entre le mécanisme d'alignement 12A et la glissière 32A; cet élément de liaison 56 est boulonné à la glissière 32A et au mécanisme d'alignement 12A par des boulons appropriés 58. Comme on peut le voir sur la figure 3, cet élément de liaison 56 présente deux nervures 60 qui agissent principalement en tension lorsqu'ils réagissent aux efforts de poussée imposés par l'outillage. Cette configuration utilisant les nervures 60 à action directe, n'entrave pas l'écoulement normal des copeaux engendrés par l'opération d'usinage. Les figures 4 et 5 représentent une seconde forme de réalisation dans laquelle la liaison entre le mécanisme d'alignement et la glissière est établie en ajoutant à la glissière des nervures de prolongement qui sont reliées directement au mécanisme d'alignement. Comme le montrent les figures 4 et 5, les parois latérales 70 de la glissière modifiée 32B sont prolongées vers l'avant (vers la gauche) et se terminent par des brides 72 qui sont boulonnées directement ou aux faces 52 des bossages du mécanisme d'alignement 12A. Ce mode de réalisation permet aussi de prolonger les coulisses 36A presque jusqu'au mécanisme d'alignement, comme on peut le voir sur les figures 4 et 5. Ce prolongement des coulisses permet au chariot 34 (figure 1) de se rapprocher davantage du mécanisme d'alignement, de la palette et de la pièce que ne le permet la forme de réalisation représentée sur la figure 1; cela permet également de réaliser une tête de perçage 40 qui diminue le surplomb de l'outillage au- delà de l'extrémité avant du chariot, ce qui accroît encore la rigidité et la solidité de la boucle globale de transmission de force d'usinage. Le prolongement des coulisses 36A presque jusqu'au mécanisme d'alignement 12A réduit légèrement l'espace réservé aux copeaux, mais cet espace est encore suffisant entre les coulisses 36A et leurs extrémités pour permettre un écoulement convenable des copeaux. Il est également possible de réaliser la glissière et le corps du mécanisme d'alignement des palettes sous la forme d'une seule pièce coulée ou d'un élément soudé et dans ce cas, l'interface, qui est représenté par les faces 52 sur les figures 4 et 5, est supprimé, ce qui assure un maximum de précision et de rigidité. Dans la forme de réalisation de l'art antérieur représentée sur la figure 1 et les formes perfectionnées représentées sur les figures 2 à 5, la ligne d'action du chariot 34 sur la glissière 32 est représentée comme étant horizontale. Il n'est pas nécessaire qu'il en soit ainsi. Dans de nombreuses opérations, la ligne d'action du chariot 34 est inclinée par rapport à l'horizontale et cela jusqu'à une ligne d'action verticale. La liaison directe entre la glissière et le mécanisme d'alignement, représentée horizontalement sur les figures 2 à 5, peut être appliquée avec les mêmes avantages à des lignes d'action qui ne sont pas horizontales. Dans la description ci-dessus, le socle latéral et le mécanisme d'avance des outils sont représentés comme ne se trouvant que d'un côté du socle central et du mécanisme d'alignement. Dans de nombreux postes de travail, il existe un socle latéral et un mécanisme d'avance des outils sur les deux côtés du socle central et du mécanisme d'alignement. Dans ce cas, il est évident que l'on peut utiliser une liaison comparable ou identique entre le mécanisme d'alignement et les deux glissières. Selon la présente invention, le socle du mécanisme d'alignement des palettes et le socle du chariot porte- outils, qui sont montés sur un support commun tel que le plancher, forment ensemble le socle de la machine. Le mécanisme d'alignement et le chariot porte-outils s'élèvent au-dessus de ce socle de la machine. La présente invention concerne un dispositif d'assemblage solide entre le mécanisme d'alignement des palettes et le support du chariot porte-outils sur un axe qui est proche de l'axe d'application des forces au cours du fonctionnement de la machine-outil. Cette liaison directe et efficace diminue sensiblement le moment de flexion provoqué par la force des outils et réduit à un minimum les liaisons interfaciales entre les parties, qui peuvent conduire à un mouvement résultant des forces exercées par les outils. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit sans sortir du cadre de l'invention. * 2480661 REVENDICAT IONS 1. Dispositif d'assemblage des socles du mécanisme d'alignement et de la glissière du chariot porte-outils d'une machine de transfert à postes multiples, dans laquel- le des pièces sont positionnées et serrées sur des palettes qui sont déplacées successivement d'un poste à l'autre et dans laquelle chaque poste de travail comprend un socle présentant des surfaces de support; un mécanisme d'alignement monté sur une surface de support du socle et destiné à supporter, à positionner et à serrer une palette; et un mécanisme d'usinage monté sur une surface de support dudit socle et destiné à faire avancer des outils dans ladite pièce sur un premier axe qui est à distance desdites surfaces de support, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un élément (56) de liaison directe et efficace entre le mécanisme d'alignement(12A) et le mécanisme d'usinage sur un second axe qui est sensible- ment plus rapproché du premier axe que les surfaces de support et qui est exclu de la liaison indirecte établie entre eux par le socle. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le mécanisme d'usinage comprend une glissière (32A) assujettie au socle et un ou plusieurs outils de coupe coulissant sur ladite glissière pour venir au contact d'unc pièce (18) supportée par une palette (16) sur le mécanisme d'alignement (12A), ladite liaison formant un assemblage rigide entre le mécanisme d'aligne- ment (12A) et la glissière (32A). 3. Mécanisme selon la revendication 2, carac- térisé en ce que l'assemblage constitue une liaison directe entre le mécanisme d'alignement (12A) et la glissière (32A). 4. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'assemblage est constitué par un seul élément allongé en deux parties dont une première (70) est solidaire de la glissière (32A) et dont une seconde partie (50) est solidaire du mécanisme d'alignement (12A). 5. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que l'assemblage est constitué par un élément intermédiaire de liaison (60) disposé de façon sensiblement linéaire entre la glissière (32A) et le mécanisme d'alignement (12A) et fixé rigidement à ces derniers. 6. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément de liaison (56) assurant l'assem- blage comprend des éléments (60) espacés latéralement qui délimitent entre eux un espace pour le passage des copeaux engendrés par les outils. 7. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'assemblage est assuré par un prolonge- ment (70) solidaire de la glissière (32A) et s'étendant jusqu'au mécanisme d'alignement (12A) et auquel il est fixé, un moyen sur ladite glissière (32A) et sur le prolongement (70) constituant un guide rectiligne se prolongeant en direction du mécanisme d'alignement (12A) et comprenant une tête porte-outils (40) sur laquelle sont montés des outils de coupe, ladite tête pouvant coulisser vers le mécanisme d'alignement (12A) sur des parties dudit guide, à la fois de la glissière (32A) et du prolongement (70). 8. Mécanisme selon la revendication 2, caracté- risé en ce que lesdites surfaces de support se trouvent à l'extrémité supérieure du socle, le mécanisme d'aligne- ment (12A) et la glissière (32A) s'élevant au-dessus des- dites surfaces de support et étant espacés latéralement, lesdits outils de coupe pouvant coulisser dans un plan généralement horizontal pour venir au contact d'une pièce (18) supportée par une palette (16) sur le mécanis- me d'alignement (12A), ledit assemblage étant assuré par un élément de liaison disposé latéralement entre le il mécanisme d'alignement (12A) et la glissière (32A) et au moins en partie sensiblement au-dessus desdites sur- faces de support. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que l'élément de liaison (56) se trouve entre la partie supérieure de la glissière (32A) et la partie supérieure du mécanisme d'alignement (12A). 10. Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce que ledit élément de liaison est orienté d'une façon générale horizontalement de façon à être mis essentiellement sous tension en réponse à la force pro- duite par l'avance des outils de coupe au contact de la pièce (18).