Brevet FR2491366A1 — publié le 19820409

La présente invention concerne un appareil pour la mise en position et la fin de course automatiques d'outils portés par une tourelle rotative, en particulier pour des tours. On connaît déjà une tourelle porte-outils à commande manuelle avec laquelle les outils individuels sont amenés successivement en position de travail en agissant manuellement sur un levier à poignée, en le faisant tourner tout d'abord dans un premier sens de rotation de façon à débloquer mécaniquement le corps porte-outils puis à le déplacer dans une position de blocage suivante correspondant à la position d'un nouvel outil de travail, et ensuite dans un second sens de rotation opposé au précédent afin d'effectuer de nouveau le blocage du corps porte-outils avec le nouvel outil prépositionné dans la bonne position de travail. Essentiellement me telle tourelle porte-cutil rotative comprend un arbre commandé par l'intermédiaire d'un cliquet d'actionnement et sur lequel sont montés le corps porte-outilset, du coté opposé à celui-ci, une platine de base fixe pourvue de moyens de blocage mobiles susceptibles de coopérer avec le corps porte-outils ainsi que d'un manchon vissable et dévissable au moyen duquel on peut, en faisant tourner ce manchon dans un premier sens de rotation, faire tourner l'arbre de manière à débloquer mécaniquement le corps porte-outilset à le déplacer ensuite dans une position de blocage suivante correspondant à la position de travail de l'outil suivant, et en faisant tourner le manchon dans le sens opposé au précédent à produire de nouveau le blocage.Une opération semblable doit être répétée jusqu'à ce que l'outil choisi soit amené dans la position de travail. Il est également connu d'exécuter les opérations précitées de déblocage, de rotation et de blocage du corps porteoutils d'une manière automatique, en agissant manuellement sur un bouton-poussoir ou bien au moyen d'éléments de commande à programme, en prévoyant l'arbre commandé sous une forme creuseaxialement et dans lequel est engagé librement un axe relié à l'une de ses extrémités à la platine de base fixe et dont l'autre extrémité, faisant saillie hors de l'arbre commandé, porte un bottier de support dans lequel sont logés un organe d'actionnement en rotation du manchon et le cliqsetd'actionnement précité de l'arbre commandé. A ce bottier de support est associé un vérin de commande à fluide commandé par l'intermédiaire du bouton-poussoir et dont la tige coopère avec 11 organe d'actionnement en rotation du manchon. Le but principal de la présente invention est de perfectionner davantage l'automatisation des opérations précitées par la mise en position préalable des divers outils en position de travail, ainsi que des fins de course respectives, au moyen d'un appareil exigeant une seule manoeuvre de l'opérateur, c'est-à-dire afin d'amener en position de travail l'outil et la fin de course respective, et ce en agissant sur un organe de commande associé correspondant de cet appareil, bien mis en évidence pour l'opérateur luimeme. Un autre but de l'invention est d'atteindre le but précédent par l'emploi de moyens permettant d'arrêter automatiquement en position de travail l'outil et sa fin de course respective prédéterminés par l'opérateur par suite de son action manuelle sur l'organe de commande associé correspondant. Un autre but de l'invention est d'atteindre les résultats précédents grâce à une structure d'un appareil particulièrement simple et efficace, sur du point de vue fonctionnement et d'un coût relativement économique comparativement aux nombreuses positions préalables de travail pouvant etre obtenues. A cet effet, cet appareil pour la mise en position et la fin de course automatiques d'outils de travail portés par une tourelle rotative, en particulier pour des tours dans lesquels la tourelle porte-outilset la tourelle portant les fins de course sont montéesréglablesen position le long de glissières du tour, chacune de ces tourelles comprenant essentiellement un corps fixe, un arbre solidaire de ce corps fixe, un corps porte-outilset un corps portefins de course respectivement, lesquels sont montés à rotation au- tour de l'arbre, et des moyens dgactionnement comprenant un vérin de commande à fluide commandé,par l'intermédiaire d'une électro vanne, par des moyens de commande à action manuelle, afin de faire tourner le corps associé au moyen d'us crémaillère portée par la tige de piston du vérin et en prise avec un pignon associé au corps rotatif par l'intermédiaire d'un cliquet, est caractérisé en ce premiers qu'il comprend seslmoyens inducteurs portés, suivant une circonférence, respectivement par le corps porte-outilset le corps porte fins de course, ces moyens inducteurs indiquant la position de travail de chacun des outils et de chacune des fins de course, des premiers moyens transducteurs montés circonférentiellement au-dessus des premiers moyens inducteurs, des seconds moyens inducteurs fixés à la tige formant crémaillère et indiquant la fin de course de cette tige, des seconds moyens transducteurs fixes pour indiquer, par les seconds moyens induct#urs,la position de fin de course de la tige formant crémaillère, des moyens de commande constitués par un bouton-poussoir pour chacun des outils et sa fin de course associée respective, et un circuit électronique comprenant une mémoire, un décodeur et un comparateur connectés entre eux, et les moyens de commande àbsutons-poussoirs étant reliés à la mémoire et, à travers une première porte ET, à l'électrovanne, les premiers moyens transducteurs étant connectés au décodeur et les seconds moyens transducteurs étant reliés, conjointement avec la sortie du comparateur, à une seconde porte ET reliée à l'électrovanne à travers la première porte ET. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel Les figures 1 et la sont des vues en coupe axiale et verticale. Les figures 2 et 2a sont des vues respectives en plan avec certaines parties supprimées. La figure 3 est un schéma électrique de l'ensemble de l'appareil de commande. La figure 4 est un schéma synoptique d'une partie du schéma de la figure 3. Si on se référe aux figures du dessin et en particulier à la figure 1, on y voit la plus grande partie de la tourelle porteoutils ,laquelle est désignée dans son ensemble par la référence 1, ainsi qu'un arbre entraîné 2 qui est pourvu d'un alésage axial 3. A l'intérieur de cet alésage axial 3 est engagé librement un axe 4 relié , par son extrémité inférieure, à une platine de base 5 sur laquelle est nome l'ensemble précité 1, cette platine étant destinée à son tour à etre fixée d'une manière quelconque appropriée au support de tourelle 6 de la machine-outil. Sur arbre entraîné 2 est fixé, d'une manière amo vible, un manchon 7 portant un pignon 8. Par ailleurs un cliquet d'actionnement 9 est engagé dans l'arbre entraîné 2. Un téton 10 sollicité élastiquement est prévu pour lier en rotation l'arbre entraîné 2 et la partie 1 de la tourelle porte-outiX Par ailleurs, un roulement 11 formant butée axiale est interposé entre la partie 1 de la tourelle et le manchon 7. L'extrémité supérieure de l'axe 4 fait saillie par rapport à l'extrémité supérieure de l'arbre commandé 2 et sur cette extrémité de l'axe 4 est fixé de toute manière appropriée, par exemple par l'intermédiaire d'un collet 4a de l'axe 4 et d'un écrou de blocage 12, un boîtier support 13 contenant le jiquet d'actionne- ment 9, le pignon 8, une partie du manchon 7 et un autre pignon 14 monté fou à rotation autour d'un pivot 15 porté par la base du bottier 13 et en prise directe avec le premier pignon 8. A ce boî- tier support 13 est fixé, par l'une de ses extrémités, un vérin 16 actionné par un fluide dont l'autre extrémité est soutenue par un élément de support 17 qui est fixé à son tour au support de tourelle 6 de la machine-outil.La partie externe de la tige de piston 18 du vérin 16 est conformée en une crémaillère 19 qui s'étend à l'intérieur du bottier 13 et est en prise avec le pignon 14 (voir la figure 2). Sur la partie de tourelle 1 sont montés, suivant une disposition circonférentielle et à égale distance les uns des autres, quatre blocs 20, 21, 22 et 23 portant respectivement des éléments inducteurs 24, 25, 26 et 27 de structures différentes, comme il sera expliqué par la suite (voir également la figure 3). Un cinquième élément inducteur 28 est par ailleurs prévu à l'extrémité libre de la tige 18 formant la crémaillère 19 (voir les figures 2 et 3). Les éléments inducteurs 24, 25, 26 et 27 portés res par les pectivement/blocs 20, 21, 22 et 23 sont destinés à actionner trois transducteurs 29, 30 et 31 portés par le boîtier 13 de manière à faire saillie à l'extérieur à travers une fenêtre 13a prévue dans le fond en regard de la circonférence suivant laquelle sont disposés les blocs 20, 21, 22 et 23. Par ailleurs, l'inducteur 28 prévu à l'extrémité libre de la tige de piston 18 formant la crémaillère 19 est destiné à actionner un transducteur 32 prévu à l'intérieur du boîtier 13. Le nombre des inducteurs 24, 25, 26 et 27 portés par les blocs 20, 21, 22 et 23 est choisi égal au nombre des outils portés par la tourelle 1 (dans le cas particulier considéré, ce nombre est égal à 4) et ils indiquent la position de travail correspondant à chacun des quatre outils de la tourelle. Les structures différentes des quatre inducteurs 24, 25, 26 et 27 (voir la figure 3) permettent en outre d'indiquer la position de travail de chacun des quatre outils sous la forme de signaux du type binaire. Les deux chambres du vérin 16 à fluide sont reliées à une électrovanne de distribution 33 de tout type connu et à laquelle est connecté un conduit 34 relié à une source de fluide moteur (non représentée. Un autre conduit 35 relie la vanne 33 à la chambre gauche du vérin 16, en considérant la figure 3. Sur le conduit 34 sont branchés les instruments nécessaires pour la commande du fluide moteur tels qu'un régulateur de pression 35, un manomètre 37 et des filtres 38 et 39, tandis que sur le conduit 35 est branché un régulateur de pression 40. Comme il est indiqué sur la figure 3, les transducteurs 29, 30, 31 et 32 et l'électrovanne 33 sont reliés électriquement à un pupitre de commande 41 situé en un endroit commode pour l'opérateur.Sur ce pupitre de commande 41, sont disposés quatre boutons-poussoirs de commande P1, P2, P3 et P4, à raison d'un pour chaque outil, et à ces boutons-poussoirs sont associées respectivement des lampes témoins Ll, L2, L3, et L4. Un cinquième bouton poussoir d'arrêt P5 est également prévu sur le pupitre de commande 41. A l'intérieur de ce pupitre de commande 41 est en outre disposé l'ensemble des circuits électroniques qui sont interconnectés entre eux (voir la figure 4) et qui comprennent une mémoire M, un décodeur D et un comparateur C. Les contacts actionnés par les boutons-poussoirs P1, P2, P3 et P4 sont reliés à la mémoire M tandis que les transducteurs 29, 30 et 31 sont connectés au décodeur D.Les boutonspoussoirs P1, P2, P3 et P4 sont également reliés à une porte OU 42 dont la sortie constitue également l'une des entrées d'une porte ET 43 à deux entrées. Le transducteur 32 est de son coté relié à une entrée d'une porte ET 44 à deux entrées, dont l'autre entrée est constituée par la sortie du comparateur C. La sortie de la porte ET 44 constitue la seconde entrée de la porte ET 43 dont la sortie est reliée à l'électrovanne 33 déterminant l'arrêt du vérin 16. La tourelle porte-fins de course qui est représentée sur les figures la et 2a, comprend un corps support 45 pouvant être fixé,de toute manière connue, à un bloc 46 (représenté en trait mixte) lequel est monté réglable en position le long d'une glissière 47 parallèle à la glissière (non représentée) de la tourelle porte-outils rotative représentée sur les figures 1 et 2. Sur ce corps support creux 45 est fixé axialement, au moyen de vis 48, un arbre creux ou tubulaire 49 pourvu d'une bride transversale. Cet arbre tubulaire 49 se prolonge, à l'une de ses etresités,dms une oevitd du Idu bloc 46 len communication avec l'atmosphère.Sur l'arbre tubulaire 49 est monté à rotation, par l'intermédiaire de roulement à billes 50 écartés l'un de l'autre par une entretoise 50a, un corps cylindrique 51 pourvu de quatre bras d'arrêt radiaux de différentes longueurs Sla, 51b, 51c et 51d, ces bras étant répartis régulièrement et distants de 90a les uns des autres. Ce corps cylindrique 51 présente une partie conformée en moyeu 51e, ce moyeu étant situé à l'intérieur d'une cavité 45a du corps support creux 45. Sur ce moyeu 51e est monté un engrenage 52 pouvant tourner dans un seul sens, par suite de la prévision d'une roue libre intermédiaire 53 connue dans le commerce sous la référence INA HE 3020. Sur le corps support creux 45 est monté en saillie, également à l'aide d'une bague de blocage 54, un vérin correspondant 16 à fluide, dont l'extrémité libre porte une électrovanne analogue 33. Sur la partie externe de la tige de piston 18 de ce vérin 16 est fixée une crémaillère 19 qui s'étend à l'intérieur de la cavité 45a du corps support creux 45 et est en prise avec le pignon 52. Cette crémaillère 19 est maintenue guidée dans une glis- sière 55 qui est fixée au moyen de vis 56 à l'intérieur de la cavité 45a du corps support 45. A l'autre extrémité de l'arbre tubulaire 49 est fixée une platine 57, au moyen d'une clavette 58, d'une entretoise 59 et d'un écrou de blocage 60 pourvu d'une rondelle 61. Cette platine 57 constitue un couvercle pour une cavité 51f ménagée dans le corps cylindrique 51. Sur la partie de cette cavité 51f qui est opposée à la platine formant couvercle 57 sont fixés, au moyen de vis 62, quatre blocs correspondants 20, 21, 22 et 23, équidistants les uns des autres dans la direction circonférentielle et portant respects vement des éléments inducteurs 24, 25, 26 et 27 ayant des structures différenciées, comme il a été expliqué précédemment (voir également la figure 3). Un cinquième élément inducteur 28 est également prévu à l'extrémité libre de la crémaillère 19 (voir les figures 2a et 3). Comme il a été dit plus haut,avec les inducteurs 24, 25, 26 et 27 portés par les blocs respectifs 20, 21, 22 et 23 coopèrent trois transducteurs 29, 30 et 31 portés par la platine formant couvercle 57 de manière à pénétrer dans la cavité 51f, à travers une fenêtre 57a prévue dans cette platine 57 en regard de la circonférence suivant laquelle sont disposés les blocs 20, 21, 22 et 23. Par ailleurs, l'inducteur 28 prévu à l'extrémité libre de la crémaillère 19 est destiné à actionner le transducteur 32 qui est monté de manière à pénétrer à l'intérieur de la cavité 45a du corps support creux 45. Le nombre des inducteurs 24, 25, 26 et 27 portés par les blocs 20, 21, 22 et 23 est choisi naturellement égal au nombre des bras d'arrêt radiaux 51a, 51b, 51c et 51d portés par le corps cylindrique 51 (dans le cas particulier considéré, ce nombre est égal à 4). Comme il a été déjà indiqué précédemment, ces inducteurs indiquent la position de travail correspondant à chacun des quatre bras d'arrêt radiaux. De la même façon, la structure différenciée des inducteurs 24, 25, 26 et 27 révèle de son côté la position de travail de chacun des quatre bras d'arrêt radiaux 51a, 51b, 51c et 51d sous la forme de signaux du type binaire. Les conducteurs électriques 63, 64 et 65 des transducteurs respectifs 29, 30 et 31 passent à l'intérieur de l'arbre tubulaire 49 et sortent à l'extérieur à travers la cavité 46a que présente le bloc 46. Un couvercle 66 pouvant être fixé à la platine 57 au moyen d'une vis 67 (figure la) est prévu pour la protection des conducteurs électriques 63, 64 et 65 ainsi que des transducteurs 29, 30 et 31. Un doigt fileté 68 (figure 2a), ajustable et blocable au moyen d'un écrou 69 est prévu en tant qu'organe de contact de fin de course pour l'extrémité libre de la crémaillère 19, ce doigt fileté 68 étant monté dans un couvercle 70 de fermeture de la cavité 45a du corps support creux 45 et qui est fixé à ce corps au moyen de vis 71. Enfin, des moyens de positionnement du corps cylindrique rotatif 51, à chacun de ses pas de rotation, sont prévus entre ce corps cylindrique 51 et le corps support creux 45. Ces moyens de positionnement comprennent, dans un trou ou chambre cylin drique 72 prévue dans le corps support creux 45, une bille 73, un ressort de compression 74 et un organe fileté 75 vissé dans le trou 72 pour ajuster la force exercée par le ressort de compression 74, la bille 73 venant se loger dans des encoches 76 prévues dans la face en regard du corps cylindrique rotatif 51. Comme on peut le déduire de la description qui précéde, il suffit, pour amener en position de travail l'outil et le bras d'arrêt radial associé désirés, que l'opérateur appuie sur le bouton-poussoir associé correspondant P1-P4 et ce indépendamment de la position occupée par l'outil choisi par rapport à la position de travail. En fait, l'actionnement du bouton-poussoir choisi amorce le fonctionnement du vérin 16 de manière à faire tourner pas à pas l'arbre commandé 2 et le corps cylindrique 51 et l'arrêt de ceux-ci se produit uniquement lorsque le signal correspondant à l'outil présélectionné se trouve être présent à la sortie du comparateur C, ce qui entraîne l'arrêt du vérin 16 de la manière indiquée précédemment. Dans toutes les formes d'exécution de l'invention qui ont été décrites ci-dessus, les inducteurs 24, 25, 26, 27 sont constitués chacun d'un ou plusieurs petits blocs d'aimant permanent et la composition unique en nombre et la disposition respective de ces blocs d'aimant permanent donnent lieu à la production, en combinaison avec les transducteurs 29, 30, 31, des signaux de commande du type binaire. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la mise en position et la fin de course automa tiques d'outils de travail portés par une tourelle rotative, en particulier pour des tours dans lesquels la tourelle porte outils et la tourelle portant les fins de course sont montées réglables en position le long de glissières du tour, chacune de ces tourelles comprenant essentiellement un corps fixe, un arbre solidaire de ce corps fixes un corps porte-outils et un corps porte-fins de course respectivement, lesquels sont montés à rota tion autour de l'arbre, et des moyens d'actionnement comprenant un vérin de commande à fluide commandé, par l'intermédiaire d'une électrovanne, par des moyens de commande à action manuelle, afin de faire tourner 3e corps associé au moyen d'une crémaillère portée par la tige de piston du vérin et en prise avec un pignon associé au corps rotatif par l'intermédiaire d'un cliquet, ca ractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens inducteurs (24, 25, 26, 27) portés, suivant une circonférence, respective ment par le corps porte-outils (1) et le corps porte-fins de gourse (51), ces moyens inducteurs indiquant la position de tra vail de chacun des outils et de chacune des fins de course, des premiers moyens transducteurs (29, 30, 31) montéscirconférentiel lement au-dessus des premiers moyens inducteurs (24, 25 26 27) des seconds moyens inducteurs (283 fixes à la tige formant crémaillère (18,19) et indiquant la fin de course de cette tige, des seconds moyens transducteurs fixes (32) pour indiquer, par les seconds moyens inducteurs (28), la position de fin de course de la tige formant crémaillère, des moyens de commande constitués par un bouton poussoir (P1, P2, P3, P4) pour chacun des outils et sa fin de course associée respective, et un circuit électronique comprenant une mémoire ( 4, un décodeur (D) et un comparateur (C) connectés entre eux, et les moyens de commande à boutons-poussoirs (Pl, P2, P3, P4) étant reliés à la mémoire (M) et, à travers une première porte ET (43), à l'électrovanne (33), les premiers moyens trans ducteurs (29 > 30, 31) étant connectés au décodeur (D) et les seconds moyens transducteurs (32) étant reliés, conjointement avec la sortie du comparateur (C), à une seconde porte ET (44) à l'électrovanne (33) à travers la première porte ET (43). 2. Appareil suivant la revendication 1 , comprenant un arbre creux commandé, entrainé en rotation, entre l'arbre fixe et le corps porte-outils et un manchon monté amovible sur l'arbre creux, ca ractérisé en ce qu'un roulement formant butée axiale (11) est interposé entre le corps porte-outils et le manchon (7). 3. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, ca ractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'arrêt à frottement (72, 73, 74, 75, 76) interposés entre le corps fixe (5, 45) et les corps rotatifs à savoir le corps porte-outil (1) et le corps (51) portant les bras d'arrêt radiaux (51au 51b, 51c, 51d). 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre fixe (49) est creux axialement et se prolonge, à l'une de ses extrémités, à l'intérieur d'une ca vité (46a) formée dans un bloc (46) réglable en position le long d'une glissière de guidage (47) et en communication avec l'atmos phère, l'arbre fixe creux (49) faisant saillie, à son autre ex trémité, vers l'extérieur par rapport à une platine (57) fixée à cet arbre, cette platine formant support pour les premiers moyens transducteurs (29, 30, 31), les fils conducteurs électriques (63, 64, 65) connectés à ces premiers moyens transducteurs (29, 30, 31) passant à l'intérieur de l'arbre fixe (49) creux axiale ment et sortant à l'extérieur à travers la cavité précitée (46a), un couvercle (66) étant prévu pour la protection des fils condùc- teurs électriques (63, 64, 65) et les premiers moyens transduc teurs (29, 30, 31), ce couvercle (66) étant fixé d'une manière amovible sur la platine formant support (57). 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premiers moyens inducteurs (24, 25, 26, 27) sont en nombre égal à celui des outils de travail et des bras radiaux d'arrêt (51a, 51b, 51c, 51d) et ils sont constitués cha cun d'un ou plusieurs petits blocs d'aimant permanent, la compo sition unique en nombre et la disposition respective de ces blocs d'aimant permanent donnant lieu à la production, en combinaison avec les premiers moyens transducteurs (29, 30, 31), de signaux de commande du type binaire.