Brevet FR2498501A1 — publié le 19820730

Système de têtes de tournage commandées à distance adaptable sur machine-outil à broche tournante. ta présente invention concerne les appareils accéssoires permettant de nouvelles possibilités d'usinage sur machine-outil conventionnelle ou sur centre d'usinage. Les appareils connus de ce genre (tête d'alésage), sont d'un emploi limité, car leur charriot porte-outil ne peut être commandé à distance pendant la rotation de la broche. te système, selon l'invention, est caractérisé par le fait qu'il permet le déplacement précis du charriot porte-outil de la tête de tournage, pendant la rotation de celle-ci, ce qui lui con fère un mode d' usinage circulaire comparable à celui d'un tour. En effet, dans cette configuration, et mis à part que la pièce à usiner sera fixe et que l'outil sera tournant, on disposera de deux axes de travail: l'axe Z de la broche comparable à celui du tralnard, et l'axe X radial du charriot de la tête d' alésage comparable à celui du charriot transversal. Nous avons donc réu- nis les conditions nécessaires pour exécuter toutes les opération d'usinage possible, dans la limite autorisée par la course du charriot et la fonction d'utilisation manuelle ou automatique. Ce système comprent 3 éléments essentiels formants un ensemble opérationnel, dont, selon dessin abrégé: 10) la ou les teatel de tournage I, 20) un centre de commande II, 3 ) un réseau souple de transmission hydraulique à 2 voies parallèlles, reliant intimement le centre de commande Il aux tea tes de tournage I. Selon une première variante, le moyen de transmission du mouvement du charriot 15 PL. I/8 fig. I, de la tête de tournage I, consiste en un chemin à billes I et I bis, PL. 3/8 fig. 3 et PL. 6/8 fig. 6, en deux parties identiques, dont l'une sera menante, dans le centre de commande il et l'autre menée dans la tête de tournage I, ces deux parties étant associés à deux colonnes d' huile par 1' intermediaire d'un réseau de transmission souple à deux voies afin de former une boucle fermée. Pour cela le système fera appel à 1o) 4pistons 2 PL. 6/8 fig. 6 et PL. 2/8 fig. 2, intercalés entre les deux colonnes d'huile et les deux parties du chemin à.. billes I et I bis 20) un réseau de tuyauteries souples III (dessin abrégé) 3 ) un raccord tournant 5 PL, 1/8 fig.I à ieut voies. Selon une deuxième variante , le moyen de mise en mouvement du charriot I5 PI. 1/8 fig.I , consiste en un dispositif contenu dans le centre de commande Il et comprenant : a) l'arbre 4 PL. 5/8 fig. 5 w composé d'une roue alvéolée sur laquelle circule le chemin à billes I bis b) I roue dentée 5 PL.5/8 fig. 5, entratnant l'arbre 4 par un limiteur de couple 6 PI. 5/8 fig. 5 ) une vis sans fin 7 PL. 5/8 fig. 5* commandée soit manuel lement par une manivelle 8 PI. 6/8fig. 6, soit automatiquement par un servo-moteur à courant continu asservi électroniquement. d) un bloc de distribution 12 PI 6/8 fig. 6, à voies multiples dans lequel sont intégrés deux compensateurs de pression IO, Selon une troisième variante, le moyen de réception du mouvement dans la tête de tournage I, consiste en un dispositif comprenant I ) un arbre récepteur 13 IL. I/8 fig. I, composé d'une roue alvéolée recevant le chemin à billes I PI. I/8 fig.1, et d'un pignon d'engrenage. 20) une crémaillère 14 PI. I/8 fig.I, attaquée par le pignon d'engrenage 30) un charriot 15 PL. 1/8 fig.I, sur lequel est fixée la crdmaillèreI4 Le dispositif selon l'invention permet, en agissant sur la manivelle ou sur le servo-moteur, de provoquer dans un sens ou dans l'autre, l'avance du charriot porte-outil, sans que l'on soit tenu de stoper la rotation de la tête, et cela avec un contrôle absolu et une grande précision de cette manoeuvre. De plus, ce dispositif permet l'utilisation de deux outils ou d'un outil double (voir exemple: PL. 8/8 fig. I - 2 - 3). le dessin abrégé annexé est une vue d'ensemble de ce dispositif. Tel qu'il est représenté le dispositif comporte: 10) une tête tournante de type classique, alimentée hydrauliquement par un raccord tournant à 2 voies: 3 PL. I/8 fig.I, composée d'un corps I6, dans lequel coulisse un charriot I5; dans ce corps, sera emboîte et fixée, une piste demi-circulaire 16 bis PL. 3/8 fig. 3, de façon à permettre le passage du chemin à billes et de telle manse qu'elle assure une bonne concordance avec l'arbre récepteur I3 Pt. I/8 fig.I, et les divers éléments formante ce chemin,t'avance du charriot sera assurée par une crémaillère I4 PL. I/8 fig.I, et le mouvement da rotation de 1' arbre récepteur I3 PL. 1/8 fig.I, sous l'action conjuguée de la poussée hydraulique et des pistons 2 PL. 2/8 fig. 2, action en cendrée par le centre de commande Il. La course du charriot pourra être limitée par deux butées réglables sur deux butées fixes ITet I7 bis PL.4/8 fig. 4, placée symétriquement, chacune de chaque côté du charriot.Quatrz alésages pratiqués dans celui-ci permettront la fixation des outils avec possibilité d'indexage sur la rainure I8 PL. I/8 fig.I 20) un centre de commande II, de petites dimensions, totalement indépendant de la machine-mère, fixé sur un pupitre en dehors de celle-ci et relié au raccord tournant de la tête par un réseau de deux tuyauteries souples.Ce centre de commande sera composé, comme pour la tête, du même dispositif de transmission hydraulique: par pistons 2 PL. 6/8 fig.6, chemin à billes I et roue alvé olde. L'arbre 4PL. 5/8 fig.5, solidaire de la roue alvéolée, recevra son mouvement de rotation d'un ensemble roue-dentée-vis sans fin 5et7 PL. 5/8 fig 5, Le rapport des vitesses entre la vis sans fin et l'arbre récepteur 13 PL. I/8 fig.I, sera tel, que l'on pourra lire dans la fenêtre 20 (dessin de l'abrégé), le déplacement de l'outil à l'échelle de I millimêtre et sur le vernier de la manivelle 8, ce même déplacement à l'échelle du I/I00 de milli meAtre.tecorps du centre de commande sera complété par un bloc de distribution I2 PL. 6/8 fig.6, comportant plusieurs voies dont le but sera d'assurer, le cas échéant, la transmission de différentes têtes de tournage.Dans ce bloc de distribution, et sur les sorties du circuit hydraulique, seront intégrés deux compensateurs de pression 10 PL. 6/8 fig.6, dont l'action, par les ressorts I9 PL. 6/8 fig.6, sera triple: de précontrainte sur les colonnes d'huile et l'ensemble du chemin à billes afin d'éliminer les jeux éventuels; de compensation des pressions lors de la fin de course du charriot sur les butées I7 et I7 bis PL. 4/8fig.4; de déclenchement d'un signal lumineux et d' une coupure électrique par les micros-contacts Il PI. 6/8 fig. 6 Le dispositif, objet de l'invention, peut-être utilisé dans tous les cas ou se présente une opération de tournage, soit de façon automatique sur centre d'usinage à commande numérique, soit de façon manuelle sur toutes machines conventionnelles.... Il peut éffectuer des alésages, des gorges dans un alésage, un dressage de face. Il peut travailler à deux outils (ébauche et finition par exemple), soit intérieurement, soit extérieurement. Il peut effectuer, sur centre d'usinage à commande numérique possé- dant l1 option: retombée dans le pas de l'hélice, des filetages, des pattes d'araignée, certaines formes intérieures ou extérieures Dans le cas ou l'on aura besoin du maximum de course du charriot, celui-ci pourra être facilement calé suivant la disposition qu'in dique le dessin de la planche 3/8 fig. 3; on aura ainsi,qu'un seul sens du déplacement du charriot (travail à.u outil), qui sera deux fois plus important que dans la diaposition qu'indique le dessin de la planche 2/8 fig.2, ou l'on aura un déplacement du charriot dans les deux sens à partir du point O.(travail à 2 ouq tils); des applications particulierement interressantes peuvent être envisagées en mécanique de précision. Ca notera également que l'on peut utiliser plusieurs têtes de tournage à partir du même centre de commande; la sélection de ces teAttsétant alors possible par l'envoi d'un ordre électrique sur des électros-van nes placés à la sortie de chaque circuits,( 23 ). FONCTIONNEMENT le dispositif sera en état de fonctionner, lorsque les circuits hydrauliques seront remplis et soigneusement purgés. Dés ce moment, si on tourne la manivelle dans un sens ou dans l'autre,on imprimera au charriot porte-outil, un mouvement de va et rient En effet, la rotation de la manivelle aura pour effet de faire pi voter la roue alvéolée, laquelle agira du fait de ce mouvement angulaire sur le chemin à billes, qui poussera le piston, lequel poissera la colonne d'huile qui poussera le piston à l'autre ex trématé, qui poussera la deuxième partie du chemin à billes, qui entratnera la roue alvéolée de la tête et ainsi de suite, puisque nous sommes en présence d'une boucle fermée. C'est ainsi que le. pignon, solidaire de la roue alvéolée, attaquant la crémaillère déplacera le charriot suivant le sens désiré. te dispositif sera opérationnel lorsque, ayant mis les outils en place sur le charriot, on pourra les amenés par déplacement de celui-ci, au point O (point ou chaque outil décrira un cercle con centrique à la broche); ensuite on réglera et on mesurera le diamètre à une dimension inférieure à celle de lavant trou de la pièce.Ainsi on pourra mettre en position les outils dans l'avant.. ...trou, et la broche étant en mouvement on imprimera au charriot par rotation de la manivelle, un déplacement (plongée) égal à la différence entre la cote des diamètres préréglés et celle des diamètres à atteindre.Evidemment, cette manipulation pourra être remplacée par des fonctions programmées sur commande numérique, grâce au servo-moteur à courant continu,asservi. PS: On entend par roue alvéolée, une roue, sur le périmètre de laquelle ont été pratiquées des cavités hémisphériques équidistantes pouvant s'engrener sur le chemin à billes. Le remplissage du circuit hydraulique s'effectuera par le robinet à pointeau 21,PL:5/8 fig:5. Sur le dessin annexé,PL:5/8 fig:5, on peut voir que le bloc de commande comporte trois sorties, ce qui donne la possibilité de travailler sur trois têtes et par conséquent six outils. les tates de totnaga placées en attente, sur un ratelier,IT T prezilité- du centre de commande, seront mis en place manuellement, suivant leur sélection, sur la broche de la machine. RVENI?iCAT IONS I. Système de têtes de tournage commandées à distance, adaptable sur machines-outils à broche tournante, caractérisé par le fait qutil comporte des moyens de transmission de deux mouvements inverses, générés à distance, dont le but est de déplacer dans un sens ou dans l'autre la coulisse du charriot porte-outil d'une tê te de tournage I t pendant la rotation de la broche, à partir d' un centre de commande indépendant Il , et d' un réseau de tuyauteries souples III , associé à un raccord tournant.(5) 2.Système selon la revendication I , caractérisé en ce qui concerne les moyens de transmissionspar un chemin à billes Itet Ibis ( deux parties) évoluant sur deux roues alvéolées, associé à deux colonnes d'huile, le tout formant une boucle fermée avec l' intermédiaire de quatre pistonsC2) et de deux tuyauteries HP souples III. 3.Système selon la revendicatiod 2 , caracérisé en ce que le circuit hydraulique comporte deux compensateurs de pression (I0), associés à des butées fixes et réglables(17 et 17 bis) 4. Système selon la revendication I , caractérisé en ce que le moyen de transmission du mouvement est une roue dentée et une vis sans fin, commandées par une manivelle et un servo-moteur à courant continu permettant la commande manuelle ou automatique de l'ensemble du système. (5@- 7 - 8 et 22) 5. Système selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un pignon d'engrenage attaquant une crémaillèreI3eti4) 6. Système selon la revendication 3 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de lecture directe des déplacements d'outil, sur le centre de commande;8 et 20) 7.Système selon la revendication 4 , caractérisé par le fait qu'il permet de travailler avec plusieurs têtes de tournage à deux outis chacune.