Brevet FR2513162A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne une machine-outil ayant un dispositif de chargement et de déchargement de palettes de mise en place de pièces, entre la table de la machine-outil et un socle de support de palettes placé à proximité de la région de déplacement de la table. Dans les mécanismes connus de chargement de pa- lettes, deux montants destinés à supporter des palettes afin qu'elles puissent coulisser, sont disposés sur une base pla- cée près d'une table de machine-outil L'une des palettes est d'abord déchargée de la table, placée à un poste de dé- chargement adjacent à l'un des socles de support, et l'autre palette est alors chargée sur la table après que celle-ci s'est positionnée à un poste de chargement adjacent à l'autre socle de support La demande publiée et examinée de brevet japonais NI 53-13068 décrit et représente un type de mécanis- me de chargement de palette dans lequel un dispositif unique de transfert placé sur la table de chariotage de la machine- outil assure à la fois les opérations de chargement et de déchargement Cependant, comme-le dispositif de transfert se trouve sur cette table, l'espace disponible sur elle est réduit si bien que les pièces qui peuvent être montées sur une table rotative montée afin qu'elle puisse tourner sur la table de chariotage, sont soumises à certaines restric- tions En outre, le mécanisme de changement de palette doit comporter un dispositif qui, par pivotement d'un organe de coopération du dispositif de transfert, libère cet organe de son contact avec une palette de travail placée sur la table rotative afin que cette dernière, portant la palette, tourne sur la table de chariotage. La demande de brevet des Etats-Uni Q d'Amérique NO 289 221 déposée le 3 août 1981 décrit un autre type de mécanisme de changement de palette Celui-ci omporte un premier et un second organes de transport qui sont guidés sur une base de support de palette disposée près d'une table de chariotage de machine-outil Les organes de transport sont déplacés sélectivement en direction parallèle à une première et une seconde paires de rails de support disposés sur la base de manière qu'une palette soit transférée entre la paire associée de rails de support et la table de chariota- ge occupant un poste de chargement-d 6 chargument qui est adjacent La disposition de deux embrayages permet à un moteur unique de déplacer sélectivement le premier et le second organes de transport Cependant, deux jeux de mécanismes destinés chacun à transmettre à un organe associé de trans- port l'énergie motrice qui est transmise par le moteur par l'intermédiaire de l'embrayage associé, sont nécessaires. L'invention concerne une machine-outil perfec- tionnée capable de transférer, par mise en oeuvre d'un seul dispositif simple de transfert, une palette de support de pièce entre un support de palette et une table de travail d'une machine-outil, occupant une position relative prédé- terminée. Elle concerne aussi une machine-outil perfec- tionnée dans laquelle un seul dispositif de transfert peut transférer une palette de support de presse entre une table de travail d'une machine-outil occupant l'une de deux posi- tions qui sont différentes dans la direction de coulissement de la table de travail, et un support correspondant de pa- lette choisi parmi deux supports qui ont une position prédé- terminée par rapport aux deux positions précitées. Elle concerne aussi une machine-outil perfec- tionnée dans laquelle un dispositif de transfert d'une palet- te de support de pièces entre une table de travail d'une machine-outil et un support de palette a une dimension ré- duite permettant son logement dans un organe de serrage de la palette sur la table de travail. Plus précisément, l'invention concerne une machine- outil ayant un mécanisme de changement de palette qui com- porte un orgarne de serrage de palette, un dispositif de transfert de palette et un organe de manoeuvre de pince de serrage de palette L'organe de serrage de palette a un chemin de guidage d'une palette de travail sur lui et il est monté sur une table de travail de la machine-outil afin qu'il puisse se déplacer verticalement Le dispositif de transfert comporte un dispositif comprenant une tige qui se loge dans l'organe de serrage afin qu'elle se déplace en direction parallèle au chemin de guidage, et des premier et second organes destinés à coopérer l'un avec l'autre et fixés respectivement à la palette et à une première extrémi- té du dispositif à tige Le dispositif de transfert comporte en outre un organe de manoeuvre de tige placé sur l'organe de serrage de palette et destiné à déplacer le dispositif à tige entre une position allongée et une position en retrait. Le dispositif à tige, lorsqu'il se trouve dans une position avancée, présente le second organe de coopération sous le premier organe de coopération de la palette, sur un support de palette qui se trouve au voisinage de la table de travail placée dans une position prédéterminée Le disposi- tif à tige, lorsqu'il a sa position en retrait, présente le second organe de coopération sous le premier organe de coo- pération de la palette sur la table de travail L'organe de manoeuvre de serrage de palette déplace verticalement l'or- gane de serrage afin que la palette soit sélectivement serrée sur la table de travail ou desserrée de celle-ci et afin aussi que le second organe de coopération coopère avec le premier organe de coopération ou s'en sépare sélec- tivement. Grâce à cette configuration, le dispositif à tige et l'organe de manoeuvre de tige se logent dans l'organe de serrage, si bien que l'espace disponible sur la table de travail peut être utilisé efficacement Le logement du dis- positif à tige et de l'organe de manoeuvre de tige sur l'organe de serrage rend possible l'utilisation du déplace- ment vertical de l'organe de serrage pour la coopération du premier et du second organes de coopération. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif à tige comporte une première et une seconde tiges qui peuvent se déplacer télescopiquement l'une par rap- port à l'autre Cette caractéristique est très avantageuse pour l'obtention d'une plus grande course de transfert entre la table de travail et le support de palette. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'une machine- outil ayant un appareil de changement de palette selon l'in- vention; la figure 2 est une coupe agrandie suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une élévation frontale agrandie, en coupe partielle, suivant les flèches III de la figure 1 la figure 4 est une coupe agrandie suivant la ligne IV-IV de la figure 1; et la figure 5 est une coupe analogue à la figure 2, mais représente les différents éléments ayant des posi- tions relatives différentes. Les dessins sur lesquels les références iden- tiques désignent des éléments identiques ou correspondants, et plus précisément la figure 1, représentent un banc 1 de machine-outil à la partie arrière duquel est monté une colon- ne 2 qui dépasse verticalement et qui est mobile en direc- tion horizontale Une tête 3 de support de broche est portée par la colonne 2 afin qu'elle puisse se déplacer en direc- tion verticale et elle supporte une broche horizontale 4 qui peut tourner Cette broche 4 supporte de façon amovible un outil 5 à son extrémité avant. Une table 6 de chariotage peut coulisser sur la partie avant du banc 1 et elle est raccordée à un servo- moteur 7 fixé au banc 1 par l'intermédiaire d'un arbre 8 for- mant une vis-mère permettant le coulissement en direction horizontale, transversalement à la direction de coulissement dela colonne 2 Comme l'indique la figure 3, une table rota- tive 9 est portée par un arbre vertical 10 au-dessus de la table 6 et peut tourner autour de l'arbre 10 sous la commande d'un dispositif d'entraînement non représenté Un certain nombre de blocs de référence 12, quatre par exemple, est monté à la face arrière de la table 9, à peu près à ses quatre coins afin que ces blocs supportent une palette 11. Un ergot 13 de positionnement dépasse au-dessus de chacun de deux blocs 12 de référence au moins afin que la palette 11 soit positionnée Un organe de serrage 14 est placé au-dessus de la table rotative 9 entre les blocs 12 et il peut se dé- placer en direction verticale, dans une plage prédéterminée, sous la commande d'un mécanisme 15 à vérin incorporé à la table rotative 9. L'organe de serrage 14 a une section en T et la palette 11 a des cavités correspondantes lla qui peuvent coopérer par coulissement avec des parties en saillie de l'organe 14 de serrage en T Un mécanisme 16 à vérin destiné à transférer la palette 11 est formé dans l'organe 14 Comnme l'indiquent les figures 2 et 5, le mécanisme 16 à vérin comporte un cylindre fixe 17 formé dans l'organe 14, un cylindre coulissant 18 qui a un piston relativement grand 18 a à une première extrémité et qui peut coulisser dans le cylindre fixe 17, une tige 19 de piston dont une première extrémité porte un plus petit piston 19 a et qui peut coulis- ser dans le cylindre coulissant 18, et un organe 20 de coopé- ration monté à l'autre extrémité de la tige 19 afin que l'ensemble forme un vérin double dans lequel le cylindre coulissant 18 et la tige 19 sont mobiles télescopiquement lors- qu'ils s'écartent de la colonne 2 La palette 11 porte, du côté opposé à la colonne 2, un organe 21 de coopération qui a une cavité 21 a destinée à coopérer avec l'organe 20 de la tige 19 La palette 11 a aussi, à sa face inférieure, au moins deux trous 22 de positionnement dans lesquels peuvent pénétrer les ergots 13 de positionnement. Comme l'indiquent les figures 1, 2 et 4, un dis- positif 23 de support de palette est placé à l'avant du banc 1 et comporte plusieurs pieds 24 montés sur le banc 1 ou le sol, et une plaque 25 de support de palette fixée horizontale- ment sur les pieds 24 et sur laquelle sont délimités un poste 26 de chargement et un poste 27 de déchargement de palette Chacun des postes 26 et 27 de chargement et de dé- chargement comporte deux rails 23 de support disposés en di- rection perpendiculaire à la direction de déplacement de la table coulissante 6, plusieurs galets 29 de guidage supportés par les rails 28 afin qu'ils puissent tourner autour d'axes verticaux assurant le guidage de la palette 11, et plusieurs galets 30 de support portés par les rails 28 afin qu'ils puissent tourner autour d'axes horizontaux et assurent-le support de la palette 11 lorsqu'elle coulisse. La disposition relative de l'organe 14 de serrage et du dispositif 23 de support de palette est telle que la hauteur de la face inférieure de la palette 11, portée par les galets 30, est égale à celle de la palette 11 portée par l'organe 14 de serrage qui atteint la position la plus haute ou desserrée par manoeuvre du mécanisme 15 à vérin. En outre, la disposition relative des organes 20 et 21 de coopération est telle que l'organe 20 et l'organe 21 de la palette 11 placée soit sur l'organe de serrage 14, soit sur le galet 30 de support, soient en contact mutuel, lors- que l'organe 14 de serrage est en position desserrée, alors que les organes 20 et 21 de la palette 11 qui se trouvent sur les galets 30 sont séparés l'un de l'autre lorsque l'organe 14 de serrage est dans sa position inférieure ou de serrage. Lors du fonctionnement, lorsque la palette Il qui porte une pièce non terminée (non représentée) est char- gée au poste 16 de chargement, le servomoteur 17 est d'abord commandé afin qu'il déplace la table 6, si bien qu'il aligne l'organe 14 de serrage sur la palette 11 à sa position de serrage Le mécanisme 16 à vérin est ensuite manoeuvré afin qu'il fasse avancer le cylindre 18 et la tige 19 vers la palette 11 au poste 26 de chargement Ainsi, l'organe 20 de coopération raccordé à la tige 19 se trouve sous la cavi- té 21 a de l'organe 21 Le mécanisme 15 à vérin est alors ma- noeuvré afin qu'il déplace l'organe 14 de serrage vers sa position desserrée et déplace ainsi l'organe 20 au contact de la cavité 21 a de l'organe 21, comme indiqué-sur la figure Le mécanisme 16 à vérin est ensuite manoeuvré afin qu'il ramène la tige 19 et le cylindre 18, si bien que la palette il est transférée du poste 26 de chargement vers la table rotative 9 et est mise en coopération par coulissement avec l'organe 14 de serrage Lorsque le mécanisme 16 n'est plus commandé, la palette 1 h a une position prédéterminée sur la table rotative 9 Le mécanisme 15 est alors manoeuvré afin qu'il abaisse l'organe 14 de serrage et abaisse ainsi la palette 11 sur les blocs 12 de référence si bien que chacun des ergots 13 de positionnement pénètre dans le trou cor- respondant 22 de la palette Il qui est ainsi positionnée Enfi la palette 11 est serrée par l'organe 14 comme indiqué sur les figures 2 et 3. La table de chariotage 6 est alors déplacée afin qu'elle dispose la pièce portée par la palette 11 à une position permettant l'usinage par l'outil 5 porté par la broche 4 Il faut noter que la pièce peut être usinée par différents types d'outils en différents points, l'outil 5 étant échangé par fonctionnement d'un appareil de changement automatique d'outil non représenté, et par rotation de la table 9 en position repérée. Lorsque l'opération d'usinage de la-pièce est terminée, la table 9 est ramenée par rotation dans sa posi- tion angulaire d'origine, lorsqu'elle s'est écartée de celle- ci par rotation, et la table 6 est déplacée afin que la pa- lette 11 soit alignée sur le poste 27 de déchargement comme représenté sur la figure 1 Ensuite, le mécanisme 15 est manoeuvré afin qu'il déplace l'organe 14 de serrage vers la position de desserrage et sépare ainsi le trou 22 de positionnement de la palette 11 de l'ergot correspondant 13 tout en mettant en coopération d'organe 20 avec la cavité 21 a de l'organe 21 Le mécanisme 16 à vérin est manoeuvré afin qu'il fasse avancer le cylindre 18 et la tige 19 si bien que la palette 11 est transférée de la table rotative 9 vers le poste de déchargement 27 Lorsque le mécanisme à vérin n'est plus commandé, la palette 11 a une position pré- déterminée au poste de déchargement 27 Le mécanisme 15 est alors manoeuvré afin qu'il abaisse l'organe 14 de serrage et sépare ainsi l'organe 20 de la cavité 21 a de l'organe 21. Enfin, le mécanisme 16 est manoeuvré afin qu'il ramène le cylindre coulissant 18 et la tige 19 vers la table 9, le déchargement de la palette Il étant ainsi terminé Il faut noter que le chargement de la palette 11 au poste 26 et son déchargement du poste 27 sont exécutés par des dispositifs classiques. Dans ce mode de réalisation, le mécanisme 16 à vérin comporte un mécanisme à deux cylindres, le mécanisme ne dépassant pas de la table 9 lors du déplacement de la table rotative 9 portant-la palette 11, si bien que ce mécanisme 16 ne peut pas heurter un autre élément Une course de chargement et de déchargement peut aussi être agran- die En outre, la coopération de l'organe 20 avec la cavité 21 a de l'organe 21 de la palette 11 placée sur la table 9 est établie au centre de l'organe 14 de serrage, si bien que le chargement de la palette 11 sur la table 9 et son dé- chargement de cette table peuvent être très réguliers sans qu'une force excessive soit appliquée entre elles. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Machine-outil à mécanisme de changement de palette, caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti de machine ( 1), une broche ( 4) de support d'outil portée par le bâti afin qu'elle puisse tourner, une table ( 6) de travail mobile sur le bâti par rapport à la broche, une palette ( 11) de support de pièce, un organe ( 14) de serrage de palette ayant un chemin de guidage de la palette sur lui et monté sur la table de travail afin qu'il puisse se déplacer verticalement et assure le serrage de la palette sur la table et le des- serrage de celle-ci de la table, un dispositif ( 23) de support de la palette à charger sur la table et de réception d'une palette dé- chargée de la table, un dispositif de positionnement de la table en position prédéterminée par rapport au support de palette, un dispositif de transfert de palette entre la table de travail occupant une position prédéterminée et le dispositif de support de palette, ce dispositif de trans- fert de palette comprenant (a) un dispositif ( 19) à tige placé dans l'organe ( 14) de serrage de palette et mobile en direction parallèle au chemin de guidage, (b) un premier organe de coopération ( 21) fixé à la palette ( 11), (c) un second organe ( 20) de coopération fixé à une première extrémité du dispositif à tige et destiné à coopérer avec le premier organe de coopération, et (d) un dispositif ( 16) d'avance de tige placé dans l'organe de serrage de palette et destiné à déplacer le dispositif ( 19) à tige entre une position avancée dans laquelle le second organe de coopération est disposé sous le premier organe de coopération de la palette placée sur le dispositif de support de palette, et une position en retrait dans laquelle le premier organe de coopération est placé sous le second organe de coopération de la palette de travail qui a été chargée sur la table, et un organe ( 15) de manoeuvre de serrage placé sur la table de travail ( 6) et destiné à déplacer verticale- ment l'organe de serrage ( 14) afin que la palette ( 11) soit sélectivement serrée sur la table de travail et desser- rée de cette table, et que le second organe de coopération vienne sélectivement au contact du premier organe de coopé- ration de la palette placée sur le dispositif de support de palette ou s'écarte de ce premier organe de coopération. 2 Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à tige comporte une première tige ( 18) logée et guidée dans l'organe de serrage et pouvant s'allonger vers l'extérieur de celui-ci, et une seconde tige ( 19) logée et guidée dans la première tige et pouvant se déplacer télescopiquement par rapport à celle-ci, cette seconde tige ayant le second organe de coopération ( 20) fixé à une extrémité externe. 3 Machine-outil selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce que le dispositif ( 16) d'avance de tige comporte un premier vérin hydraulique placé dans l'or- gane de serrage de palette et dans le cylindre ( 17) duquel peut coulisser un piston ( 18 a) associé à la première tige ( 18), et un second vérin hydraulique formé dans la première tige ( 18) et ayant un cylindre dans lequel peut cou- lisser un autre piston ( 18 a) associé à la seconde tige. 4 Machine-outil selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif de positionnement est destiné à assurer la mise en position de la table de travail ( 6) sélectivement dans une position prédéterminée ou une autre position prédéterminée, et le dispositif de support de palette comporte une base de support ( 23), un premier chemin de guidage ( 28) disposé sur la base de support en direction perpendiculaire à la direc- il tion perpendiculaire à la direction de coulissement de la table de travail et dans l'alignement du chemin de guidage de l'organe de serrage de palette formée sur la table de travail, à l'une des positions prédéterminées, et un second chemin de guidage ( 28) disposé sur la base de support parallèlement au premier chemin de gui- dage et dans l'alignement du chemin de guidage de l'organe de serrage de palette qui se trouve sur la table de travail lorsqu'elle est placée à l'autre des positions prédéterminées. 5 Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la table comporte une table ( 6) coulissant sur le bâti de la machine par rapport à la broche de support d'outil, et une table rotative ( 9) montée sur la table coulissante et destinée à tourner autour d'un axe vertical, cette table supportant l'organe de serrage de palette afin qu'il puisse se déplacer verticalement.