Brevet FR2547759A1 — publié le 19841228

L'invention porte sur un dispostif hydraulique d'entraînement pour le positionnement exact de pièces quelconques sous les outils d'une machineoutil à plusieurs postes d'usinage, sensiblement équidistants 5 l'un de l'autre et regroupés autour de l'axe central d'un plateau circulaire, ces pièces étant consécutivement soumises à divers usinages aux différents postes vers lesquels elles sont transportées selon une cadence déterminée et o leur positionnement exact est 10 défini et assuré par un indexeur, lequel prend, après que le plateau circulaire ait été déplacé et en tenant compte de tolérances prédéterminées, sa place approximative devant un corps d'indexage, assigné à chaque position théorique possible du plateau circulaire, s'y 15 engage, amenant la ou les pièces à usiner devant chacun des outils et l'y maintenant dans la position exacte requise. Afin de positionner exactement des pièces quelconques par rapport à un certain nombre d'axes d'usinage 20 équidistants, on emploie en règle générale des mécanismes à croix de Malte, lorsqu'un positionnement rapide et exact doit être assuré Les inconvénients de tels mécanismes à croix de Malte résident, d'une part, dans la complexité et le coût de réalisation de tels méca25 nismes et, d'autre part, dans leurs possibilités restreintes d'indexage, celui-ci étant limité dans sa progression par le mécanisme lui-même Ainsi, pour passer d'un poste d'usinage à l'autre, en sautant un ou plusieurs autres postes intermédiaires, un plateau 30 circulaire devra être déplacé et arrêté plusieurs fois de suite, autant de fois que de postes sont à sauter, ce qui entraine de plus longs cycles d'usinage et réduit bien sûr le rendement de la machine. La présente invention se propose donc de réaliser 35 un dispositif hydraulique d'entraînement aux fins énon- cées plus haut, afin de pallier ces inconvénients tout en permettant un positionnement très précis. Ce but est très simplement atteint, comme l'attestent les caractéristiques de l'invention, décrites ci-après. Les avantages découlant de cette invention peuvent être résumés comme suit. L'entraînement hydraulique, étant régularisé, permet de commander à volonté et sur une vaste plage, le déroulement des déplacements, tant en ce qui concerne leur accélération et leur vitesse d'avance, que leur freinage Il en résulte des positionnements extrêmement précis et des cadences d'usinage très rapides. Les caractéristiques indiquées ci-après décrivent 15 un dispositif de contrôle, faisant appel à de très simples moyens techniques, et assurant de manière très fiable aussi bien la commande que le contrôle de l'indexage sur des positions définies Parallèlement à cela, d'autres caractéristiques de l'invention permet20 tent la réalisation aussi simple qu'avantageuse du disque de contrôle nécessité par le dispositif de contrôle. L'emploi d'un transmetteur de position absolue, sur le dispositif de contrôle, peut s'avérer également 25 d'un très grand avantage, en ce sens que les positions atteintes, préalablement introduites en tant que valeurs théoriques, peuvent également être contrôlées. D'autres détails ainsi que des caractéristiques complémentaires concernant cette invention sont donnés 30 par la description ci-après, traitant l'exemple particulier illustré au dessin. La fig 1 montre un dispositif d'entraînement utilisable sur une machineoutil à plateau circulaire et plusieurs postes d'usinage équidistants l'un de l'autre, 35 avec un index d'arrêt du plateau circulaire sur ses diverses positions théoriques, et disposant en outre d'un dispositif de contrôle fonctionnant,par disque à cames, dans la plage des tolérances à l'intérieur de laquelle il peut être indexé. La fig 2 montre les détails du disque à cames prévu pour le dispositif de contrôle. La fig 1, aux détails de laquelle il est expressément renvoyé, montre un dispositif hydraulique d'entraînement 10 pour machine 11 à plateau circulaire, laquelle est schématisée, sur la fig 1, par le plateau circulaire 13 à couronne dentée 12, par les deux postes d'usinage 14 et 16, par deux mandrins de serrage 17 et 18 pour les pièces 19, ainsi que par deux corps d'indexage 21 pour les mandrins de serrage 17 et 18, 15 et un indexeur 22, ce dernier étant en mesure, par un goujon conique 23 à extrémité arrondie, de fixer le plateau circulaire exactement sur la position respective de chaque poste d'usinage il est supposé que la machine dispose au total de huit stations d'usinage et d'autant 20 de mandrins de serrage sur laquelle les pièces 19 pourront être exactement usinées, étant bien entendu que tous les postes, y compris les postes 14 et 16, procèdent à l'accomplissement d'un usinage simultané quelconque Lorsqu'un cycle d'usinage est achevé, le 25 plateau circulaire 13 est alors déplacé, c'est-à-dire soumis à un mouvement de rotation de 45 , dans l'exemple pouvant très bien avoir pour résultat que la pièce 19, usinée par le poste 14, soit désormais prise en charge par le poste 16 Afin d'assurer une 30 rotation aussi rapide et précise que possible du plateau circulaire 13, le dispositif hydraulique d'entraînement 10 est conçu comme indiqué ci-après. Le dispositif d'entraînement 10 est équipé d'un moteur hydraulique 24, dont l'arbre principal 26, supportant un pignon d'entraînement 27, agit sur la couronne dentée 12, par l'intermédiaire d'un-système de couplage rapide, qui au dessin est simplement esquissé Sur l'arbre 28 du pignon d'entraînement, se trouve une roue dentée droite 29, fermement maintenue. Sur celle-ci, et faisant office de transmetteur de position réelle, vient s'engrener la roue dentée 31 d'un servo-régulateur 32 électrohydraulique, lequel commande la puissance d'entraînement ainsi que la plage d'oscillation du moteur hydraulique 24 du dispo10 sitif d'entraînement 10 Il est supposé que l'aspect et le fonctionnement du servo-régulateur 32-à savoir: présélection de valeurs théoriques commandant le moteur pas-à-pas, quittance mécanique des valeurs réelles sont connus. 15 Un tel servorégulateur est construit et commercialisé par la Demanderesse et ce depuis de nombreuses années déjà A un certain nombre d'impulsions de pas, correspond une certaine plage de rotation du plateau circulaire, étant bien entendu qu'en fonction du nombre d'impulsions 20 par rapport à l'angle d'indexage dans l'exemple, 45 -, des tolérances sont admises, à l'intérieur desquelles le positionnement du dispositif d'entraînement 10 n'en demeure pas moins exact Par un réglage adéquat de la fréquence d'émission des impulsions commandant le moteur 25 pa E-à-pas 33, les déplacements d'indexage du plateau circulaire 13 peuvent être adaptés avec beaucoup de souplesse aux besoins momentanés de l'utilisateur En particulier, un reserrage en douceur des mandrins 17 et 18 sur les cotes théoriques devient possible, et de 30 hautes vitesses de rotation peuvent être atteintes dans les plages intermédiaires Le dispositif d'entraînement 10 n'est plus assujetti à des écarts angulaires bien définis des mandrins de serrage 17 et 18, ni à l'écart du pas entre les postes d'usinage 14 et 16, mais il devient possible, au contraire, et sans qu'il soit pour cela nécessaire de stopper le plateau circulaire, d'effectuer des déplacements à des écarts angulaires quelconques des postes d'usinage 14 et 16, permettant par là, par exemple, de transporter une 5 pièce usinée, directement, c'est-à-dire sans arrêt intermédiaire, du poste 14 au poste 16 Grâce au fonctionnement régularisé du moteur hydraulique 24, on évite également que le plateau circulaire ne subisse des contraintes exagérées s'il venait à se coincer 10 accidentellement par l'action du pignon denté 27, ce qui pourrait éventuellement endommager le plateau. La roue dentée 29, synchrone avec le pignon d'entraînement 27, engrène à son tour avec la roue dentée 34, dont l'arbre 36 est muni d'un disque à cames 15 37, lequel, en fonction de la démultiplication imposée par les engrenages, décrit une rotation complète de 360 lorsque le plateau circulaire 13 effectue une rotation de 45 , c'est-à-dire un déplacement d'indexage. Ce disque 37 comporte trois niveaux de cames 41, 42 et 43, chacun associé à un capteur inductif 51, 52 et 53, respectivement Examinés dans la direction indiquée par la flèche 44, ces trois niveaux de cames 41, 42 et 43 présentent chacun un contour différent, comme illustré en détail à la fig 2 Lorsque le disque 37 et, avec lui, les trois niveaux de cames 41, 42 et 43, solidairement accouplés l'un à l'autre, sont animés d'un mouvement de rotation horaire, comme indiqué par la flèche 46 de la fig 2, le niveau du signal de sortie de chacun des capteurs inductifs 51, 52 et 53 est altéré chaque fois que le contour pilote des cames franchit l'axe longitudinal des capteurs. On suppose que le niveau du signal de sortie de chacun des capteurs inductifs 51, 52 et 53 est activé "HAUT" lorsque les flancs pilotes ascendants 66, 67 et 68, des cames 61, 62 et 63, respectivement, défilent devant leurs capteurs respectifs, puis retombe sur l'état "BAS", dès que les flancs pilotes descendants 71, 72 et 73 franchissent les axes des détecteurs, dans la direction de rotation précisée par la flèche 46. L'ensemble fonctionnel ainsi défini, y compris le disque à cames 37 et les capteurs inductifs 51, 52 et 53, peut, par le simple enclenchement du goujon indexeur sur la position théorique de maintien du plateau circulaire, être contrôlé et commandé de la 10 manière indiquée ci-après. Par l'écart angulaire entre le flanc pilote avant 68 de la came 63 et le flanc pilote 67 de la came 62, il est possible de définir la plage angulaire à l'intérieur de laquelle l'enclenchement de l'indexeur 15 22 sur l'un des corps d'indexage 21 est permis Sur cette position, le flanc pilote 66 de la came 61 du disque de contrôle est exactement aligné sur l'axe du capteur inductif 51 o le disque 37 sera à ajuster en conséquence La position sur laquelle le signal de sortie du capteur inductif 51 est excite, de la position "BAS" à la position "HAUT", devient ainsi la position initiale zéro, à partir de laquelle certaines tolérances sont admises, tolérances dont les valeurs d'écarts angulaires, positives ou négatives, des flancs 25 pilotes 68 et 67 dépendent du flanc pilote 66. Fonctionnant correctement, le dispositif de contrôle agit de la maniêre suivante Si, après une séquence d'indexage, le signal "HAUT" de sortie du capteur inductif 53 est le seul présent, l'indexeur 22 30 peut alors être engagé dans le corps d'indexage correspondant Il en est de même lorsque, outre ce signal "HAUT" de sortie du capteur inductif 53, un signal "HAUT" à la sortie du transmetteur de position zéro 51 est également présent Par contre, il ne peut être indexé 35 lorsqu'un signal "HAUT" est présent à la sortie du capteur inductif 52, le plateau circulaire ayant été probablement déplacé trop loin De même, un signal "HAUT", seul, à la sortie du capteur inductif 52,dénote de la présence d'une anomalie, puisqu'un signal "HAUT" à la sortie du détecteur 53 devrait être également présent. Par un choix judicieux des rapports de démultiplication, par lesquels des déplacements sectoriels du plateau circulaire sont amenés à provoquer des rotations sur 360 du disque de contrôle 37, celui-ci 10 peut ainsi être adapté aux divisions les plus diverses des plateaux circulaires Assurée par le régulateur, l'adaptation du dispositif d'entraînement 10 à n'importe quelle valeur angulaire prédéfinie des pas d'indexage est réalisable de la façon la plus élémentaire et déjà 15 connue. REVENDICATIONS 1 Dispositif hydraulique d'entraînement pour le positionnement exact de pièces quelconques sous les outils d'une machine-outil à plusieurs postes d'usinage, sensiblement équidistants l'un de l'autre et regroupés autour de l'axe central d'un plateau circulaire, ces pièces étant consécutivement soumises à divers usinages aux différents postes vers lesquels elles sont transportées selon une cadence déterminée et o leur posi10 tionnement exact est défini et assuré par un indexeur, lequel prend, après que le plateau circulaire ait été déplacé et en tenant compte de tolérances prédéterminées, sa place approximative devant un corps d'indexage, assigné à chaque position théorique possible du plateau 15 circulaire, s'y engage, amenant la ou les pièces à usiner devant chacun des outils et l'y maintenant dans la position exacte requise, le dispositif étant caractérisé par le fait que le plateau circulaire est mû par un moteur hydraulique ( 24) commandé par un régulateur 20 électrohydraulique ( 32) avec présélection de valeurs théoriques commandant le moteur pas-à-pas et quittance mécanique des valeurs réelles, et caractérisé en outre par le fait qu'un dispositif de contrôle ( 37), accouplé au plateau circulaire ( 13) par une roue d'entraînement 25 ( 29) du moteur hydraulique ( 24), est-prévu et est en mesure d'indiquer si le plateau circulaire ( 13) se trouve bien dans une position autorisant l'enclenchement d'un engrenage indexeur ( 23) et, si c'est le cas, émet un signal déclenchant l'indexage ou bien, si le plateau 30 circulaire ( 13) ne se trouve pas dans une position adéquate, désactive le dispositif indexeur ( 22). 2 Dispositif hydraulique d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de contrôle comporte un disque à cames ( 37), 35 accouplé au plateau circulaire ( 13) par une transmission ( 27, 29, 34) et de telle manière que, lorsque le plateau circulaire est déplacé, pour l'usinage des pièces ( 19), d'une position quelconque vers une autre position quelconque, le disque à cames effectue une rotation de 360 . 3 Dispositif hydraulique d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le disque à cames ( 37) présente au moins trois flancs pilotes ( 66, 67 et 68), dont le passage devant un capteur 10 inductif ( 51, 52 ou 53) faisant fonction de détecteur de position, entraîne l'émission d'un signal, le premier flanc pilote ( 68) provoquant, au passage devant son détecteur correspondant ( 53), un signal "HAUT", en sortie, lorsque le plateau circulaire ( 13) atteint 15 une position à laquelle l'enclenchement de l'indexeur ( 22) est possible, sans que toutefois la position théorique exacte du plateau circulaire ( 13) soit complètement atteinte, le deuxième flanc pilote ( 66) activant, lui, par son passage devant le capteur inductif 20 correspondant ( 51), un signal "HAUT" en sortie, dès que le plateau circulaire a atteint son exacte position théorique et qu'il commence à quitter cette position théorique, et le troisième flanc pilote ( 67) n'activant un signal "HAUT" au capteur inductif ( 52) que lorsque le plateau circulaire a dépassé un emplacement approprié à un indexage.