Brevet FR2547222A1 — publié le 19841214

L'invention concerne un procédé de limitation des mouvements des organes de serrage hydro mée nique d'une machine outil, lesdits organes de serrage étant commandés par la tige d'un vérin statique ou tournant, comportant deux chambres alimentées, au travers d'au moins un électrodistributeur à deux positions, par un fluide hydraulique provenant d'une centrale hydraulique, elle concerne également un dispositif de réglage pour la mise en oeuvre du procédés L#automatisation des opérations de fabrication industrielle a conduit au développement d'ateliers automatisés flexibles, c'est à dire susceptibles d'accepter l'usinage de pièces variées par simple modification des instructions. Le directeur de commande peut conserver en mémoire le programme de fabrication de plusieurs pièces de forme et de dimensions différentes. Le magasin d'outils permet par la variété et le nombre dgoutils, l'usinage de ces différentes pièces, Le robot de chargeS ment grssce à l'amplitude d'ouserture de sa pince, à ses nombreux degrés de liberté et à sa SQ rcelie levage, permet le chargement et le déchargement de pièces différentes. Seals les organes de serrage de pièce. limitent les possibilités de l'ensemble à des pièces dont les diamètres sont compris dans une fourchette étroite. Cette limitation est moins due à l'amplitude d'ouverture qu'à l'impossibilité de limiter les mouvements des organes de serrage. On connatt des organes de serrage, tels que les mandrins, dont l'amplitude d'ouverture des mors couvre une large plage. Les mors sont commandés par des leviers du premier genre articulés sur des axes. Ces leviers sont eux-mtmes actionnés par un vérin hydraulique commandé par une centrale hydraulique, Lors du desserrage des pièces, le vérin écartera ou rapprochera les mors jusqu'd ce qu'il arrive en fin de course, ou que les mors butent les uns contre les autres, selon que le serrage est effectué sur le diamètre extérieur ou intérieur de la pièce. Suivant les possibilités d!ouverture du mandrin, l'écart entre le diamètre de serrage et celui d'ouverture ou de fermeture maximale pourra Etre grand et lorsque le robot de chargement présentera une nouvelle pièce et tatonnera pour la positionner entre les mors, la pièce risquera d'être serrée de traverse En outre, la durée de l'opération de serrage depuis la position la plus ouverte ou la plus fermée prendra un temps apprégla- ble. La solution actuelle consistait donc en une adaptation du mandrin au travail à effectuer, adaptation obtenue par changement du mandrin ou des mors. Cette opération nécessite l'intervention d'un opérateur et l'interruption du Progran1me de production de l'atelier automatisé flexible. L'invention vise à s'affranchir de cette contrainte par un procédé de limitation des mouvements des organes de serrage utilisant un circuit hydraulique comportant un dispositif de réglage permettant de limiter automatiquement le desserrage à la valeur nécessaire au retrait de la pièce usinée et à son remplacement par une nouvelle pièce à usiner, la nouvelle pièce pouvant présenter un diamètre différent. Le procédé selon l'invention est remarquable en ce que pour une première position de l'électrodistributeur,le fluide sous pression est envoyé dans une première chambre du vérin pour déplacer la tige du vérin dans une direction donnée, le fluide contenu dans la deuxième chambre du vérin étant évacué dans une chambre d'un dispositif de réglage pour déplacer un piston libre ouvrant en position finale une communication permettant le retour du fluide à la centrale hydraulirjue et en ce que pour une deuxième position de l'électro- distributeur, le fluide sous pression est envoyé dans le dispositif de réglage pour pousser le piston libre de la position finale,précédemment obtenue ,en une position de butée déterminée par une butée réglable et envoyer le fluide, contenu dans la chambre compris entre lesdites deux positions du piston libre dans la deuxième chambre du vérin tournant pour déplacer celui-ci dans le sens inverse de la direction de déplacement obtenue dans l'opération précédente, le fluide déplacé de la première chambre du vérin retournant à la centrale hydraulique. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un ensemble de serrage de pièce dont le circuit hydraulique fonctionne conformément au procédé selon l'invention0 La figure 2 est un schéma fonctionnel du circuit hydraulique lors du serrage, La figure 3 est un schéma fonctionnel du meme circuit lors du desserrage avec amplitude limitée La figure 4 est une vue en coupe du dispositif de réglage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention La figure 1 représente, vue en coupe partielle, ltensemble de serrage hydraulique d'une machin outil qui, dans lsexemple représenté est un tour0 Le mandrin 1 à serrage hydraulique est du type à leviers du premier genre 2 articulés sur des axes 3.Un des bras des leviers coopère avec les mors 4, tandis que l'autre bras est commandé par la tige 5 d'un vérin hydraulique tournant 66 La tige 5 est solidaire d'un piston 7 susceptible de se déplacer dans le corps du vérin qu'il divise en deux chambres 8 et 9o Ces chambres sont alimentées en fluide hydraulique par une centrale hydraulique 10 au travers d'un circuit Il qui sera ultérieurement décrit, La centrale hydraulique 10 comporte de lanière connue, un moteur 12 enxratnant une pompe à huile 13 immergée dans le réservoir 14, un régulateur de pression 15o Le réservoir 14 est muni d'un retour d'huile 16. Le circuit hyiraulique-, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, reliant la centrale hydraulique 10 au vérin tournant 6 est représenté par le schéma de la figure 2. Ce circuit comporte un premier électrodistributeur à deux positions 17, un dispositif de réglage 18 et un second électrodistributeur 19 semblable au premier et dont le rôle sera précisé ultérieurement. L'électrodistributeur 17 est muni, de manière connue, de quatre orifices de raccordement qui seront désignés par les lettres P,A,B,RD On admettra que l'opération à réalisèr comporte le serrage de la pièce sur sa surface extérieure. L'entrée P de ltélectrodistributeur est reliée à la sortie de régulateur de pression 15 à la centrala hydraulique 10, On admet (fig.2) que la position de l'électrodistributeur 17 fait correspondre l'orifice P à l'orifice A et l'orifice B à l'orifice Ro Le fluide sous pression traverse l'électrodistributeur de P vers A et va alimenter la chambre 8 du vérin 6e Sous l'effet de la pression le piston 7 est# poussé dans la direction de la flèche, de droite a gauche, et la tige de piston 5 entra#ne le pivotement du levier 2 qui commande le mouvement des mors 4 vers le centre du mandrin. Le fluide, contenu dans la chambre 9, est refoulé vers le dispositif de réglage 18 qu'il traverse avant de passer dans l'électrodistributeur 17 de B à R avant de s'écouler dans le réservoir 14. Le dispositif de réglage 18 (fig.4) est constitué d'un corps cylindrique creux 20 comportant à une premier extrémité, une butée axiale réglable21, et un premier orifice de raccordement 22 ; à la deuxième extrémité un deuxième orifice de raccordement 23. Un piston libre 30 est susceptible de coulisser dans la chambre 25 entre l'extrémité de la butée réglable 21 et le fond 27 de la deuxième extrémité. Un dispositif à clapet anti-retour 24 fait communiquera lorsque le piston 30 est contre le fond 27, la chambre 25 avec une cavité 26 prévue dans le fond 27 de la deuxième extrémité et dans laquelle#débouche le deuxième orifice de raccordement 23.Selon la forme de réalisation représentéep le dispositif à clapet est intégré au corps cylindrique dans lequel sont prévus des conduits de liaison 28 et 29 et le piston 30 porte sur la face en regard de la butée 21 des canaux 31 communicant avec une rainure périphérique 32 prévue sur sa surface cylindrique qui, lorsque le piston est en butée contre le fond 27 (position finale) est en face de 11orifice du conduit 28e Le dispositif anti-retour 24 est prévu de manière à empReher le passage du fluide de l'orlfiee de raccordement 23 vers la chambre 25 située en aval du piston 30. Le desserrage du mandrin (ìg 5) est obtenu en actionnant l'électrodistributeur 17 de manière à obtenir la communication entre les orifices P, B et Â,R. Cette position de l'électrodistributeur sera appelée deuxième position. Le fluide sous pression passe par l'orifice de communicatioti- 23 du dispositif de réglage 18 et ne pouvant passer dans la chambre 25 par le clapet anti-retour 24, agit sur le piston 30 outil pousse en butée contre la butée réglable 21. Le fluide qui remplissait la chambre 25 du dispositif de réglage est envoyé dans la chambre 9-du vérin tournant 6 et pousse le piston 7 de gauche à droite dans le sens de la flèche0 la tige de vérin 5 fait pivoter le levier 2 qui éloigne les mors 4 de la surface de la pièce.Le piston 7 se déplacera d'une longueur fonction du volume de fluide déplacé de la chambre 25 du dispositif de réglage 18 à la chambre 9 du vérin tournant. Le volume ainsi transféré correspon dra à celui défini entre les deux positions du piston libre 30 lorsqu'il est en appui contre le fond 27 de la deuxième extrémité contre la butée 21.Le volume compris entre ces deux positions correspond, lorsque la butée est rétractée au maximum, au volume maximal des chambres 8 ou 9 du vérin tournant et permet ainsi de régler la course- de desserrage des mors åusqu'au maximum des possibilités d' écartement0 Un volume de fluide de la chambre 8 du vérin tournant 6, correspondant au déplacement du piston 75s'écoulera vers le réservoir 14 par le passage À R de ltéleetrodistribuSeuri17. Lors de l'opération de serrage, représenté par la figure 2, le fluide hydraulique chassé de la chambre 9 du vérin tournant 6 pénétrera par l'orifice 22 dans le dispositif de réglage 18, et repoussera le piston 30 en butée contre le fond 27, la coniÉunication s'établiera alors par les conduits 31 avec le dispositif anti-retour 24 dans le sens du passage et sera évacué par l'orifice 23 via le passage B R de#l'électrodistribu-' teur 17 dans le réservoir 14. Pour des raisons de sécurités la machine outil ne doit pas pouvoir être mise en marche lorsque les mors ne sont pas serrés. Cette mesure apporte quelques inconvénients lorsque l'on désire passer de l'usinage d'une pièce serrée sur sa surface extérieure à une pièce serrée sur sa surface intérieure. Il est nécessaire d'intervertir les canalisations de fluide arrivant au vérin tournant 6. Afin d'éviter cette opération qui interrompt le programme de production on prévoit un électrodistributeur d'inversion 19. les électrodistributeurs ainsi que la butée réglable du dispositif 18 sont actionnés directement ou -indirectement par le directeur de programme et permettent ainsi la production continue quelque soit la dimension des pièces et/ou leur mode de serrage. L'exemple d'application donné cidessus avec vérin tournant pour mandrin de tour aVest pas limitatif, le procédé et le dispositif s'applioruent également à la limitation des mouvements d'organes de serrage commandés par un vérin statique0 REVENDICATIONS 1. Procédé de limitation des rouxementss des organes de serrage hydromécanique d'une machine outil, lesdits organes de serrage étant commandés par la tige d'un vérin statique ou tournant comportant deux chambres alimentées, au travers d'au moins un électrodistributeur à deux positions, par un fluide hydraulique provenant d'une centrale hydraulique, caractérisé en ce que pour une première position de l'électrodistributeur (17) le fluide sous pression est envoyé dans une première chambre (8) du vérin (6) pour déplacer la tige du vérin dans une direction donnée, le fluide contenu dans la deuxième chambre (9) du vérin étant évacué dans une chambre (25) d'un dispositif de réglage (18) pour déplacer un piston libre (30) ouvrant en position finale une communication permettant le retour du fluide à la centrale hydraulique (10), et en ce que pour une deuxième position de l'électrodistributeur (17) le fluide sous pression est envoyé dans le dispositif de réglage (18) pour pousser le piston libre (30) de la position finale précedemment obtenue en une position de butée déterminée par une butée réglable (21) et envoyer le fluide contenu dans la chambre (25) compris entre lesdites deux positions du piston libre dans la deuxième chambre (9) du vérin tournant pour déplacer celui-ci dans le sens inverse de la direction de déplacement obtenue dans l'opération précédente, le fluide déplacé de la première chambre 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on inverse l'alimentation des chambres (8,9)- du- vérin 46) pour permettre le serrage sur une surface extérieure ou sur une surface intérieure, le circuit hydraulique situé en amont restant identique. 30 Dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon la-rvendication 1 ou 22 caractérisé en ce qu'il est constitué dtun corps cylindrique creux (20) comportant, à une première extrémité, une butée axiale réglable (21) et unl premier orifice de raccordement (22), à la deuxième extrémité, un deuxième orifice de raccordement (23) ; un piston libre (30) susceptible de coulisser dans la chambre (25) entre l'extrémité de la butée réglable (21) et le fond (27) de la deuxième extrémité ; un dispositif à clapet anti-retour (24) faisant communiquer la chambre (25) du corps cylindrique creux (20) lorsque le piston libre (30) est contre le fond (27) avec une cavité (26) prévue dans le fond (27) et dans laquelle débouche le deuxième orifice de raccordement (23) 4. Dispositif de régulation selon la revendication 3y caractérisé en ce que le piston libre (30) porte sur la face en regard de la butée réglable (21) des canaux (31) et sur sa surface cylindrique, une rainure périphérique (32) communicant avec les canaux et qui, lorsque le piston (30) est en butée contre le fond (27), est en face d'un orifice du dispositif à clapet antieretour (24).