Brevet FR2555485A1 — publié le 19850531

Machine-outil à tètes multiples interchangeables. La présente invention concerne une machine-outil à têtes multiples interchangeables. Parmi les machines-outils de ce genre, il en existe une du type décrit à titre d'exemple dans la demande de brevet japonais non examinée Shown 53 (1978)-115992 ou dans le brevet US 4.216.572, comportant un socle de machine avec une table coulissante pouvant décrire des mouvements d'avance et de recul, un groupe moteur avec un moteur électrique de commande et une glissière annulaire comprenant un rail avant mobile et un rail arrière fixe entourant l'unité d'usinage et une pluralité de têtes, multiples montées sur la glissière annulaire et pouvant tourner le long de ladite glissière par le moyen d'une table index disposée au dessus, de manière que l'une quelconque des têtes multiples puisse être choisie pour être positionnée sur le rail mobile et, dans ces con- ditions, un mouvement d'avance du groupe moteur à partir de sa position limite de recul entraîne la tête multiple choisie se trouvant sur le rail mobile, ensemble avec ledit rail, pour l'exécution d'une opération d'usinage prédéterminée sur une pièce disposée devant lui. Dans ce cas, pendant l'avance du groupe moteur, le rail mobile doit tout d'abord pouvoir être arrêté avec la tête multiple choisie, qu'il porte dans une position telle que le groupe moteur puisse avancer légèrement à partir de sa position limite de recul pour solidariser le groupe moteur avec la tête multiple choisie. Pour satisfaire à cette exigence, il a été proposé jusqu'ici une disposition selon laquelle,dans la machine outil ci- dessus, le rail mobile et le groupe moteur sont connectés par l'intermédiaire d'un bras télescopique qui comprend un cylindre et une tige de piston reliée à un piston monté dans le cylindre; ledit bras télescopique étant repoussé par un ressort vers sa position de retrait. Cette disposi- tion présente toutefois l'inconvénient que, si le groupe moteur est avancé par rapport au rail mobile, le ressort se trouve placé dans une condition pour laquelle sa longueur est augmentée et par voie de conséquence sa force élastique est diminuée et en conséquence il est inévitable que le rail mobile tende à être entratné plus ou moins vers l'avant. La présente invention a pour but de réaliser une machine- outil exempte de cet inconvénient et la machine-outil conforme à l'invention du type comportant un socle avec une table coulissante pouvant décrire des mouvements d'avance et de recul, un groupe moteur avec un moteur électrique de commande et une glissière annulaire comprenant un rail avant mobile et un rail arrière fixe entourant le groupe moteur, une pluralité de têtes multiples disposées le long de et sur la glissière annulaire et capables de tourner sur cette glissière sous l'action d'une table index disposée au-dessus, de manière que l'une quelconque des têtes multiples puisse être choisie et mise en position sur le rail mobile, le rail mobile et le groupe moteur étant liés l'un à l'autre au moyen d'un bras télescopique qui comprend un cylindre et une tige de piston reliée à un piston monté dans le cylindre, ledit bras télescopique étant sollicité par un ressort vers sa position de retrait, est caractérisée en ce qu'il est prévu une source d'alimentation en un fluide sous pression tel que de l'air ou autre, celle-ci étant mise en communication avec le cylindre du bras télescopique par un passage de manière que le bras puisse être repoussé vers sa position de retrait par le fluide sous pression alimenté dans le cylindre. Dans cette disposition, le fluide sous pression envoyé dans le cylindre exerce une charge plus ou moins grande sur le groupe moteur au cours de son déplacement vers sa position limite de recul. Un autre objet de la présente invention est une machine-outil du type décrit précédemment qui soit exempte de cet inconvé- nient également et qui est caractérisée en ce qu'il est prévu un moyen de détection détectant la position limite de recul du groupe moteur ainsi qu'une position d'avance du groupe moteur qui est très proche du rail mobile, de manière que le bras télescopique puisse être permuté entre une condition dans laquelle lorsque le moyen de détection est en position active, le cylindre du bras est connecté à la source d'alimen- tation et alimenté en fluide sous pression et une condition pour laquelle lorsque le moyen de détection est hors d'action, le cylindre du bras est en communication avec l'extérieur et le fluide sous pression est évacué du cylindre. Un exemple de réalisation de la présente invention sera décrit ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: La figure i est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de la machine-outil suivant l'inven- tion; la figure 2, une vue en perspective de cette machine avec le groupe moteur en position avancée; la figure 3 est une vue en perspective de la machi- ne avec suppression de certaines parties; la figure 4 est une vue de dessus en plan, avec coupe par- tielle, d'une partie importante de la machine; la - figure 5 est une vue en coupe par la ligne V-V de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe sem- blable de la machine avec le groupe moteur dans sa position légèrement avancée; la figure 7 est un schéma du circuit hydraulique et les figures 8 et 9 sont des schémas explicatifs du fonctionnement du circuit hydraulique 7. En se rapportant aux dessins, la référence 1 désigne un socie de machine sur lequel sont montés par l'intermédiaire d'une table coulissante 3 pouvant décrire des mouvements d'avance et de recul sous l'action d!un vérin hydraulique 2 ou simi- laire, un groupe moteur 5 comportant un moteur électrique de commande 4 et une glissière annulaire 8 comprenant un rail avant mobile 6 et un rail arrière fixe 7 entourant le groupe moteur 5, et une pluralité de têtes multiples 9 sont disposées autour de cette glissière annulaire 8 et sont portées par celles-ci et de plus ces têtes multiples 9 sont disposées pour pouvoir tourner le long de la glissière annulaire 8 au moyen d'une table index 10 placée au-dessus, de sorte que l'une quelconque des têtes multiples 9 peut être choisie et mise en position sur le rail mobile 6. Ainsi, si le groupe moteur est avancé à partir de' sa position limite de recul, la tête multiple 9 choisie sur le rail mobile 6 peut être avancée ensemble avec le rail mobile 6 pour exécuter un travail d'usinage prédéterminé sur une pièce montée sur une table porte-pièce 11 placée devant elle. 25554 5 Le groupe moteur 5 est fixé sur la table 3 par un carter 5a qui l'entoure et, dans l'exemple illustré, on a prévu une paire de glissièresannulaires, supérieure et inférieure (8-8), et la paire de rails mobiles supérieur et inférieur (6,6) sont interconnectés par une console 6a et la paire de rails fixes supérieur et inférieur (7,7) sont interconnectés par le bâti de machine 7a et fixés au socle de la machine 1 par ce bâti 7a. Chaque rail mobile 6 est relié au groupe moteur 5, comme cela ressort clairement de la figure 4, par des bras télescopiques 15, chacun de ces bras comprenant un cylindre 13 et une tige de piston 14 solidaire d'un piston 14a monté dans le cylindre 13, bras qui est sollicité vers sa position de retrait par un ressort 12 de sorte que le rail mobile 6 peut se déplacer par la liaison coulissante assurée par le bras télescopique 15 avec le groupe moteur 5, et peut être sollicité en direction du groupe 5, c'est-à- dire vers l'arrière, par le ressort 12. Dans l'exemple illustré, une première paire de bras téles- copiques 15 est disposée, au niveau supérieur, sur les côtés latéraux droit et gauche et une deuxième paire de bras télescopiques 15 est disposée, au niveau inférieur, sur les côtés latéraux droit et gauche. De plus, comme cela ressort clairement de la figure 4, chaque bras 15 est agencé de telle sorte que le cylindre 13 est solidaire du groupe moteur 5 et que la tige de piston 14 est fixée au rail mobile 6, le ressort 12 étant fixé dans le cylindre 13 par une entretoise 16 et un siège de ressort 17 qui sont disposés dans le cylindre 13 en avant du ressort 12, de sorte que le ressort 12 peut repousser vers l'arrière la tige de piston 14. L'arrangement décrit ci-dessus n'est pas particulièrement différent de celui des appareils classiques. Conformément à la présente invention, comme cela ressort clairement, par exemple, de la figure 7, il est prévu une 255 5 4 5 source d'alimentation 18 d'un fluide sous pression tel que de l'air, de l'huile ou autre, et la source d'alimentation 18 est reliée au cylindre 13 du bras télescopique 15 à tra- vers un passage 18a, de manière que le bras 15 puisse être repoussé vers sa position de retrait par le fluide sous pres- sion envoyé dans le cylindre 13. Dans l'exemple illustré, le fluide sous pression utilisé est de l'air et le passage 18a pour l'introduction de l'air sous pression est muni d'un régulateur 24 de manière que la pression du fluide sous pression puisse être maintenue toujours constante. Si le groupe moteur 5 est déplacé à partir de sa position limite de recul comme illustré dans les figures 4 et 5, vers une position légèrement avancée qui est plus proche du rail mobile 6, comme illustré dans la figure 6, le bras téles- copique 15 passe de la condition illustrée dans la figure 8 à celle illustrée dans la figure 9. A savoir, le cylindre 13 du bras 15 avance avec le groupe moteur 5 le long de la tige de piston 14, et de ce fait, le ressort 12 est plus ou moins allongé,ce qui se traduit par une réduction de la force élastique qu'il exerce, comme illustré dans la figure 9; mais, dans ces conditions, le cylindre 13 présente un volume interne accru et, simultanément, une quantité de fluide sous pression, correspondant à cet accroissement de volume, est alimentée depuis la source d'alimentation 18 dans le cylindre 13 de sorte que le cylindre 13 peut toujours être maintenu dans une condition dans laquelle il est rempli de fluide sous pres- sion et ainsi à son tour le bras 15 est toujours maintenu dans une condition dans laquelle il est repoussé vers sa position de retrait par ce fluide sous pression. En d'autres termes, le rail mobile 6 est toujours soumis à la force de poussée du fluide sous pression, de sorte que l'inconvénient cité à propos de l'appareil classique dans lequel le rail mobile est susceptible d'être déplacé plus ou moins vers l'avant, est éliminé. Il est souhaitable dans cet arrangement que le fluide sous pression se trouvant dans le cylindre 13 soit, à l'occasion, évacué de celui-ci pour ne pas constituer une charge inutile. A savoir, avec cette disposition,lorsque le groupe moteur 5 est déplacé depuis la position légèrement avancée représentée à la figure 9, à sa position limite de recul, il est inévita- ble que le volume interne du cylindre 13 diminue, comme cela est représenté à la figure 8 et que la quantité de fluide - sous pression correspondante soit évacuée du cylindre vers l'extérieur à travers le régulateur 24 et en conséquence, la résistance à la décharge au moment de ladite décharge, devient plus ou moins la charge appliquée au groupe moteur effectuant un mouvement de recul et il est souhaitable d'éliminer cette résistance. Suivant une seconde caractéristique de l'invention pour satisfaire à ce souhait, il est prévu un moyen détecteur 19 ayant pour rôle de détecter. que le groupe moteur 5 est à sa position limite de recul et que le groupe moteur 5 est à sa position avancée qui est très proche du rail mobile 6, de sorte que le bras télescopique 15 peut être commuté entre une condition telle que lorsque le moyen de détection 19 est en position active le cylindre 13 est connecté à la source d'alimentation 18, avec comme résultat que le fluide sous pression est alimenté dans le cylindre 13 et une condition telle que lorsque le moyen de détection 19 est dans sa posi- tion inactive, le cylindre 13 est en communication avec l'extérieur et par suite le fluide sous pression évacué du cylindre 13. --De façon plus détaillée, comme le montre clairement la figure 7, une vanne de commutation 20 est disposée dans le passage de communication 18a de sorte que le cylindre 13 peut être connecté de façon sélective soit à la source d'alimentation 18, soit à une sortie 21 débouchant à l'atmosphère et le moyen de détection 19 comprend une micro-vanne chargée de commander la commutation de la vanne de commutation 20 et ce moyen de détection est conçu pour coopérer avec un doigt 22 monté pour être mobile dans les directions vers l'avant et vers l'arrière, ensemble avec le groupe moteur 5. De fait, comme le montre clairement la figure 5 par exemple, le moyen de détection 19 est monté du côté du bati 7a de la machine et le doigt 22 est monté du côté de la table coulis- sante de sorte que, lorsque le groupe moteur 5 est dans sa position limite de recul comme illustré dans la figure 5, ou dans la position légèrement avancée, comme illustré dans la figure 6, le moyen de détection 19 n'est plus repoussé par le doigt 22 et se trouve en condition active, et, du fait du fonctionnement de la vanne de commutation 20 qui résulte de cette condition active le cylindre 13 est mis en communication avec la source d'alimentation 18 pour être alimenté en fluide sous pression; mais lorsque le groupe moteur 5 se trouve dans une position intermédiaire entre les deux positions précéden- tes, le moyen de détection 19 est repoussé par le doigt 22 et passe en position inactive et par suite du fonctionnement de la vanne de commutation 20 résultant de cette position inactive, le cylindre 13 est mis en communication avec la sortie 21-pour permettre au fluide sous pression se trouvant dans le cylindre 13 d'être évacué de celui-ci vers l'extérieur. De façon plus détaillée encore, comme le montrent clairement les figures 4 à 6, la vanne de commutation 20 est montée par exemple sur le groupe moteur 5 et elle présente une ouverture d'entrée 20a qui est en 'communication avec la source d'alimen- tation 18, un orifice de sortie 20b-communiquant avec chacun des cylindres 13 à travers un manifold 23 et un orifice d'échappement 20c communiquant avec la sortie d'air extérieure 21 et elle comporte également un tube raccord 20d s'étendant jusqu'à la micro-vanne 19 pour commander la vanne de commuta- tion 20. Ainsi que cela a été mentionné précédemment, le passage de communication 18 pour introduire le fluide sous pression, par exemple de l'air sous pression,comporte un régulateur 24 afin que la pression interne puisse être toujours constante. Un passage pour l'alimentation d'un fluide sous pression, par exemple de l'huile, au cylindre 2 est équipé d'une soupape de sQreté 25, permettant de maintenir toujours constante la pres- sion interne. On va maintenant expliquer le fonctionnement de l'exemple de réalisation qui a été décrit. Normalement, le groupe moteur 5 est dans sa position limite de recul en étant légèrement écarté du rail mobile 6 comme cela est clairement représenté sur les figures 1, 4 et 5. Lorsque le groupe moteur 5 est dans cette position, le moyen de détection 19 est dans sa condition active et, en consé- quence, le cylindre 13 est alimenté et se remplit de fluide sous pression, comme illustré dans la figure 8, de sorte que le bras télescopique 15 est repoussé vers sa position de contraction, non pas seulement par action du ressort 12 mais également par le fluide sous pression. En d'autres termes, le rail mobile 6 est poussé fortement vers l'arrière sous l'action du ressort 12 et du fluide sous pression pour être fermement connecté au rail fixe 7. Dans ces conditions, du fait de cette condition de connexion fermte, n'importe quelle tête multiple peut être amenée a être tournée pour venir en position sur le rail mobile 6 et, durant cette opération de rotation, malgré la force centrifuge engendrée en raison du poids plus ou moins grand de la tête mtultiple 9 qui agît sur le rail 6, on peut éviter que le rail 6 accuse un mouvement d'avance qui ne soit pas nécessaire. Ainsi lorsque le groupe moteur 5 est avancé jusqu'à sa posi- tion intermédiaire, le moyen de détection 19 est tout d'abord mis hors d'action pour assurer l'évacuation du fluide sous pression du cylindre et ensuite, lorsque le groupe moteur 5 est avancé pour atteindre sa position légèrement avancée, comme illustré par exemple sur la figure 6, le moyen de détection 19 est à nouveau amené dans sa position active pour à nouveau introduire du fluide sous pression dans le cylindre. Ainsi, dans cette position légèrement avancée, le rail 6 est à nouveau repoussé, à la fois par le ressort 12 et le fluide sous pression, comme illustré par exemple dans la figure 9, et, de ce fait, la tête multiple 9 sur le rail mobile 6 est maintenueimmobile dans cette position ensemble avec le rail mobile 6, et sous cette condition, le groupe moteur 5 et la tête multiple 9 peuvent être solidarisés. Ensuite, si le groupe moteur 5 est encore avancé, la tète multiple 9 avance avec le groupe moteur à l'état assemblé et une opération d'usinage prédéterminée peut être exécutée sur la pièce. Dans cet exemple, un dispositif de serrage mécanique 26, représenté en pointillé sur la figure 4, peut être prévu pour être actionné simultanément, si les circons- tances le demandent. Si le groupe moteur 5 effectue un mouvement de recul avec la tête multiple 9 à partir de la position d'usinage, on retrouve à nouveau une condition telle que celle illustrée à la figure 6. Si le groupe moteur recule encore à partir de cette con- dition, le moyen de détection 19 est tout d'abord amené à être dans sa condition inactive et, en conséquence, le cylindre 13 est amené à une condition dans laquelle celui-ci est con- necté au côté ouvert 21 et le fluide sous pression préalable- ment chargé dans celui-ci en est évacué. En conséquence, dans la phase d'évacuation du liquide, le bras 15 est dans une condition dans laquelle il est soumis seulement à l'action du ressort 12 qui le sollicite vers sa position de contraction de sorte que le bras peut être allongé relativement facilement. Ainsi, quand le groupe moteur recule encore, le bras télescopique 15 n'exerce pas une charge importante sur le groupe moteur 5. Lorsque le groupe moteur 5 est ramené à sa position limite de recul, le bras télescopique 15 est à nouveau amené à être dans une condi- tion dans laquelle il est alimenté en fluide sous pression, comme illustré dans la figure 8 par exemple de façon à être prêt pour l'opération suivante. Ainsi, conformément à la présente invention, le bras téles- copique reliant le rail mobile et le groupe moteur est tel que le fluide sous pression peut être introduit dans le cylindre de celui-ci et qu'en conséquence, le bras peut être poussé à la fois par le fluide sous pression et le ressort vers sa position de retrait de sorte que l'on peut éliminer l'inconvénient signalé ci-dessus pour les machines du type classique dans lesquelles le bras n'est repoussé que par un ressort et on peut également obtenir une bonne connexion entre le rail mobile et le groupe moteur. Suivant la seconde caractéristique de la présente invention, il est fait en sorte que le fluide sous pression peut être immédiatement évacué du cylindre lorsque le groupe moteur est déplacé de sa position légèrement avancée à sa position limite de recul, de sorte que le fluide sous pression n'exerce pas une charge sur le groupe moteur et en conséquence le groupe moteur peut effectuer un mouvement de recul allégé. Revendications 1. Machine-outil à têtes multiples interchangeables du type comportant un socle (1) avec une table coulissante (3) pouvant décrire des mouvements d'avance et de recul, un groupe moteur (5) avec un moteur électrique de commande (4) et une glissière annulaire (8) comprenant un rail avant mobile (6) et un rail arrière fixe (7) entourant le groupe moteur (5), une pluralité de têtes multiples (9) disposées le long de et sur la glis- sière annulaire (8) et capables de tourner sur cette glissière sous l'action d'une table index (10) disposée au-dessus, de manière que l'une quelconque des têtes multiples (9) puisse être choisie et mise en position sur le rail mobile (6), le rail mobile (6) et le groupe moteur (5) étant liés l'un à l'autre au moyen d'un bras télescopique (15) qui comprend un cylindre (13) et une tige (14) de piston reliée à un piston (14a) monté dans le cylindre (13), ledit bras télescopique (15) étant sollicité par un ressort (12) vers sa position de retrait, caractérisée en ce qu'elle comporte une source d'alimentation (18) en fluide sous pression, telle que de l'air ou autre, celle-ci étant mise en communication avec le cylindre (13) du bras télescopique (15) par un passage (18a) de manière que le bras (15) puisse être repoussé vers sa position de retrait par le fluide sous pression alimenté dans le cylindre (13). 2. Machine-outil suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de détection (19) détectant la position limite de recul du groupe moteur (5) ainsi qu'une position d'avance du groupe moteur (5) qui est très proche du rail mobile (6), de manière que le bras télescopique (15) puisse être permuté entre une condition dans laquelle, lorsque le moyen de détection (19) est en position active, le cylindre 13 du bras est connecté à la source d'alimentation (18) et reçoit du fluide sous pression et une condition pour laquelle, lorsque le moyen de détection (19) est hors d'action, le cylindre (13) du bras est mis en communication avec l'extérieur (21), le fluide sous pression étant évacué dudit cylindre (13).