Brevet FR2568801A1 — publié le 19860214

l DISPOSITIF DE TETE D'USINAGE TOURNANTE POUR MACHINES- OUTILS AUTOMATIQUES L'invention concerne une tête d'usinage tournante pour machines-outils automatiques ou "robots" dont les caractéristiques nouvelles consistent en une conformation et une disposition particulières des différentes pièces, de manière à obtenir un bloc extrêmement compact permettant de manoeuvrer et de programmer facilement la machine. Plus précisément, l'invention est carac- téirisée par la disposition des conduits d'aspiration placés à l'intérieur de la tête d'usinage et par la forme de cette tête d'usinage elle-même; ces caracté- ristiques permettant d'obtenir les nombreux avantages illustrés ci-après. Parmi les machines-outils automatiques, les"robots" sont de plus en plus utilisés, ces "robots" étant plus précisément des machines programmables capables d'effectuer, de manière complètement automa- tique, une séquence d'opérations, même complexes, et capables également d'asservir plusieurs autres machines suivant des cycles répétitifs, sans nécessiter l'assitance d'un opérateur. Pour permettre le maximum de flexibilité d'utilisation, les outils sont généralement placés au-dessus de têtes fixées à l'extrémité d'un bras articulé présentant une possibilité de mouvement donnée autour de plusieurs axes, de manière à amener le dispositif à proximité des pièces à usiner, et à le placer en même temps dans la position optimale. Le dispositif de tête d'usinage selon l'invention est destiné à ce type de machine. Le problème à résoudre dans ce cas est celui de la masse de la machine qui rend difficile et compliquée la manoeuvre de la tête d'usinage, avec pour conséquences d'entrainer des difficultés de programmation de la machine, ces difficultés augmentant avec le nombre de degrés de mouvement du bras de support. Il est également prévisible, au voisinage du mandrin de support de l'outil, de former un conduit d'aspiration approprié des poussières formées lors- que, dans le cas de l'industrie aéronautique par exemple, le travail est effectué sur des pièces en fibres-de carbone conduisant à la formation de pous- sières très fines qui, outre le fait qu'elles sont dangereuses pour la santé, peuvent également dété- riorer l'électronique de la machine car ces pous- sières sont constituées de matériaux conducteurs. Ces conduits d'évacuation constituent, par conséquent, un autre élément perturbateur rendant difficile une bonne utilisation de la machine, en particulier dans le cas d'un travail intérieur des pièces. D'autre part, considérant que les têtes d'usinage comportent plusieurs pièces mobiles (support, porte-mandrin, mandrin, etc), ainsi que différents moteurs, les fabricants, compte tenu des grandes complications de montage, ont toujours placé ces conduits d'aspiration à l'extérieur de la tête, en perdant ainsi une partie de l'espace disponible. L'invention a pour but de pallier les incon- vénients ci-dessus en créant, à cet effet, un dispositif de tête d'usinage pour machines-outils automatiques, dispositif caractérisé en ce qu'il utilise des conduits d'aspiration des poussières placés à l'intérieur du dispositif de tête, et en ce que ce dispositif présente une forme sensiblement arrondie. L'invention concerne ainsi un dispositif de tête d'usinage dans lequel la disposition des pièces permet le passage intérieur des conduits d'aspira- tion, de manière à obtenir le minimum d'encombrement d'ensemble dans n'importe quelle direction; Cela pernet, en particulier, à la tête d'usinage de présenter une forme arrondie, telle que celle représentée en figure 4, dans laquelle la tête offre le minimum de gène, et présente une forme égale dans toutes les directions, de manière à permettre à cette tête de tourner librement autour de l'arbre de support sans offrir le moindre obstacle, même dans le travail intérieur des pièces. L'invention sera maintenant décrite en détail en se référant aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif de tête d'usinage selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus, partiel- lement coupée, dtun dispositif de tUte d'usinage selon l'invention; - la figure 3 est une vue de côté, partiel- lement on coupe, d'un dispositif de tête d'usinage selon l'invention; et la figure 4 est vrue en perspective d'un dispositif de tête d'usinage selon l'invention. La vue de la figure 2 est coupée suivant la ligne A-A de la figure 3, tandis que la vue de la -6880 1 figure 3 est coupée suivant la ligne B-B de la figure 2. Le dispositif de tête d'usinage selon l'in- vention comprend essentiellement une fourchette à deux branches 1 dans laquelle est placé, à l'intérieur, un élément de soutien 2 d'un mandrin 3. La fourchette est montée sur un arbre glissant le long de son axe propre, non représenté sur les dessins, et contenu à l'intérieur d'une co- quille 4. L'arbre glissant peut tourner autour de son axe propre de manière à faire tourner la fourchette. Le groupe 2 est muni d'une paire de rebords en saillie 5 dont l'un seulement est représenté sur les figures, ces rebords étant assembles à l'intérieur du roulement à billes 6 s'adaptant dans les.bras de la fourchette. Par suite, le groupe 12 peut tourner par rapport à la fourchette, autour de l'axe X-X. Dans l'élément de soutien 2, au voisinage du mandrin 3, est formée une ouverture 7 communiquant, par un conduit 8, avec la zone intérieure de l'un des rebords 5. A la base de la fourchette 1 se trouve une chambre annulaire 9 d'o part un conduit 10 s'étendant de lui-même le long du bras de la fourchette, pour atteindre le rebord 5. Par suite, l'ouverture 7 communique avec la chambre annulaire 9 par l'interm6di.aire du conduit 8, du rebord 5, et dul conduit 10. A l'intérieur de la coquille 4 se trouve alors un conduit 11 relié à des dispositifs d'aspira- tion non décrits, venant en tête de la chambre annulaire 9. Bien évidemment, dans la zone de jonction, on peut s'attendre à trouver des garnitures opposées qui ne sont pas représentées car elles sont de type bien connu. De cette manière, la chambre 9 reste en permanence en comminiuiation avec le conduit 11 quel que soit le mo-uvemeant de rotation commauniqué à la fourchette 1; ainsi, cette disposition particulitère des pièces permet d'obtenir une aspiration constante et continue des poussières, quelle que soit la posi- tion des outils. De plus, un tayau 12 passe à travers le rebord 5 pour amener un fluide réfrigérant au mandrin. Les mouvements de rotation du groupe 2 autour de l'axe X-X sont commandés, par l'inter- médiaire d'une transmission à engreaage, par un moteur 13 placé à la base de la fourchette 1, tandis que les mouvements du mandrin 3 le long de son axe propre, sont comnandés par un second moteur 14. Les deux moteurs, qui ne sont représentés que schématiquement, sont de préférence du type spécial à courant continu. Ces moteurs apparaissent comme étant particulièrement bien adaptés à ce type d'application car ils ne nécessitent que très peu de place et présentent un couple très élevé. Les câbles d'alimentation des moteurs 13 et 14, sortant de la coquille par une ouverture centrale située à la base de la fourchette 1, passent à ltitérieur dul second bras et aboutissent au rebord correspondant 5. Le fait que les conduits d'aspiration soient placés à l'intérieur de la fourchette leur donne une forme plus rationnelle. Ainsi, la base de la four- chette 1 peut prendre la forme arrondie représentée par les figures, et il est égalenent possible dtarrondir les bras de même que les autres éléments du dispositif de tête d'usinage, pour lui donner une forme sensiblement arrondie. Tout ceci présente l'avantage remarquable d'offrir un encombrenent minimum, égal dans toutes les directions, permettant n'importe quelle position de la tête ou dil mandrin. Cela pçrnet de résoudre différents pro- blêmes dans le cas d'un travail à l'intérieur des pièces. En fait, il est suffisant que les dimensions de l'intérieur de la pièce à travailler soient légèrement supérieures à celles de la tête, de façon que celle-ci puisse se déplacer librement dans n'im- porte quelle direction sans offrir le moLire obstacle, ce qui facilite énormément le travail et la programmation de la machine. Pour utiliser le dispositif de tête d'usinage, ce dernier est amené sur la partie de pièce à usiner, en plaçant ce dispositif dans la position angulaire convenable grâce à la rotation de la fourchette 1 et de l'élément de soutien d'outil 2, après quoi le mandrin avance automatiquement et démarre le travail. Simultanéement, les débirs et les poussières formés par le dispositif, sont aspirés par l'ouver- ture 7, les cond its 8 et 10, la chambre annulaire 9, et le condui.t 11, en suivant le chetil indiqié par les flèches sur les figures. Le dispositif de tête d'usinage ainsi conçu, grâce à la forme particulière donnée à ces différentes pibces, peut se déplacer librement mêma dans des espaces limités, ce qui permet ainsi d'amener le dispositif dans la position de travail optimale, tout en con- tinuant de travailler sans la moindre interruption. Bien évidemment, les dimensions et les matériaux utilisés peuvent varier en fonction des demandes des utilisateurs. REVENDICATIONS 1- Dispositif de tête d'usinage pour machines-outils automatiques, dispositif caractérisé en ce qu'il utilise des conduits d'aspiration des poussières placés à l'intérieur du dispositif de tête, et en ce que ce dispositif présente une forme sensiblement arrondie. 2- Dispositif de tête d'usinage pour machines-outils automatiques, selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il utilise: a) une fourchette montée à l'extrémité d'un bras glissant, avec une possibilité de rotation donnée autour de l'axe de ce bras; b) un élément de soutien d'un mandrin, monté sur la fourchette par une paire de rebords montés sur des roulements à billes fixés sur les bras de la- fourchette, une ouverture étant ménagée pour cela dans l'élément de soutien, au voisinage du mandrin, cette ouverture étant reliée par un conduit, à l'intérieur de l'un des rebords; et c) une chambre annulaire placée a la base de la fourchette, et communiquant avec un- conduit d'aspiration placé dans le bras de support du dispositif de tête de fonctionnement, cette chambre annulaire étant reliée à la zone intérieure du rebord 5, par un conduit s'étendant le long du bras de la fourchette. 3- Dispositif de tête d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les rebords de support d'un élément de porte-outil tournant, sont utilisés comme éléments de liaison entre les conduits d'aspiration des poussières placés à l'intérieur du dispositif de tête. 4- Dispositif de tête d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il présente une forme arrondie de même encombrement dans toutes les directions, par rapport à l'axe de l'arbre de support.