Brevet FR2564354A1 — publié le 19851122

Dispositif de montage et de démontage d'outils et d'acces- soires sur une machine-outil notamment une rectifieuse, La présente invention a pour objet un dis- positif de montage et de démontage d'outils et d'accessoi- res sur une machine -outil notamment une rectifieuse. Sur les machines-outils, notamment les rec- tifieuses dans la masse, les changements de meules, de cas- settes porte-molette et d'accessoires rendent nécessaires l'automatisation des manoeuvres de blocage, de déblocage et de manutention de ces organes. En effet, le procédé de taillage dans la masse au moyen de meules de profil rend nécessaire le chan- gement fréquent de ces meules suivant les profils à obtenir. Par ailleurs ce procédé d'usinage nécessite un taillage fréquent de ces meules. Ce profil est réalisé soit par diamantage ou par une molette au profil approprié. La tendance aux fréquents changements de profil a rendu nécessaire des dispositifs de démontage ra- pide de ces molettes. Ces molettes sont donc montées en casettes préréglées qu'il faut alors positionner et bloquer sur un organe de support de cassette porte-molette. La présente invention a pour objet de four- nir un dispositif permettant le montage et le démontage au- tomatique rapide de la meule et de la cassette porte-molet- te. Conformément à la présente invention le mo- yeu porte-meule et la cassette présentent à l'une de leurs extrémités un logement présentant une rainure dans laquelle est susceptible d'être engagée une pince de préhension d'un moyen de manoeuvre comportant également un organe de pous- sée susceptible de commander sélectivement des organes de verrouillage du moyeu porte-meule sur la broche et des organes de verrouillage de la cassette porte-molette sur un organe de support mobile. Le dispositif suivant l'invention comporte un mécanisme de verrouillage intégré au moyeu qui permet d'éviter d'affaiblir la broche portant la meule. Le dispositif suivant l'invention peut être actionné selon l'installation par une simple prise manuel- le, un outil automatique ou semi-automatique tel-qu'un ro- bot ou un appareil de manutention d'outils. Un telle disposition, assure une manuten- tion sans risque de chute de l'élément d'une part par un verrouillage positif du dispositif de préhension, et.d'au- tre part, par un contrôle logique des différentes phases de montage et de démontage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention le vérin comporte-intérieurement deux chambres dont l'une reçoit un premier piston qui est soumis sur ses deux faces à l'action d'un fluide comprimé, l'autre cham- bre recevant un second piston dont l'une des extrémités s'étend à l'extérieur du cylindre et qui présente intérieu- rement un trou borgne dans lequel se déplace la tige du pre- mier piston, l'espace compris entre le fond de l'autre cham- bre et le second piston ainsi que l'espace compris dans le trou borgne étant remplis d'un fluide hydraulique. Cette disposition permet d'équiper ces ma- chines d'un appareil d'équilibrage dynamique de la meule utilisable sur tous les outils et couplé automatiquement à ceux ci lors de leur changement. Ce moyen suivant l'invention permet de cou- pler l'appareil d'équilibrage au moyeu porte-meule de ma- nière à assurer son entraînement en rotation ainsi que son centrage de manière rigide pour lui permettre de transmet- tre les charges contrant les vibrations. Par ailleurs dans le dispositif suivant l'invention l'appareil d'équilibrage reste solidaire d'un élément fixe de la machine pour permettre les démontages d'outil sans démontage dudit appareillage, cette liaison devant être isolée en matière de vibration pour ne pas nuire au fonctionnement de l'ensemble. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la des- cription qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels; - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une rectifieuse perfectionnée suivant l'inven- tion; - la figure 2 est une vue en élévation de face et en coupe de la tête d'usinage; - la figure 3 est une vue en élévation la- térale et en coupe de la tête d'usinage; - la figure 4 est une vue en coupe longitu- dinale du dispositif de montage et de démontage du moyeu porte-meule, la demi-vue supérieure représentant la meule montée et la demi- vue inférieure en cours de montage ou de démontage; - la figure 5 est une vue en coupe longitu- dinale suivant la ligne V-V de la figure 3 du moyen de mon- tage et de démontage du porte-cassette; - la figure 6 est une vue en coupe axiale du moyen d'équilibrage de la meule; - A la figure 1 on a représenté une recti- fieuse qui comprend un bâti 1 sur lequel est monté coulis- sant horizontalement un montant 2 portant une poupée porte- meule 3 se déplaçant verticalement et sur laquelle est fi- xée à l'une de ses extrémités, un appareil à profiler 4 représenté plus en détail aux figures 2 et 3. L'appreil à profiler 4 se déplace à l'intérieur d'une enceinte fermée disposée au-dessus d'une table d'usinage 6 sur laquelle est fixée la pièce à usiner. L'appareil à profiler 4 (Fig. 2 et 3) com- prend un bâti 7 sur lequel est monté à sa partie inférieure une broche rotative présentant un cane 9 sur lequel est fixé une meule pour l'usinage des pièces. Au-dessus de la meule et parallèlement à son axe est montée rotative une molette 11 destinée au tail- lage du profil de la meule 10, ladite molette 11 étant fi- xée sur un arbre rotatif au moyen de paliers 13,13a, sur une cassette 14, ledit arbre 12 étant relié à un organe moteur d'entraînement en rotation. La cassette 14 est montée de façon amovible sur un bras de support 15 fixé à l'extrémité inférieure d'une poutretubulaire 16 qui présente à sa partie supérieure xn écrou 17 engagé sur une vis à billes 18 sur laquelle est calée une poulie 19 reliée par une courroie crantée à unepoulie 21 calée à l'extrémité de l'abre d'un organe moteur 22. Cette disposition permet par l'entraînement en rotation de la vis à billeas 18 et de l'écrou 17 d'assu- rer un déplacement _ vertical. de la cassette 14 et de la molette 11 pour rapprocher ou éloigner celle-ci de la meu- le 10 pour son taillage. Ainsi qu'il est représenté à la figure 4 la meule 10 est montée sur le cône 9 de la broche par l'intermédiaire d'un moyeu 22 sur lequel est serrée la meu- le 10 par une joue 23 et des vis 24. Le moyeu porte-meule 22 présente un loge- ment 25 dans lequel est fixé dans le fond un manchon 26 recevant intérieurement les mors d'une pince 27 qui est engagée sur une tête 28 ménagée à l'extrémité d'une tige coulissante 29 fixée sur un disque 30 monté coulissant dans le logement 25 et soumis à l'action d'une pile de ron- dellles élastiques 31 en appui à son autre extrémité cont- re un épaulement du manchon 26. A son extrémité dirigée vers l'ouverture du logement 25 la tige 29 est munie d'une butée réglable 32 destinée à venir en appui contre un organe de poussée. Les mors de la pince 27 sont engages sous l'action des rondelles élastiques 31 et de la tige 29 dans une gorge 33 d'un nez 34 ménagé à l'extrémité du cône 9 d'entraînement. Le guidage des mors de la pince 27 est as- suré par une rampe de verrouillage 26a, conformée à l'inté- rieur du manchon 26. A proximité de l'ouverture du logement , il est prévu une rainure 35 dans laquelle sont engages les mors d'une pince de préhension 36 montée sur un moyen de manoeuvre. Le moyen de manoeuvre est constitué d'un bras mobile 37 monté notamment sur un robot ou un appareil de manutention, ledit bras 37 renfermant un vérin dont le cylindre 38 fixé dans celui-ci comporte à l'une de ses extrémités un manchon vissé 39 délimitant entre celui-ci et l'extrémité d'un piston 40 qui s'étend en dehors du cylindre un espace annulaire 41 dans lequel sont montés les mors de la pince de préhension 36 qui sont guidés par une rampe 42 prévue sur l'extrémité du piston 40. Ledit piston 40 jouant également le rôle de l'organe de poussée qui agit par sa face d'extrémité 43 contre la butée 32 solidaire de la tige 29 commandant la pince 27. Le cylindre 38 présente intérieurement deux chambres 44 et 45 qui sont séparées par une cloison étanche 46. L'une des chambres 44 reçoit un premier piston 47 soumis sur ses deux faces à l'action d'un fluide comprimé, notamment de l'air comprimé. Le premier piston 47 est muni d'une tige 48 qui traverse la cloison 46 et qui est susceptible de s'étendre dans un trou borgne 49 du second piston 40, qui coulisse dans la seconde chambre 45. L'espace compris en- tre le second piston 40 et la cloison 46 ainsi que le trou borgne 49 renferment un fluide hydraulique. Le dispositif de montage et de démontage du porte-meule fonctionne de la manière suivante. Le moyeu porte-meule 22 étant fixé sur le nez 34 du cône 9 de la broche comme représenté sur la demi- vue supérieure de la figure 4, les mors de la pince 27 sont engages dans la gorge 33 du nez 34 du cône 9 sous l'action des rondelles élastiques 31 qui agissent par la tête 28 de la tige 29 sur lesdits mors de la pince. Pour procéder au démontage de la meule, on approche le bras 37 du moyen de manoeuvre, comme représen- té sur la demi-vue supérieure de la figure 4,1e premier piston 47 étant à droite la tige 48 n'est pas engagée dans le trou borgne 49 du second piston 40 qui se trouve repous- sé à droite dans la chambre 45 du cylindre. La pince 36 est en position d'ouverture afin de pénétrer dans le loge- ment 25 en regard de la rainure 35. En actionnant le premier piston 47 vers la gauche la tige 48 pénètre dans le trou borgne 49 du second piston 40 qui sous l'action du fluide hydraulique se dé- place vers la gauche comme représenté sur la partie infé- rieure de la figure 4. Il en résulte un déplacement des mors de la pince 36 qui viennent s'engager dans la rainure 35 du moyeu 22,simultanément l'extrémité 43 du piston 40 vient repousser la tige 29 vers la droite provoquant l'ouvertu- re de la pince 27 et son dégagement de la gorge 33 du nez 34 du cône 9. Il suffit alors de déplacer le bras 37 vers la droite pour démonter la meule 10 de son cône 9, le mo- yeu 22 étant fixé sur le bras par la pince de préhension 36. Pour procéder au montage d'une autre meule, on procède de la même manière mais en sesns inverse. A l'extrémité du second piston 40 il est > prévu un conduit 50 qui débouche à cette extrémité et qui assure à la fois la détection de la présence de l'organe à démonter qui obture le conduit 50 et le nettoyage systé- matique des portées côniques. Cette détection permet le déroulement nor- mal du cycle, par l'intermédiaire de l'automate de pilota- ge. Sans elle l'appareil revient à son point de départ pour un nouvel essai de prise de pièce. La détection réalisée,le piston 40 est donc en contact avec le disque 30 soumis aux organes élastiques et comprime celui-ci jusqu'à la libération complète du sys- tème de verrouillage. Le moyeu 22 ainsi démonté peut être manipu- lé sans risque de chute. La dépose du moyeu 22 porte-meule sur son élément récepteur s'effectue, après la mise en place par la suppression de l'effet de compression des rondelles élastiques 31 assurant ainsi le verrouillage du moyeu. Les rondeslles élastiques 31 repoussent le piston 40 jusqu'à la position intermédiaire. Simultané- ment on effectue par le conduit 50 un soufflage de netto- yage à travers l'ensemble des mécanismes. Le verrouillage du moyeu reposé est détecté par l'obturation du conduit 50 de soufflage. Si ce signal n'est pas enregistré le moyen de manoeuvre ne pourra être désolidarisé du moyeu porte- meule 22. Bien que l'on ait utilisé une commande hy- dro-pneumatique il est évident que les pinces 27 et 36 pourraient être manoeuvrées différemment notamment par une simple prise manuelle (genre arrache-moyeu) ou un outil semi-automatique. Pour le montage et le demontage de la cas- sette porte-molette on utilise les mêmes moyens de monta- ge et de démontage notamment le moyen de manoeuvre décrit ci-dessus (Fig. 4). Cette disposition qui est représentée aux figures 2, 3 et 5 comprend la cassette 14 qui est montée coulissante par deux de ses bords 51 dans deux rainures 52 du bras de support 15 o elle est maintenue par des or- ganes de verrouillage. La cassette 14 est prolongée d'un côté par des organes 53, 53a qui délimitent un logement 54 analogue à celui du moyeu 22 porte-meule aéfini ci-dessus, à proxi- mité de l'ouverture de ce logement il est prévu une gorge ou rainure 55 destinée à recevoir les mors de la pince 36. Entre le support 15 et la cassette 14 sont disposés des peignes 56 qui garantissent le positionnement de la cas- sette dans les rainures du bras de support 15, lesdits pei- gnes étant en appui par l'intermédiaire de deux rangées de pions 57, 57a, contre des rondelles élastiques 58, 58a. Les pions 57, 57a présentent chacun à leur partie supérieure une rainure inclinée 59 dans laquelle sont engages les bords de deux tiges 60, 60a, montées cou- lissantes dans le corps de la cassette 14 perpendiculai- rement aux axes des pions 57, 57a, lesdits bords étant délimités par des trous oblongs 61, 61a ménagés dans les aites tiges et dans lesquels sont engagés les pions 57, 57a. Les bords des dits trous oblongs 61, 61a présentant une rampe.inclinée 62, le déplacement des tiges 60, 60a provoque. le déplacement des pions 57, 57a en compri- mantles rondelles élastiques 58, 58a annulant ainsi leur action et permettant le dégaement de la cassette de son support. A l'une de -leurs extrémités les tiges cou- lissantes 60, 60a, sont soumises à l'action de piles de rondelles élastiques 63, 63a qui repoussent lesdites tiges contre les extrémités d'un palonnier 64 guidé dans le boi- tier et présentant dans sa partie centrale une butée 65 contre laquelle est susceptible de venir en appui l'ex- trémité 43 du piston 40 du moyen de manoeuvre décrit ci- dessus. La cassette 14 étant montée dans son bras de support 15 comme représenté aux figuree:2, 3 et 5 les pions 57, 57a sous l'action des ressorts 58, 58a assurent le blocage de la cassette dans son support. Pour démonter la cassette, on engage l'ex- trémité du moyen de manoeuvre représenté à la figure 4 dans le logement 54 de telle sorte que les mors de la pin- ce 36 Viennent s'engager dans la gorge 55 de l'entrée du logement 54. En actionnant la pince 36 le piston 40 Vient simultanément en contact par son extrémité 43 avec la butée 65 qui par le palonnier 64 repoussez les tiges , 60a vers la droite, contre l'action des rondelles élas- tiques 63, 63a, Par le jeu des rampes 62, des tiges , 60a, les pions 57, 57a sont soulevés en comprimant les rondelles élastiques 58, 58a pour libérer la cas- sette 14 qui est montée sur le bras 37 de l'organe de manoeuvre par la pince 36 permettant ainsi son déplace- ment et son remplacement par une autre cassette porte- molette 14. Pour rebloquer la nouvelle cassette en po- sition il suffit après avoir engagé les bords 51 dans les rainures 52, de relacher la pression sur le palonnier 64, de telle sorte que les rondelles 63, 63a repoussent les tiges 60, 60a, vers la gauche et que les rampes 62 permet- tent un déplacement des pions 57, 57a, et l'action de blo- cage des rondelles élastiques 58, 58a sur la cassette. Comme représenté aux figures 1, 3 et 6 sur la porte 66 du carter de meule est installé un appa- reil d'équilibrage 67 dans l'axe de la meule 10, ledit appareil étant fixé par des boulons 68 avec interposition d'éléments élastiques 69, sur la porte 66, dont il est isolé en matière de vibrations. L'ouverture automatique de la porte dégage donc l'appareil d'équilibrage, de la meule à démonter, ne gênant ainsi en rien cette manoeuvre. Lorsqu'un nouvel outil est en place la fer- meture de la porte 66 remet en position l'appareil d'équi- librage 67 de la meule qui porte un organe intermédiaire cônique 70 venant s'engager dans l'entrée cônique 71 du moyeu 22 afin d'assurer le centrage de l'appareil dans le moyeu. Les défauts éventuels d'alignement sont compensés par les organes élastiques 69, la contrainte appliquée sur ceux-ci garantissant alors la réaction axi- ale RA engendrée sur le cône sous l'effet des vibrations à conternir Fr (charge radiale). L'entrainement positif en rotation de l'ap- pareil d'équilibrage est assuré par des pions 72 vissés dans des trous prévus dans le moyeu 22 et engagés dans des trous 73 prévus dans l'organe intermédiaire 70. Ces pions 72 sont escamotables pour éviter de devoir indexer leur position par rapport à celle des trous du moyeu. Le moindre glissement au démarrage de l'en- semble leur permet alors de s'engager dans ces trous inter- disant alors tout décalage angulaire de l'ensemble en fonc- tionnement. Bien entendu l'invention n'est pas limita- tive et l'homme de l'art pourra y apporter des modifica- tions sans sortir du domaine de l'invention. R E V E N D C A T I O N S 1. Dispositif de montage et de démontage d'outils et d'accessoires sur une machine-outil notamment une rectifieuse comportant une tête à profile sur laquelle sont montés une broche rotative portant un moyeu porte- meule et une cassette portant une molette de taillage de la meule, caractérisé en ce que le moyeu porte-meule (22) et la cassette (14) présentent à l'une de leurs extrémités un logement (25, 54) présentant une rainure (35, 55) dans la- quelle est susceptible d'être engagée une pince de préhen- losion (36) d'un moyen de manoeuvre (37) comportant également un organe de poussée (40) susceptible de commander sélec- tivement des organes de verrouillage (27) du moyeu porte- meule (22) sur la broche et des organes de verrouillage (57, 57a, 58, 58a) de la cassette (14) porte-molette sur un organe de support mobile (15). 2. Dispositif suivant la revendication 1, ca- * ractérisé en ce que le moyeu porte-meule (22) présente un logement (25) présentant à proximité de son ouverture une rainure (35) dans laquelle est susceptible d'être engagée 201a pince (36) du moyen de manoeuvre, ledit logement ren- fermant lui même une pince (27) dont les mors sont suscep- tibles d'être engagés dans une gorge (33) prévue sur un nez de la broche rotative (9) sous l'action d'organes élasti- ques (31) et d'être dégagés de la gorge sous l'action d'un poussoir (29, 30) comprimant lesdits organes élastiques (31) en provoquant l'ouverture desdits mors de la pince (21 ledit poussoir (29, 30) étant actionné par l'organe de pou- ssée (40) du moyen de manoeuvre. 3. Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la cassette porte-molette (14) est montée coulissante par deux de ses bords (51) dans deux rainures (52) d'un organe de support (15) ou elle est main- tenue par des organes de verrouillage, ladite cassette (14) présentant un logement (54) muni à proximité de son ouver- 3sture d'une rainure (55) dans laquelle est susceptible d'êt- re engagée la pince de préhension (36) du moyen de manoeu- vre (37), ledit logement renfermant un palonnier (64) soumis dans sa partie centrale à l'action de l'organe de poussée ( 40) du moyen de manoeuvre et en appui à ses extrémités contre deux tiges (60, 60a) de commande des or- ganes de verrouillage. 4. Dispositif suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que les organes de verrouillage de la cas- sette porte-molette (14) sur son support (15) sont consti- tués par des pions (57, 57a) montés coulissants perpendi- culairement aux tiges de commande (60, 60a) dans lesquel- les ils sont engagés dans des trous oblongs (61, 61a) et présentant une rainure inclinée (59) dans laquelle est engagée une rampe (62) des tiges de commande qui agissent à l'encontre d'organes élastiques (58, 58a) maintenant lesdits pions (57, 57a) en position de serrage contre l'or- gane de support (15). 5. Dispositif, suivant la revendication 4, ca- ractérisé en ce que entre les pions (57, 57a) et le support sont disposés des peignes (56) munis de dents et assurant le positionnement de la cassette (14). 6. Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le moyen de manoeuvre est constitué d'un bras miobile (37) dans lequel est monté un vérin dont le cylindre (38) présente à l'une de ses extrémités un man- chon (391 délimitant entre celui-ci et l'extrémité d'un pis- ton (40) qui s'étend en dehors du cylindre (38) un espace annulaire dans lequel sont montés les mors de la pince (36) de préhension qui sont actionnés par une rampe (42) ména- gée sur le piston (40) dont l'extrémité constitue l'organe de poussée agissant sur les organes de verrouillage du mo- yeu porte-meule (22) et de la casette porte-molette (14). 7. Dispositif suivant la reêndication 6, ca- ractérisé en ce que le vérin comporte intérieurement deux chambres (44, 45) dont l'une (44) reçoit un premier piston (47) qui est soumis sur ses deux faces à l'action d'un fluide comprimé, l'autre chambre (45) recevant un second piston (40) dont l'une des extrémités s'étend & l'exté- rieur du cylindre (38) et qui présente intérieurement un trou borgne (49) dans lequel se déplace la tige (48) du premier piston (47), l'espace compris entre le fond de l'autre chambre (45)et le second piston (40) ainsi que l'espace compris dans le trou borgne étant remplis d'un fluide hydraulique. 8. Dispositif suivant les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que à l'extrémité du piston (40) dé- bouche un conduit d'air comprimé (50) jouant le rôle d'un détecteur de présence d'outil (10, 11) et de nettoyage des mécanismes de verrouillage des outils. 9. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur la porte (66) du carter de meule (10) et dans l'axe de la broche porte-meule est fixé par des organes élastiques (69) un appareil d'équilibrage (67) qui présente une partie cônique de centrage (70) s'adaptant à l'entrée du moyen (22) porte-meule qui est muni de pions (72) s'engageant dans des trous de l'appareil d'équilibrage pour son entraînement positif en rotation.