Brevet FR2561967A1 — publié le 19851004

La présente invention concerne une machine-outil dans laquelle l'usinage est réalisé sur une pièce à l'aide d'outils convenables, par exemple des outils de coupe, des forets, des alésoirs, des fraises et autres outils rotatifs ou de rectification et plus précisément elle concerne une machine-outil destinée à l'usinage sur plu- sieurs surfaces d'une pièce à partir de plusieurs direction. Comme machine-outil capable d'usiner une face supérieure et des faces gauche et droite d'une pièce, par le haut et par la gauche et la droite, on connaît déjà des machines telles qu'une fraiseuse-raboteuse ou un centre d'usinage dans lequel la tête peut avoir une direction qui change entre l'horizontaleet la verticale. Une fraiseuse-raboteuse est destinée à usiner une pièce relativement grande, et sa tête d'usinage est importante, la machine étant extrêmement encombrante. Le positionnement de la pièce est assuré par déplacement longitudinal d'une table portant la pièce. L'usinage de celle-ci est réalisé par plusieurs têtes supportées par une colonne à potence, et des broches dépassent vers la pièce. En conséquence, une opération de rotation et de positionnement rotatif de la pièce est difficile. En outre, il n'est pas souhai- table d'usiner une pièce relativement petite avec effica- cité et une grande précision. D'autre part, par exemple, dans un centre spécial d'usinage, bien que divers usinages puissent être réalisés, à l'aide de plusieurs outils de travail, une opération de tournage est difficile. En outre, comme la machine comporte un dispositif de changement automatique d'outils, son mécanisme et sa commande deviennent complexes et il faut un temps considérable pour le changement d'outils. En outre, un mécanisme compliqué est nécessaire au dépla- cement de la tête d'usinage entre une position horizontale et une position verticale lors de l'usinage d'une pièce dans plusieurs directions. En conséquence, la conserva- tion de la précision d'usinage n'est pas facile. L'invention concerne une machine-outil destinée à usiner plusieurs surfaces, dans laquelle une pièce peut être usinée à partir de plusieurs directions et a une construction relativement simple. L'invention concerne une machine-outil destinée à usiner plusieurs surfaces et dans laquelle la pièce peut être usinée à partir de plusieurs directions, une opération de tournage pouvant être réalisée sur la pièce. Elle concerne aussi une machine-outil destinée à usiner plusieurs surfaces et dans laquelle, dans le 1 0 cas de l'usinage d'une pièce dans plusieurs directions, plusieurs types d'usinages peuvent être réalisés dans plusieurs directions sans qu'un changement d'outil soit nécessaire. Plus précisément, l'invention concerne une machine dans laquelle un dispositif de support de pièce est en appui sur une base, le dispositif de support ayant une partie de support de pièce qui peut tourner librement et qui est réglable librement en position verticale, une base coulissante est en appui sur la base, cette base coulissante étant mobile d'une manière réglable librement en direction horizontale en translation par rapport au dispositif de support de pièce, une table de support d'outil est en appui sur la base coulissante, cette table étant mobile en étant réglable librement en direction horizontale, perpendiculairement à la direc- tion de déplacement de la base coulissante, et un disposi- tif vertical d'usinage exécute un usinage depuis la direc- tion ascendante sur une pièce qui est supportée par la partie de support d'outil et plusieurs dispositifs d'usinage horizontal qui effectuent un usinage d'une pièce à partir de la direction horizontale et sont montés sur la table de support d'outil. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation frontale d'une machine-outil destinée à l'usinage de plusieurs surfaces, selon l'invention; la figure 2 est une élévation de droite de la machine de la figure 1 g la figure 3 est une élévation frontale d'une partie principale représentée sur la figure 1 et agrandie, suivant les flèches III de la figure 2; et la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV des figures 1 et 3. Les figures 1 et 2 représentent une machine-outil 1 destinée à usiner plusieurs surfaces, selon l'invention, ayant plusieurs dispositifs d'usinage vertical 5A, 5B, 5C et 5D qui effectuent l'usinage à partir d'une direction ascendante sur une pièce W qui est supportée par un dispo- sitif 3, et plusieurs dispositifs d'usinage horizontal gauche et droit 7A, 7B, 7C et 7D qui effectuent l'usinage d'une pièce en direction horizontale. Le dispositif précité 3 de support de pièce, plusieurs dispositifs d'usinage vertical 5A, 5B, 5C et 5D et plusieurs dispositifs d'usinage horizontal 7A, 7B, 7C et 7D sont entourés par un couvercle 9 d'une matière en feuille, l'avant de ce couvercle ayant une plaque transparente 11 qui peut s'ouvrir et se fermer librement, par exemple autour d'une charnière. En outre, à la partie supérieure du couvercle, un dispositif à commande numérique est disposé et est destiné à commander automatiquement la machine-outil afin qu'elle assure un usinage de plusieurs surfaces. Plus précisément, une base 15 de forme convenable dont l'extrémité avant porte le dispositif précité 3 de support de pièce, est placée dans le couvercle 9. Le fonctionnement du dispositif 3 de support de pièce est commandé par le dispositif précité 13 à commande numérique. Le dispositif de support de pièce est en appui sur une broche verticale qui peut tourner librement (non représentée) qui, à son extrémité supérieure, a un mandrin à spirale qui serre fermement la pièce W. Bien que la broche précitée ne soit pas représentée en détail, elle 256196? comporte un taquet destiné à la commande d'un commutateur déterminant un point d'origine, par exemple un commutateur de limite ou de proximité, afin qu'une position initiale pour l'angle de rotation de la broche soit détectée, et il est aussi relié à un dispositif détecteur d'une position en rotation tel qu'unecodeur à impulsions. En d'autres termes, la broche précitée est réalisée de manière qu'elle puisse détecter la position en rotation à partir de la position initiale, et elle permet donc le position- nement de la pièce avec l'angle de rotation voulu. En outre, la broche précitée est fixée sur une base coulis- sante et la position de celle-ci est réglée par un méca- nisme à vis à billes ou un mécanisme à pignon et crémail- lère entraîné par un moteur à impulsions ou un servomoteur, lui-même commandé par la commande numérique 13. Plus précisément, grâce au dispositif 3 de support, la pièce W peut tourner horizontalement et l'angle de rotation est déterminé librement et en outre, elle. peut se déplacer verticalement et sa position verticale peut être réglée librement. Comme l'indiquent les figures 3 et 4, une glis- sière longitudinale 15G permettant le rapprochement et l'éloignement du dispositif 3 du support de pièce est formée à la face supérieure de la base précitée 15. Une base coulissante 17 est portée par cette glissière 15G afin qu'elle puisse se déplacer librement. Le positionnement de la base coulissante 17 lors de son déplacement longitu- dinal le long de la glissière 15G de la base 15 est assuré par un mécanisme classique à vis à billes ou un mécanisme à pignon et crémaillère qui est entraîné par un moteur à impulsions ou un servomoteur (non représenté) quiestlui-même commandé par la commande numérique 13 dont la description détaillée est omise. Une glissière latérale 17G perpendiculaire à la direction de déplacement de la base coulissante 17 est formée à la face supérieure de la base coulissante 17. Une table 19 de support d'outil est en appui sur cette glissière 17G qui est réglée afin qu'elle puisse se déplacer librement en direction latérale. De la même manière que pour la base coulissante 17, le positionnement latéral de la table de support d'outil est assuré par un méca- nisme à vis à billes ou par un mécanisme à crémaillère et pignon entraîné par un moteur à impulsions ou un servo- moteur (non représenté) qui est lui-même commandé par une commande numérique 13. Comme l'indiquent plus en détail les figures 3 et 4, plusieurs gorges en T 19T, disposées latéralement sont formées à la face supérieure de la surface de support d'outil 19 et une colonne 21 en forme de porte, qui supporte les dispositifs précités d'usinage vertical 5A à 5D et une base de support 23R, 23L, gauche et droite, portant les dispositifs précités d'usinage horizontal 7A à 7D sont fixées respectivement par plusieurs boulons en T à la face supérieure de la table 19 de support d'outil. Plus précisément, une plaque supérieure 25 ayant plusieurs gorges en T 25T qui dépassent latéralement est fixée à la face supérieure avant de la colonne 21, et plusieurs bras 27R, 27L espacés latéralement sont fixés par plusieurs boulons en T à la face avant de la plaque 25, les bras 27R, 27L étant disposés afin qu'ils soient librement réglables. Les bras précités 27R, 27L dépassent horizonta- lement vers l'avant (vers la gauche sur la figure 4). Les dispositifs précités d'usinage vertical 5A à 5D portent plusieurs trous 27H de montage vertical formés dans les bras respectifs 27R et 27L. Les bases de support précitées 23R et 23L sont espacées latéralement et sont dans des positions proches de la colonne 21. Les bases 23R et 23L dépassent vers l'avant à partir de la table 19 de support et leurs faces supérieures ont plusieurs gorges longitudinales en T 23T. Plusieurs dispositifs d'usinage vertical 7A à 7D sont en appui sur les bases de support 23R et 23L, par l'intermé- diaire de boulons en T qui permettent le réglage libre de leur positionnement. Les dispositifs d'usinage vertical 5A, 5B et les dispositifs d'usinage horizontal 7A et 7B sont disposés de manière qu'ils se trouvent pratiquement dans un même plan vertical et les autres dispositifs d'usinage vertical 5C et 5D et les autres dispositifs d'usinage vertical 7C, 7D sont disposés afin qu'ils se trouvent pratiquement dans un même autre plan vertical. Les dispositif d'usinage vertical 5A-5D et les dispositifs d'usinage horizontal 7A-7D sont équipés de moteurs M et de mandrins convenables TC de support d'outil, par exemple de mandrins à pince, entraînés par des moteurs M. Les mandrins TC serrent de façon temporaire les outils 29, par exemple de coupe, les forets, les alésoirs, les fraises et autres outils de tournage et de rectification afin que la pièce W soit usinée. Dans un arrangement tel que décrit précédemment, après montage de la pièce W dans le mandrin 38 à spirale du dispositif 3 de support de pièce, la base coulissante 17 est déplacée en direction longitudinale et la table 19 de support d'outil est déplacée en direction latérale et les dispositifs convenables d'usinage vertical 5A-5D sont disposés au-dessus de la pièce. Les outils 29 des dispositifs d'usinage vertical 5A à 5D sont commandés et, lorsque la pièce W a remonté de la quantité nécessaire vers le haut, un usinage convenable peut être réalisé à la face supérieure de la pièce W. Comme l'indique la description qui précède, la sélection des divers outils 29 et la commande convenable des déplacements de la base coulissante 17 et de la table 19 de support d'outil permet- tent la réalisation de divers usinages à la face supérieure de la pièce. En outre, lorsqu'on utilise un outil tel qu'un outil de tournage et lorsque la pièce tourne, une opération de tournage de la pièce peut être réalisée. De plus, lors de l'usinage effectué sur une pièce W avec sélection de divers outils pour les dispo- sitifs d'usinage horizontal 7A-7D et sous la commande convenable de déplacement de la base coulissante 17 et de la table 19 de support, des usinages convenables peuvent être réalisés sur les faces droite et gauche de la pièce W. A ce moment, la pièce W peut tourner d'une quantité déter- minée et un usinage peut être réalisé à la surface périphé- rique de la pièce W. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Machine-outil destinée à l'usinage de plusieurs surfaces, caractérisée en ce qu'elle comprend: un dispositif (3) de support de pièce placé sur une base et ayant une partie de support de pièce qui peut tourner librement et être réglée librement en position verticale, - une base coulissante (17) mobile sur la base en étant librement réglée en direction horizontale par rapport au dispositif de support de pièce, une table de support d'outil (19) placée sur la base coulissante et mobile d'une manière librement réglable en direction horizontale perpendiculairement à la direction de déplacement de la base coulissante, un dispositif d'usinage vertical (5A-5D) monté sur la table de support d'outil et destiné à usiner depuis le haut sur une pièce qui est portée par la partie de support d'outil, et plusieurs dispositifs d'usinage horizontal (7A- 7D) montés sur la table de support d'outil afin qu'ils assurent l'usinage de la pièce en direction horizontale. 2. Machine-outil selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la partie de support de pièce peut être positionnée à tout angle voulu de rotation. 3. Machine-outil selon la revendication 1, caracté- risée en ce que les dispositifs d'usinage vertical (5A-5D) sont placés en plusieurs rangées dans la direction de déplacement de la base coulissante et dans la direction de la table de support d'outil respectivement. 4. Machine-outil selon la revendication 1, caracté- risée en ce que plusieurs dispositifs d'usinage horizontal (7A-7D) sont disposés dans la direction de déplacement de la base coulissante. 5. Machine-outil selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'un nombre convenable de dispositifs d'usinage vertical (5A5D) et de dispositifs d'usinage horizontal (7A-7D) est monté dans un même plan.