Brevet FR2577455A1 — publié le 19860822

I Dispositif changeur de pièces pour une machine-outil La présente invention concerne un dispositif changeur de pièces pour une machineoutil, en particulier une rectifieuse, lequel dispositif comprend deux organes de préhension qui tour à tour amènent les pièces dans une position d'usinage et les font sortir de celle-ci. Des dispositifs de ce genre permettent dans une machine-outil à commande programmée, par exemple une rectifieuse à commande numérique, d'obtenir qu'automatique- ment une pièce finie soit retirée de la machine et une nouvelle pièce brute soit amenée à cette dernière. Il est par exemple connu, au moyen de mécanismes de préhension et de levage montés en forme de V dans un plan s'étendant transversalement à l'axe longitudinal des pièces placées dans la position d'usinage, de permettre à des pièces d'être alternativement amenées et évacuées (par exemple selon la demande de brevet allemand publiée n 2942060). Un tel changement de pièces s'effectue relativement à l'étroit à cause de ce qu'il est convenu d'appeler des contours gênants qui peuvent considérablement restreindre, des deux côtés, l'espace libre dans lequel une pièce usinée et une pièce non usinée doivent passer l'une à côté de l'autre. De tels contours gênants peuvent être constitués par exemple d'un côté par la meule et du côté opposé par des lunettes, têtes de mesure, protections ou analogues. Le changement de pièces allongées d'un diamètre relativement petit peut ainsi encore être réalisé avec des courses relativement réduites des organes de préhension. S'il s'agit de pièces plus épaisses, par exemple des pièces annulaires, en forme de tonneau ou de bride, les courses des organes de préhension deviennent cependant beaucoup trop longues et, par conséquent, les temps de changement trop importants pour être acceptables. D'autres organes de préhension susceptibles de pivoter, connus dans la pratique, ne sont pas à même de procéder à un changement de pièce sans mouvement de recul correspondant de la meule. La présente invention a pour but de permettre au dispositif d'amenée et de retrait de pièces décrit plus haut d'être réalisé de façon que les pièces, en se dépla- çant lors de leur amenée dans la position de rectification et leur retrait de celle-ci, ne se gênent pas mutuellement ni n'entrent en collision avec des contours gênants, tout en permettant au laps de temps nécessaire à l'enlèvement d'une pièce usinée et à l'amenée d'une pièce non encore usinée d'être réduit. Ce but est atteint selon l'invention, en ce qui concerne un dispositif changeur de pièces pour une machine- outil, en particulier une rectifieuse, lequel dispositif comprend deux organes de préhension,qui tout à tour amènent les pièces dans une position d'usinage et les font sortir de celle-ci, par le fait que les organes de préhension sont montés côte à côte dans un plan s'étendant longitudinale- ment par rapport a l'axe des pièces se trouvant dans la position d'usinage et sont munis de moyens d'entraînement tant en translation qu'en rotation. Le changement des pièces peut, moyennant un mode de construction rationnel, se réaliser sans mouvements de compensation ni mouvements d'avance latéraux des organes de préhension du fait que les organes de préhension, au cours de leur déplacement, sont alignés sur la position d'usinage des pièces de telle manière que leur axe de symétrie coupe l'axe longitudinal des pièces dans la position d'usinage. Suivant une forme de réalisation préférée de l'in- vention les organes de préhension sont alignés dans un plan vertical sur la position d'usinage. Suivant une autre forme de réalisation de l'inven- tion les organes de préhension sont alignés dans un plan oblique sur la position d'usinage. Afin de leur permettre d'effectuer des mouvements d'avance en translation et en rotation les organes de préhension sont équipés d'un mécanisme à vérins de levage et de pivotement. Le mode de montage des organes de préhension selon l'invention permet de tourner les pièces chaque fois d'un angle de 900 qui suffit & faire passer l'une à côté de l'autre les pièces à échanger. Cependant, des pièces sont fréquemment usinées des deux côtés opposés, ce qui les oblige à être serrées après avoir été tournées au total de 1800. Cette possibilité est offerte par une forme de réali- sation avantageuse de l'invention selon laquelle les orga- nes de préhension sont contenus dans un chariot-portique déplaçable longitudinalement par rapport à l'axe des pièces maintenues dans la position d'usinage. Ainsi, en faisant intervenir un magasin intermédiaire, les pièces peuvent tour à tour être saisies l'une après l'autre par les deux organes de préhension et être amenées par chacun de ceux-ci à pivoter de 90 , c'est-à-dire au total de 1800, de façon à être placées dans la position d'usinage. Afin que lors du changement de pièces relativement allongées ou annulaires une position Z bien définie puisse chaque fois être obtenue par rapport à la meule dans la direction longitudinale de la pièce, il est prévu selon une autre forme de réalisation de l'invention que les organes de préhension présentent un coude correspondant au demi-entraxe des tiges de levage. L'avantage obtenu selon l'invention consiste en ce que grâce à deux mouvements superposes (mouvements alterna- tif et de rotation) le temps nécessaire à un changement de pièce est diminué pour une course réduite, du fait que la pièce complètement usinée est tirée vers le haut et en même temps amenée à pivoter de telle sorte qu'il n'y ait pas de collision avec le contour gênant, la meule ou la pièce brute. La pièce brute non usinée est ensuite descendue et également tournée jusqu'à ce qu'elle puisse être serrée dans la position d'usinage. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe, d'un dispositif changeur de pièces selon l'inven- tion; la figure 2 est une vue latérale du même dispositif changeur de pièces; la figure 3 est une vue de dessus du dispositif changeur de pièces; la figure 4 représente une autre forme de réalisa- tion d'un dispositif changeur de pièces; la figure 5 représente une variante supplémentaire d'un dispositif changeur de pièces selon l'invention; les figures 6a à 6h représentent un cycle de tra- vail du dispositif changeur de pièces selon l'invention pour la manutention de deux pièces à usiner sur des côtés opposés à l'intérieur d'une machine; et les figures 7a à 7c représentent un cycle de tra- vail pour des pièces à usiner de deux côtés opposés sur deux machines. Le dispositif changeur de pièces représenté sur les figures 1 à 3 est associé à une rectifieuse non spéciale- ment représentée et s'étend dans un plan vertical entre une meule 1 et un contour gênant 2 indiqué schématiquement et qui représente par exemple une lunette, une tête de mesure ou une protection. Par Wl est désignée une pièce cylindrique serrée en place dans une position d'usinage 3 entre une contre-pointe 4 et une pointe 6 de poupée porte-pièce. Le dispositif changeur de pièces comprend deux organes de préhension 7 et 8 qui sont disposés côte à côte dans un plan s'étendant longitudinalement par rapport à l'axe 9 de la pièce concer- née W1 serrée en place dans -la position d'usinage 3. De plus, les organes de préhension sont alignés de telle mani- ère sur la position d'usinage que leur axe de symétrie 11 coupe l'axe longitudinal 9 de la pièce. Les deux organes de préhension 7 et 8 sont munis chacun de moyens 12, 13; 14, 16 d'entraînement en translation et en rotation, lesquels peuvent être commandés par voie hydraulique, pneumatique ou également électrique. Dans le présent exemple de réalisa- tion les moyens d'entraînement en translation sont consti- tués par des mécanismes de translation longitudinale à com- mande hydraulique présentés sous la forme de vérins de le- vage 12; 14 et les moyens d'entraînement en rotation sont constitués par deux mécanismes de pivotement à commande hydraulique présentés sous la forme de vérins de pivotement 13; 16. Par 17 sont désignées les tiges de levage et par 18 les pistons de levage des mécanismes de translation longitudinale 12 et 14. Les mécanismes séparés de levage et de pivotement des organes de préhension permettent une plus grande souplesse dans le maniement des organes de préhen- sion. Il est cependant également concevable de rendre le mouvement de rotation directement tributaire du mouvement de translation par une combinaison appropriée, par exemple sous la forme de rainures hélicoidales exécutées dans le piston longitudinal ou d'autres configurations curvilignes qui font que le mouvement de rotation est produit directe- ment par le mouvement alternatif. L'ensemble du dispositif changeur de pièces est porté par un chariotportique 19 déplaçable le long de l'axe 9 de la pièce. Pendant que, dans les conditions représentées sur les figures 1 à 3, la pièce W1 amenée par l'organe de préhension 7 dans la position d'usinage 3 est usinée, une pièce brute W2 est maintenue, par l'organe de préhension avoisinant 8, prête à être échangée,dans une position tournée de 90 par rapport à la pièce W1. Après avoir été usinée, la pièce W1 est saisie par l'organe de préhension 7 et éloignée de la position d'usinage 3 par un mouvement combiné de levage/pivotement du mécanisme de levage et de pivotement 12; 13 sans entrer, lors de ce déplacement, en collision avec l'organe de préhension avoisinant 8, la pièce W2 ou le contour gênant 2, de façon à occuper finale- ment une position s'étendant parallèlement à la pièce W2. Ensuite, comme représenté sur la figure 3, la pièce brute W2 est amenée, en tournant dans le même sens, par un mouve- ment combiné de descente/pivotement semblable du mécanisme de levage/pivotement 13; 16, dans la position d'usinage 3 sans entrer en collision avec la pièce W1 ou avec le contour gênant 2. Les deux pièces W1 et W2 sont saisies respectivement, par les organes de préhension 7; 8, suffi- samment près de leurs extrémités extérieures opposées pour qu'elles puissent être amenées, sans déplacement latéral du - chariot-portique 19, dans la position d'usinage 3 entre les pointes de centrage 4 et 6. Pour le cas o chacune des pièces W1 et W2 amenées par les deux organes de préhension 7 et 8 doit être usinée sur la même machine des deux côtés opposés, il est fait appel au déplacement latéral du chariot-portique 19 ainsi qu'à un magasin intermédiaire prévu le long du parcours de ce déplacement pour recevoir les pièces afin de permettre à celles-ci d'être manutentionnées, comme représenté sur les figures 6a à 6h, tour à tour par les deux organes de pré- hension 7 et 8 de la manière décrite ci-dessous. A l'état représenté sur la figure 6a le côté long de la pièce W1 a subi une rectification de précision. La pièce est à présent saisie par l'organe de préhension 7 et, suivant la figure 6b, amenée, par un mouvement ascendant combiné de levage/pivotement, dans une position parallèle à la pièce W2 maintenue par l'organe de préhension 8 et déjà usinée sur son long côté. Puis l'organe de préhension 8 permet, par un mouvement combiné de levage/pivatement, à la pièce W2 de descendre dans la position d'usinage suivant la figure 6c o son côté court est rectifié, comme représenté sur la figure 6d. Au cours de ce processus de rectification le chariot-portique 19 se déplace le long de l'axe 9 de la pièce W2, maintenue dans la position d'usinage 3 entre les pointes de centrage 4 et 6, en passant sur un support intermédiaire (non spécialement représenté) affectant par exemple la forme d'une palette ou d'une bande, o l'organe de préhension 7 dépose la pièce Wl sans pivotement (figure 6e). Ensuite le chariot-portique 19 se déplace, comme représenté sur la figure 6f, sur le support intermédiaire de telle manière que l'autre organe de préhension 8 puisse reprendre, sans pivotement, la pièce Wl venant d'être déposée. Le chariot- portique 19 se place alors à nouveau, selon la figure 6g, dans une position au-dessus de la position d'usinage 3 d'o la pièce W2 est retirée au moyen d'un mouvement combiné de levage/pivotement par l'organe de préhension 7 de sorte que les deux pièces Wl et W2 sont maintenues par les organes de préhension 7 et 8 de façon que leurs extrémités correspondantes soient décalées de les unes par rapport aux autres. A partir de cette position la pièce Wl est déplacée suivant la figure 6h, par un mouvement combiné de levage/pivotement de l'organe de préhension, de façon que son côté court se trouve amené dans la position d'usinage o ce côté court est rectifié. Lors de la rectification du côté court de la pièce Wl la pièce W2 est déposée, par déplacement du chariot-portique 19, sur une bande à produits finis non représentée et une nouvelle pièce brute est prélevée sur une bande à pièces brutes non représentée. Sur les figures 7a à 7c est représenté l'usinage de pièces W sur des côtés opposés effectué successivement sur deux machines séparées, les pièces étant rectifiées sur leur côté long sur une première machine 21, puis amenées par déplacement du chariot-portique dans un magasin inter- médiaire 22 o elles sont d'abord déposées dans une posi- tion tournée de 90 et ensuite, après un pivotement supplé- mentaire de 900, transférées dans la position d'usinage sur une seconde machine 23 et rectifiées sur le côté court. Suivant la variante du dispositif changeur de piè- ces représentée sur la figure 4 les organes de préhension 7 et 8 sont montés de façon que leur mouvement longitudinal, c'est-à-dire de levage ou de descente, soit dirigé parallèlement au contour gênant 2. Le mouvement combiné de levage/pivotement évite ici aussi que les pièces à échanger ne se gênent mutuellement ou n'entrent en collision avec la meule 1 ou le contour gênant 2. La variante du dispositif changeur de pièces repré- sentée sur la figure 5 est prévue pour des pièces particu- lièrement étroites (par exemple des pièces annulaires), un coude approprié 24 des organes de préhension 7 et 8 permet- tant d'obtenir la position Z (direction longitudinale) des pièces à l'intérieur de la position d'usinage. La dimension k du coude correspond à la moitié de l'entraxe des deux tiges de levage 17. REVENDICATIONS 1 - Dispositif changeur de pièces pour une machine- outil, en particulier une rectifieuse, lequel dispositif comprend deux organes de préhension qui tour à tour amènent les pièces dans une position d'usinage et les font sortir de celle-ci, caractérisé en ce que les organes de préhen- sion (7, 8) sont disposés côte à côte dans un plan s'éten- dant longitudinalement par rapport à l'axe (9) des pièces (W) se trouvant dans la position d'usinage (3) et sont mu- nis de moyens (12, 13; 14, 16) d'entraînement en transla- tion ainsi qu'en rotation. 2 - Dispositif changeur de pièces selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les organes de préhension (7, 8), en se déplaçant, sont alignés sur la position d'usinage (3) des pièces (W) de telle manière que leur axe de symétrie (11) coupe l'axe longitudinal (9) de la pièce dans la position d'usinage. 3 - Dispositif changeur de pièces selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de préhen- sion (7, 8) sont alignés, dans un plan vertical, sur la position d'usinage (3). 4 - Dispositif changeur de pièces selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de préhen- sion (7, 8) sont alignés, dans un plan incliné, sur la position d'usinage (3). - Dispositif changeur de pièces selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de préhension (7, 8) sont montés sur un mécanisme à vérins de levage et de pivotement (12, 13; 14, 16). 6 - Dispositif changeur de pièces selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de préhension (7, 8) sont portés par un chariot-portique (19) pouvant se déplacer longitudinalement par rapport à l'axe (9) des pièces (W) maintenues dans la position d'usinage (3). 7 - Dispositif changeur de pièces selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de préhension (7, 8) sont munis d'un coude (24) correspondant au demi-entraxe (k) des tiges de levage (17).