Brevet FR2575954A1 — publié le 19860718

Rectifieuse centerless r > our la rectification extérieure de Pièces cvlindriaues. La présente invention concerne une rectifieuse centerless pour la rectification extérieure de pièces cylindriques. On sait que le vocable "centerless" désigne d'une façon générale les machines dans lesquelles la pièce cylindrique à usiner n est pas maintenue par un axe matériel, mais est portée et inême entrainée par sa périphérie1 ce qui permet commodément de rectifier extérieurement des pièces cylindriques creuses ou pleines, par exemple les chemises de moteurs à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement les machines de ce type qui comportent notamment, sur un châssis commun, d'une part un cylindre de commande de vitesse par frottement, entrainé en rotation à vitesse déterminée par un premier moteur et propre à venir en contact avec la surface cylindrique extérieure de la pièce à rectifier, de sorte à lui imposer une vitesse périphérique déterminée, cette pièce étant soutenue par ailleurs par une réglette d'appui biseautée s'étendant parallèlement et au-dessous du niveau de son axe, et d'autre part une meule rectifieuse entrainée en#rotation à vitesse déterminée par un second moteur propre à lui conférer une vitesse périphérique différente de celle dudit cylindre, cette meule étant supportée par un premier chariot monté coulissant sur le châssis, de sorte à pouvoir l'amener soit en position de contact frottant avec ladite pièce à rectifier, soit en une position écartée de celle-ci lorsque l'opération de rectification est terminée. Habituellement, la pièce à rectifier est mise en place manuellement, par un opérateur qui la pose par le dessus, entre ledit cylindre de commande de vitesse et la réglette d'appui. L'enlèvement de la pièce-rectifiée s'effectue de même manuellement. Ordinairement, afin de ne pas affecter le rendement de la machine, la rotation du cylindre de commande de vitesse et de la meule rectifieuse n'est pas stoppée pendant ces opérations, ce qui a pour inconvénient d'augmenter le risque d'accidents pour l'opérateur et de l'exposer à des projections de liquide, la rectification s'effectuant en milieu humide. De toute façon, les opérations de chargement et de déchargement sont délicates et requièrent une adresse particulière, et un inconvénient supplémentaire réside dans le fait qu'elles nécessitent un opérateur par machine, ce qui est coûteux. Un but essentiel de la présente invention est de remédier à ces inconvénients de la technique antérieure et, en outre, de rendre facilement automatisables les opérations de chargement et de déchargement des pièces. A cet effet, une rectifieuse du type défini au début sera, conformément à l'invention, essentiellement caractérisée en ce qu'elle est associée à un dispositif, à actionnement automatique, de mise en place et d'e;- traction de la pièce cylindrique, ce dispositif comportant une tête de -préhension propre à venir en prise avec une extrémité de ladite pièce et à effectuer son transfert, ledit cylindre de commande de vitesse étant alors à l'arrêt et la meule en ladite position écartée. Grâce à cette disposition principale de l'invention, et comme on le verra mieux par la suite, on pourra automatiser totalement les opérations de mise en place et d'évacuation des pièces cylindriques, augmenter le rendement des machines, et diminuer le nombre des opérateurs nécessaires, ainsi que les risques auxquels chacun d'eux est soumis Pour accroitre encore la sécurité, on pourra prévoir en outre -que le déplacement de ladite tête de préhension s'effectue --au moins lorsqu'elle est à proximité de l'extrémité de l'emplacement qu'occupe la pièce en position de rectification-- essentiellement selon un mouvement axial horizontal, et du côté de la machine qui est opposé à celui en lequel sont disposés le pupitre de commande et autres organes que l'opérateur a à actionner. Dans certaines machines, il peut se faire que l'accès direct dans la direction horizontale et axiale susindiquée, à l'extrémité de la chemise ou autre pièce cylindrique rectifiée soit difficile, sinon impossible, pour ledit dispositif à actionnement automatique de mise en place et d'extraction de la pièce. L'espace situé de part et d'autre de l'extrémité intéressée de l'emplace- ment de rectification de ladite pièce cylindrique peut en effet se trouver encombré par divers appareillages, et il peut ltêtre notamment par les moteurs ou boîtes d'engrenages, moto-réducteurs et autres, d'entrainement du cylindre de commande de vitesse et de la meule rectifieuse. De toute façon, s'agissant d'une rectifieuse travaillant en présence d'un liquide, il est à noter que ses organes essentiels, à savoir notamment le cylindre de commande de vitesse et la meule rectifieuse, sont enfermés dans un carter empêchant les projections de liquide à l'extérieur, ce qui limite encore les possibilités d'accès à la pièce rectifiée. Pour éviter ces difficultés, on prévoit, selon une disposition intéressante et complémentaire de la précédente, que ledit cylindre de commande de vitesse et la réglette d'appui sont portés par un second chariot monté coulissant sur le châssis, de sorte à pouvoir se déplacer sensiblement parallèlement à l'axe dudit cylindre, et à se mouvoir ainsi vers ladite tête de préhension avant que celle-ci ne vienne en prise avec ladite extrémité de la pièce, en traversant une ouverture du carter précité. Ainsi, on s'affranchit totalement des obstacles --moteurs, carter ou autres-- qui peuvent occuper l'espace situé (pour le dispositif automatique en question) devant l'extrémité de la meule de rectification et qui, autrement, pourraient empêcher un bras préhenseur du dispositif de pivoter suffisamment pour que la tête de préhension qu'il porte atteigne l'extrémité de la pièce cylindrique rectifiée. Cette disposition relative au second chariot présente d'ailleurs un intérêt incident notable, car on pourra commodément mettre à profit un déplacement axial de ce chariot, et donc du cylindre de commande de vitesse, pour procéder à la rectification de celui-ci, grâce à un diamant --ou autre outil-- fixe. Il suffit pour ce faire de prévoir en outre que la machine comporte un troisième chariot par l'intermédiaire duquel ledit cylindre de commande de vitesse est porté par le second chariot, ce troisième chariot étant monté coulissant sur le second chariot, de sorte à pouvoir se déplacer dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement de ce dernier. On comprend en effet que ce troisième chariot permettra, au moment voulu, de rapprocher du diamant ou autr-e outil la surface à rectifier dudit cylindre de commande de vitesse. Il s'agit là d'une disposition complémentaire analogue à celle que l'on peut prévoir par ailleurs pour la rectification de la meule elle-même, que l'on peut effectuer par un déplacement du premier chariot vers un autre outil de rectification, jusqu'à mise en contact de la périphérie de la meule avec cet outil. Ces déplacements possibles, l'un vers l'autre ou l'un à l'opposé de l'autre, dans une direction perpendiculaire à l'axe de la pièce à rectifier, du premier et du troisième chariot, permettront de plus de rectifier des pièces de différents diamètres. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en pe-r- spective d'une rectifieuse conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en plan schématique de la machine, la pièce cylindrique étant en position de rectification ; et - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2,la pièce rectifiée étant en cours d'extraction. La meule rectifieuse 1 de la machine, entraînée à vitesse relativement élevée, de l'ordre de 30 à 60 m/s, par un moteur la, est portée par des paliers sch6- matisés en 2, eux-mêmes portés par un premier chariot 3 monté coulissant sur le châssis 4 de la machine. Ce coulissement peut s'effectuer dans un sens ou dans l'autre (flèches 5), dans une direction orthogonale à celle de l'axe horizontal 6 de la meule 1. Au châssis 4 est par ailleurs fixé un portique 7 sur la branche horizontale (parallèle à l'axe 6) duquel est monté coulissant un chariot 8 portant, en regard de la meule, un diamant 9. Ce diamant peut ainsi se déplacer parallèlement à la surface de la meule, et ceci pratiquement dans le plan horizontal contenant l'axe 6 Ainsi, en commandant le coulissement du premier chariot 3 vers la droite, on peut à tout moment opportun amener la surface de la meule 1 en contact avec le diamant 9, ensuite de quoi des mouvements de va-et-vtent du chariot 8 le long de la branche horizontale du portique 7 permettront de la rectifier et de l'amener exactement à la forme voulue. La rectifieuse comporte par ailleurs une ré glette d'appui 10 biseautée à 30-, s'étendant parallèlement à l'axe 6, cette réglette étant destinée à supporter la pièce cylindrique creuse à rectifier P (par exemple une chemise de moteur à combustion interne) et étant elle-même portée par un second chariot Il, monté coulissant sur le châssis 4. La direction de coulissement de ce second chariot 11 est parallèle à l'axe 6 de la meule 1. La rectifieuse comporte encore un cylindre de commande de vitesse 12, entrainé à vitesse relativement basse, de l'ordre de 30 m/mn, par un moteur 12â, et porté par un troisième chariot 13, par l'intermédiaire de paliers schématisés en 14. L'axe I5#du cylindre 12 se situe dans un plan vertical parallèle à l'axe 6 de la meule rectifieuse 1. La rectification s'effectuant en présence d'un liquide, il est à noter en outre que les organes essentiels de la rectifieuse, à savoir notamment le cylindre de commande de vitesse 12 et la meule rectifieuse 1, sont enfermés dans un carter C.Ce carter est pourvu d'ouvertures (non représentées sur le dessin), notamment une ouverture allongée disposée au-dessus de l'emplacement prévu pour la pièce à rectifier P, et une ouverture pratiquée dans la paroi arrière du carter dans l'axe de ladite pièce P et d'un diamètre suffisant pour permettre le passage de cette dernière. Le troisième chariot 13 peut coulisser sur le second chariot 11, dans un sens ou dans l'autre (flèches dans dans une direction orthogonale à celle de l'axe s de la meule rectifieuse 1, c'est-à-dire dans la même direction que le chariot 3. Les différents chariots 3, 8, 11 et 13 susmentionnés peuvent bien entendu être entraînés par tous mo- teurs appropriés et par l'intermédiaire de tous moyens de liaison, tels qu'à crémaillère, à système vis-écrou, etc., et ceci en des instants et à des vitesses parfaitement déterminés, en fonction des opérations à effectuer. La surface du cylindre de commande de vitesse 12 est constituée par exemple de grains abrasifs de grosse granulométrie agglomérés à une matière élastomère, de sorte qu'il puisse agir par contact, mais pratiquement sans frottement ni abrasion, à la surface de la pièce à rectifier P, pour lui imposer la vitesse périphérique souhaitée. Par contre, la meule rectifieuse 1 ayant une vitesse périphérique beaucoup plus élevée, son contact frottant avec la surface extérieure de la pièce P permettra d'obtenir une rectification fine de celle-ci par abrasion. Les sens de rotation de la meule 1, du cylindre de commande -de vitesse 12 et de la pièce à rectifier P sont indiqués par les flèches. Il est à noter que le cylindre de commande de vitesse 12 agit plus comme agent de freinage de la pièce P que comme organe d'entraînement, car en son absence la pièce P aurait tendance à être entraînée à plus grande vitesse, du fait de la force d'entraînement qu'exerce sur elle la meule rectifieuse 1. Il est à noter également que le positionnement relatif de la meule 1, du cylindre 12 et de l'arête oblique de la réglette d'appui 10 supportant la pièce P sera tel que l'axe de cette dernière se situe à un niveau légèrement plus élevé que celui des axes 6 de la meule et 15 du cylindre. On voit également, en observant la figure 1, que les sens de rotation opposés de la pièce P et de la meule 1 sont tels que la pièce P est constamment sollicitée vers le bas, de sorte que sa surface extérieure est constamment en appui sur la réglette 10, sans risque d'échappée vers le haut. Sur le châssis 4 de la machine est encore fixé un portique 17 sur la branche horizontale duquel est fixée une pointe de diamant fixe 18. L'axe de révolution de cette pointe est orthogonal à l'axe 6 de la meule 1, la branche horizontale en question étant quant à elle parallèle à cet axe. Grâce à cette disposition, on pourra, à tout moment approprié (déterminé par exemple de façon automatique), procéder à la rectification de la surface du cylindre de commande de vitesse 12. il suffira en effet de commander alors le déplacement du troisième chariot 13 vers la gauche, pour amener cette surface au contact de la pointe de diamant 18, puis de soumettre ce chariot et donc le cylindre 12 à un va-et-vient le long de cette pointe, en actionnant le second chariot 11 dans un sens puis dans l'autre, parallèlement à l'axe 6. Le but premier, cependant, de cette possibilité de coulissement du chariot 11 et des organes qu'il porte (chariot 13, cylindre 12, réglette 10) est de faciliter la mise en place de la pièce à rectifier P entre la meule 1 et le cylindre 12, ou son extraction après rectification, comme cela va être vu maintenant. La machine qui vient d'être décrite est associée à cet effet à ce que l'on a appelé plus haut un dispositif à actionnement automatique, lequel est constitué essentiellement d'un robot référencé globalement en R. Ce robot comporte un bras télescopique et articulé 19, monté sur un poteau pivotant 20, réglable en hauteur par coulissement dans un socle 21. A l'extrémité du bras 19 est montée une tête de préhension expansible 22 également articulée, de sorte qu'elle peut pivoter sur l'axe du bras 19, ainsi que sur un axe vertical 23 (voir figures 2 et 3). Des flèches montrent, sur les différentes figures, les mouvements que peut ainsi effectuer le robot R. il est à noter, en particulier, que la tête de préhension 22 peut effectuer un déplacement horizontal dans l'axe de la pièce P, et ceci bien entendu dans les deux sens. Ceci étant, lorsque la rectification d'une pièce P est terminée, les différentes opérations suivantes sont commandées automatiquementi- aux instants appropriés, à partir de la position représentée à la figure 2 (position de rectification de la pièce P) - déplacement du chariot 3 vers ha droite, pour que la meule rectifieuse I ne soit plus au contact de la pièce P (voir position en traits pleins sur la ligure 3, les pointillés définissant la position de la meule rectifieuse lorsqu'elle est en contact avec la pièce EIII - mise à l'arrêt du moteur 12a d'entrainerent du cylindre 12 - déplacement du chariot Il dans le sens de la flèche 24, jusqu'à la position extrême d'extraction - pivotement du bras 19 dans le sens de la flèche 25 et avancée de la tête de préhension 22 dans le sens de la flèche 26, jusqu'à introduction dans l'ouverture susmentionnée de la paroi- arrière du carter et dans l'extrémité de la pièce P - expansion de la tête 22 et transfert de la pièce P rectifiée sur un convoyeur d'évacuation lnon re présenté), selon des mouvements inverses des précédents. Ensuite, il est clair que la tête 22 pourra prendre une nouvelle pièce P à rectifier sur un convoyeur d'amenée, et la transférer sur la machine, entre le cylindre 12 et la réglette 10, le chariot Il occupant encore sa position sortie de la figure 3. Après quoi, les opérations inverses des précédentes ramèneront le chariot Il à sa position initiale de la figure 2, le moteur 12a pourra être remis en marche, et la meule 1 à nouveau mise au contact de la pièce P, pour une nouvelle opération de rectification. Outre la possibilité de permettre une rectification facile et rapide de la meule 1 et du cylindre 12, comme décrit plus# haut, on vóit~que la faculté qu'ont les chariots 3 et 13 de se déplacer dans la direction des flèches 5 et 16 donnera aussi la possibilité d'adapter rapidement la machine-à une large gamme de diamètres de pièces P. L'observation des figures 2 et 3 montre aussi l'utilité de déplacer le chariot Il dans le sens de la flèche 24, avant de faire agir le bras préhenseur. En effet, ce déplacement évite que la rotation du bras 15 dans le sens de la flèche 25 ne soit empêchée par la présence du moteur 1# dentratnement de la meule, du carter C ou de tout autre appareillage situé en cet emplacement. On constate en tout cas qu'une machine conforme à l'invention sera très facilement automatisabie, avec mise en oeuvre de tout appareillage approprié : automates, détecteurs de la position des différents chariots, boucles d'asservissement de la vitesse des moteurs et éventuellement des chariots, mesures automatiques des diamètres, etc. La machine sera également très sûre pour l'opé- rateur, qui se tiendra latéralement, du côté opposé à celui qui est occupé par le robot R. Les opérations de mise en place et d'extraction des pièces étant maintenant entièrement automatiques, il sera possible, de plus, de diminuer considérablement le personnel, un seul opérateur étant suffisant pour contrôler cinq machines, alors qu'auparavant il en fallait un par rectifieuse. REVENDICATIONS 1. Rectifieuse centerless pour la rectification extérieure de pièces cylindriques, du type comportant notamment, sur un châssis (4) commun, d'une part un cylindre (12) de commande de vitesse par frottement, entraîné en rotation à vitesse déterminée par un premier moteur (12a) et propre à venir en contact avec la surface cylindrique extérieure de la pièce (P) à rectifier, de sorte à lui imposer une vitesse périphérique déterminée, cette pièce (P) étant soutenue par ailleurs par une réglette d'appui (10) biseautée s'étendant parallèlement et au-dessous du niveau de son axe, et d'autre part une meule rectifieuse (1) entraînée en rotation à vitesse déterminée par un second moteur (la) propre à lui conférer une vitesse périphérique différente de celle dudit cylindre (12), cette meule 2. Rectifieuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif (R) est agencé de manière telle que le déplacement de ladite tête de préhension (22) s'effectue --au moins lorsqu'elle est à proximité de l'extrémité de l'emplacement qu'occupe la pièce (P) en position de rectification-- essentiellement selon un mouvement axial horizontal, et du côté de la machine qui est opposé à celui en lequel sont disposés le pupitre de commande et autres organes que l'opérateur a à actionner. 3. Rectifieuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit cylindre de commande de vitesse (12) et la réglette d'appui (10) sont portés par un second chariot (11) monté coulissant sur le châssis (4), de sorte à pouvoir se déplacer sensiblement parallèlement à l'axe (15) dudit cylindre, et à se mouvoir ainsi, avec la pièce (P-), vers ladite tête de préhension (22) avant #que celle-ci ne vienne en prise avec ladite extrémité de la pièce (P), en traversant une ouverture du carter (C). 4. Rectifieuse selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un troisième chariot (13) par l'intermédiaire duquel ledit cylindre (12)- de commande de vitesse est porté par le second chariot (11), ce troisième chariot (13) étant monté coulissant sur le second chariot (11), de sorte à pouvoir se déplacer dans une direction (16) perpendiculaire à la direction de-déplacement de ce dernier.