Brevet FR2584966A1 — publié le 19870123

DISPOSITIF POUR L'USINAGE D'UN OBJET PAR CONTACT D'AU MOINS UN OUTIL L'usinage d'objets ne peut être répétitif que si les objets successifs sont tous de même contour, de même forme et de mêmes dimensions. Lorsqu'ou contraire leurs caractéristiques morphologiques diffèrent, on est contraint d'agir manuellement en laissant à l'Homme le soin d'adapter ses gestes aux différents objets et en fonction des outils qu'il doit manoeuvrer, ou bien alors on doit disposer d'autant de machines qu'il y a de types d'objets, ce qui conduit, la plupart du temps à une impossibilité pratique. Naturellement, on a déjà pensé à équiper une machine donnée de palpeurs, de détecteurs et de calculateurs grâce auxquels la machine unique pourrait s'adapter à différents objets. Mais si la conception d'une telle machine n'est pas impossible en théorie, elle conduit dans la pratique à des complications et des prix incompatibles avec les possibilités d'amortissement sur le nombre d'objets obtenus. Un exemple d'usinage par contact d'outil est l'ébarbage de pièces de fonderie telles que des cocottes, des casseroles, pots, etc. On soit en effet que l'on ne peut éviter, lors de la coulée de la fonte dons un moule, qu'il subsiste à la sortie du moule et même après une opération de sablage, des irrégularités à l'endroit du plan de moule. Ces irrégularités sont non seulement inesthétiques mais dangereuses puisqu'elles sont pointues et coupantes et il est impératif de les faire disparattre avant de procéder éventuellement à une opération de peinture ou d'émaillage. Actuellement l'ébarbage - se fait au moyen de meules rotatives placées devant un support sur lequel l'ouvrier pose la pièce à ébarber et qu'il fait tourner à la main devant la meule en adaptant ses gestes aux formes et dimensions de l'objet. C'est ainsi que l'on peut indifféremment procéder à l'ébarbage de pièces ovales ou de pièces rondes, de pièces ayant des anses ou n'en ayant pas puisque l'Homme sait parfaitement s'adapter à ces différentes circonstances. On comprend que la possibilité d'avoir des pièces rondes ou ovales ou bien encore des pièces avec des anses rend pratiquement impossible toute solution mécanique basée sur la rotation de la pièce sur elle-même puisque dons ces cos-là la pièce n'est pas de révolution. La présente invention remédie aux inconvénients connus et permet par conséquent une mécanisation et une automatisation d'opérations d'usinage malgré les formes et les dimensions variables des objets à usiner. A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif pour l'usinage d'un objet par contact d'au moins un outil et par déplacement de l'objet et, notamment, pour l'ébarbage de pièces de fonderie au moyen d'une ou plusieurs meules rotatives, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un plateau rotatif contre lequel un objet doit être maintenu appliqué et d'autre part un équipage porte-outil(s) qui est monté librement sur un pivot, qui est équilibré et taré pour être sollicité en permonence par son poids propre dans le sens de pivotement correspondant à Sa position dans laquelle l'outil est, ou les outils sont, en contact avec l'objet et qui est relié à un mécanisme de rappel destiné à faire pivoter l'équipage, à l'encontre de son poids, dans le sens inverse du précédent et à maintenir ledit équipage dans une position correspondant au retrait du ou des outils par rapport à l'objet. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'équipage est muni d'un support pour des tares amovibles permettant d'ajuster son poids et, par voie de conséquence, l'effort de pression du ou des outils sur l'objet; - le dispositif comprend une butée de préférence réglable pour limiter le pivotement de l'équipage; - l'équipage est monté mobile parallèlement à l'axe de son pivot et comprend un mécanisme de réglage de sa position; - l'équipage est monté sur un support réglable pour que la position de son pivot puisse être ajustée par rapport à l'objet afir que l'angle de travail de l'outil, ou des outils, puisse être réglé;; - le mécanisme de rappel est constitué par un vérin à simple effet ayant un cylindre fixe et une tige mobile qui est solidaire d'un piston, qui est reliée à l'équipage et qui doit agir sur celui-ci lors d'une course d'aller sous l'effet de l'admission d'un fluide sous pression sur une face du piston tandis que la course du retour de la tige provoquée, lorsque le fluide n'est plus sous pression, par le mouve nuent de pivotement de l'équipage dû à son poids, ce mouvement étant freiné par l'effort qu'exerce le piston sur le fluide pour le refouler hors du cylindre;; - l'équipage supporte un premier outil et possède un pivot parallèle au sien propre pour un deuxième support d'un second outil susceptible d'agir en même temps que le premier et à côté de lui, en complète autonomie de mouvement; - un seul et même pivot est commun au premier et au deuxième support; - l'équipage comprend une butée de préférence réglable pour limiter le pivotement du deuxième support; - le deuxième support présente un pivot pour un troisième support sur lequel repose le second outil, pivot qui comporte des moyens de blocage permettant d'ajuster et de fixer la position du troisième support et, par conséquent, de régler l'angle de travail du deuxième outil indépendamment de l'angle de travail du premier outil;; le deuxième support est monté mobile sur le pivot et comporte des moyens de blocage de sa position pour ajuster celle du second outil par rapport à l'objet; L'irvention sera mieux comprise par la description détaillée ci- après faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la descriptton et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limi tatif. La figure I est une vue schématique partielle d'un dispositif conforme à l'invention et montrant la position relative d'un objet avant usinage et de l'équipage portant deux outils. La figure 2 est une vue schématique représentant le même dispositif en cours de fonctionnement, les outils étant en position active. la figure 3 montre une position particulière dans laquelle deux outils occupent l'un par rapport à l'autre une position différente de celles qu'ils occupent sur les figures 1 et 2. La figure 4 est une vue schématique partielle montrant de profil le dispositif dans la même position que celle de la figure 2. La figure 5 est une vue schématique partielle montrant en plan le dispositif dans la position de la figure 2. Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques partielles mon tront les conditions de réglage de l'inclinaison de l'un des outils. La figure 8 est une vue schématique montrant sur un objet le résultat de l'usinage. On a représenté au dessin un exemple de réalisation de l'invention selon lequel on utilise deux outils mais il est clair que l'invention peut être réalisée en n'en prévoyant qu'un seul ou au contraire en en prévoyant plusieurs et, cela, en fonction de l'usinage et des caractéristiques des objets à traiter. Ici il s'agit d'ébarber des pièces de fonderie et plus particulièrement des cocottes en fonte. Sur les figures 1 à 4 on voit qu'une telle cocotte 1 est de forme ronde et présente deux poignées diamétralement opposées 2 et 3. L'ébarbage intéressant non seulement le bord supérieur de la cocotte 1 mais également le bord des poignées 2 et 3, le contour à usiner est globalement de forme ovale, ce qui signifie que l'on pourrait tout aussi bien traiter des objets ovales avec ou sans poignée et bien entendu de toute autre forme comme on le verra plus loin. Selon l'invention, l'objet (ici la cocotte 1) est placé contre un plateau rotatif 4 solidaire d'une poulie 5 entraînée en rotation dans le sens de la flèche F1 par exemple au moyen d'une chaste, d'une courroie éventuellement crantée 6 etc. (figure 4). Le plateau 4 est vertical et la cocotte 1 est maintenue appliquée contre lui au moyen d'un vérin 7 placé dans l'axe du plateau 4 (fiv gure 4), le maintien se faisant par pression lorsque la tige 8 munie d'une tête 9 est placée en position d'extention, par introduction d'un fluide sous pression par une entrée 7a du vérin 7 tondis que l'extraction de lc cocotte 1 est autorisée en introduisant le fluide sous pression par une entrée 7b et actionnant la tige 8 dans le sens inverse, c'est-à-dire celui de son retrait. Comme on le voit particulièrement bien sur la figure 1, la cocotte 1 présente sur tout le pourtour de son bord supérieur des irrégularités 10 qui proviennent du fait qu'à cet endroit se situe le plan du moule et l'opération d'usinage représentée ici consiste à retirer ces irrégularités, c'est-à-dire à procéder à un ébarbage avant la finition de l'objet, par exemple au moyen d'un émail. A cet effet, selon l'invention, on prévoit un équipage 100 monté sur un pivot horizontal 101 et relié par sa partie arrière 102 à la tige 103 d'un vérin à simple effet 104 auquel aboutit une conduite de fluide sous pression 105. Sur l'équipage 100 se trouve une machine à meuler pneumatique comprenant un corps 110, un axe rotatif 111 et un raccord 112 pour un tuyau 113 d'amenée d'air comprimé, l'arbre rotatif 111 étant rendu solidaire d'une meule interchangeable 114 protégée par un cache 115, cet ensemble étant fixé à l'équipage 100 au moyen de brides 116 de tout type connu, l'équipage 100 constituant ainsi un support 117 pour la machine à meuler 110. Le pivot 101 permet non seulement le pivotement de l'équipage 100, c'est-à-dire du support 117, par rapport à un bâti fixe mois également celui d'un support 120 distinct du support 117 et portant une bague 121 permettant le pivotement d'un troisième support 130 solidaire d'un pivot 131 engagé dans ladite bague 121, ce montage permettant l'orientation du support 130 par rapport à la bague 121, la position désirée étant fixée au moyen d'une vis de blocage 122. Le troisième support 130 reçoit une machine à meuler 140 qui présente un corps 141 et un axe rotatif 142 pour une meule interchangeable proprement dite 143, la machine à meuler 140 étant reliée par un tuyau 144 à une source d'air comprimé (non représentée), l'ensemble étant fixé au support 130 par des brides 145. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant la figure 1 représente le début du cycle qui consiste à mettre en place la cocotte 1 contre le plateau rotatif 4 et à la maintenir bloquée en commandant l'admission de fluide sous pression par l'entrée 7a dans le corps 7 du vérin, de sorte que la tige 8 est poussée vers l'extérieur et sa tête 9 agit par pression contre le fond de la cocotte 1. A ce moment, on met en route le plateau rotatif 4 pour qu'il entre en rotation dans le sens de la flèche F1. L'équipage mobile 100 dans son ensemble est dans la position de la figure 1 grâce à la pression de fluide comprimé arrivant dons le vérin 104 par le conduit 105, de sorte que la tige 103 pousse sur la partie arrière 102 de l'équipage 100 qui se trouve ainsi abaissée d'un côté du pivot 101 et relevée de l'autre, ce qui correspond à l'effacement des outils 114 et 143 ainsi que de leurs accessoires afin de libérer totalement l'espace par lequel la cocotte 1 est mise en place contre le plateau 4. A ce moment, on interrompt l'arrivée de fluide comprimé par le conduit 105 et le poids propre de l'équipage 100 fait pivoter celui-ci autour du pivot 101 en étant freiné grâce au fait que la tige 103 pénètre dans le vérin 104 et refoule le fluide dans le conduit 105. L'homme de métier soit parfaitement réaliser ce montage pour que la vitesse avec laquelle l'équipage s'en pivote soit correcte pour éviter des chocs des outils 114 et 143 contre la cocotte 1 tout en autorisant une vitesse raisonnable dès lors qu'il ne s'agit pas d'une chute brutale. Comme les~ outils sont ici des meules 114 et 143, elles doivent être changes périodiquement lorsqu'elles sont usées et en fonction de cette usure progressive ou lorsque l'an change un outil pour en mettre un autre d'un type différent, il faut ajuster le poids de l'équipage 100 pour que son pivotement naturel soit correct et que la pression des outils sur la cocotte 1 soit convenable. A cet égard, on peut prévoir que, dans une situation moyenne normale l'ensemble de l'équipage 100 et des outils qu'il porte soient un peu trop ldgers et on prévoit un support 118 pour des tares 119 que l'on ajoute ou que l'on retire comme les poids d'une balance pour obtenir exactement l'effet recherché. En même temps que l'équipage 100 est libéré et descend par son propre poids, un fluide comprimé tel que de l'air est introduit par la conduite 113 et dans la conduite 144 afin d'entratner respectivement les arbres rotatifs 111 et 142 ainsi que les meules correspondantes 114 et 143 dans le sens de la flèche F3 pour la meule 114 dans le sens de la flèche F4 pour la meule 143. On remarque que l'on a prévu sous l'équipage 100 une visse réglable 150 qui est placée en regard d'un plan fixe 151 avec lequel-elle entre en contact et forme butée lorsque l'équipage 100 ayant pivoté autour du pivot 101 selon la flèche F2 atteint la position que l'on détermine comme maximale et qui permet de prévoir un abaissement plus ou moins important de l'équipage 100 selon le réglage de la visse 150. Dès que les meules 114 et 143 sont entrées au contact de la cocotte 1, elles exercent sur cette dernière une certaine pression qui est fonction du poids de l'équipage 100 et, compte tenu du sens de rotation de la cocotte 1 selon la flèche F1, la meule 114 entre en action avant la meule 143 et retire les barbes 110 tout en créant une zone meulée x comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 8 et qui laisse percevoir de légers sillons parallèles entre eux, ces sillons étant éli innés par la meule 143 de groins plus fins et qui agit perpendiculoire ment au sens de ces sillons de sorte qu'àprès l'action de la meule 143, la cocotte présente une zone y parfaitement lisse et très régulière puiisqw'il n'y a pas de mouvement relatif entre la cocotte 1 et les meuves 114 et 143 autre que la rotation propre à chacun de ces éléments. L'équipage 10Q est monté coulissant le long de l'axe 101 et des moyens de réglage sont prévus pour permettre à l'équipage 100 d'être plus ou trins éloigné dans le sens de l'axe de la cocotte 1 afin de donner a La zone x une hauteur plus ou moins grande en fonction de différents poromAtres dont l'état de surface de cette zone avant barbage (partie droite de la cocotte 1 sur la figure 8), en fonction des dimensions de lo. cocotte 1, et en fonction de l'aspect que l'on veut donner à un rebord éventuel z de la cocotte 1. On peut ainsi prévoir que la meule 114 n'enlève qu'une partie infime de la matière constituant la cocotte 1 pour ne retirer strictement que les bavures 10, auquel cas la zone x peut être imperceptible ou bien au contraire prévoir, comme représenté, que la zone x a une étendue non négligeable. Lorsque la cocotte 1 a tourné selon un arc donné, elle présente à la meule 14 son anse 3 et l'on comprend que cette anse soulève l'équipage 1 car il est bien évident que le poids de celui-ci exerce sur la cocotte 1 une pression beaucoup plus faib-Ie que l'effort de soulèvement do à la présence des anses en fonte 2 et 3. De la sorte, la meule 114 se soulève tout en suivant exactement le contour d'abord du bord de la cocotte, puis du bord de l'anse 2, la meule 143 continuant de rester ou contact du bord puisque le support 120 pivote autour du pivot 101 et autorise par conséquent un mouvement relatif entre la machine à meuler 110 et la machine à meuler 140. Sur le figure 3 on a représenté une position qui correspond à la fin d'un cycle c'est-à-dire que la cocotte a parcouru une fraction importante d'un tour et il ne reste plus à la meule 114 qu'une petite fraction de bavure 10 à retirer, la meule 143 étant elle en contact avec l'anse 3 c'est-à-dire dans une position de soulèvement par rapport à ta meule 114 qui est, elle, dons une position d'abaissement. Cela illustre la même possibilité que celle indiquée ci-dessus-, à savoir l'indépendance des mouvements entre les deux meules 114 et 143# cor du fait du poids de l'équipage 100 la meule 114 a suivi le contour de l'anse 3 pour retrouver le bord de la cocotte 1 tandis que la meule 143 a été soulevée par ladite anse 3, ce qui est autorisé par la possibilté de pivotement du support 120 autour du pivot 101 et grâce à quoi la meule 143 effectue son travail de finition après le travail de la meule 114. De même que l'on a prévu de déterminer par sécurité une position basse extrême de l'équipage 100 par la visse 104 et la surface de budget 151, on a prévu de limiter l'abaissement maximal du support 120 en prévoyant au dessous de ce dernier une butée 160 solidaire de l'équipage 100 et munie d'une visse de réglage 161 par laquelle on obtient un soulèvement du support 120 par rapport à la butée 160 lorsque l'on visse la visse 61. La meule 143 est bien entendu soumise à une usure et l'on doit pouvoir régler sa position en avançant plus ou moins le support 130 dans le sens de l'axe de la cocotte 1. Cela est obtenu en prévoyant que le support 120 est monté coulissant le long du pivot 101 et que l'on fixe sa position le long du pivot 101 au moyen d'un écrou de réglage 170 et un contre-écrou de blocage 171 tous deux vissés sur une partie filetée du pivot 101. Lorsque la meule 114 est usée ou lorsque l'aval d'une cocotte est très accentué, ce qui est le cas lorsque les anses sont très proéminentes, il faut pouvoir régler l'inclinaison de la machine à meuler 110 cor sinon il pourrait se produire un choc entre l'anse et l'axe rotatif 111 ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 6. On voit en effet sur cette figure que par rapport à l'horizontale h l'angle que fait l'axe rotatif est nul et que ce dernier se trou-ve très près du bord de la cocotte 1 alors que l'anse 2 dépasse du bord de la cocotte 1 sur une distance supérieure à celle qui sépare ce même bord de l'arbre rotatif 111. Dans une telle situation, il ne se passerait aucun accident grave de cosse ou de blocage mais l'arbre 111 et la meule 114 se trouverait soulevés par l'anse 2 de sorte que toute la partie de celle-ci comprise entre son raccordement avec le bord 1 et son sommet ne serait pas ébarbé par la meule 114 puisque celle-ci serait en position de soulèvement. Pour éviter cet incident, il faut, comme on l'a représenté sur la figure 7, donner à l'arbre rotatif 111 un angle A positif par rapport à l'horizontale H, cet angle devant pouvoir être ajusté en fonction des objets à traiter et du diamètre des meules 114 utilisées. Pour obtenir ce réglage, il faut rendre le pivot 101 mobile en hauteur et cela peut être obtenu par différents moyens très simples et à la portée de l'homme de métier de sorte que ces moyens ne seront pas écrits ici en détail. Lorsque le travail sur une cocotte l est terminé, on arrête le plateau rotatif 4 et l'on provoque l'entrée de fluide comprimé dans le vérin 104 par la conduite 105 de sorte que la tige 103 pousse sur la partie arrière de l'équipage 100 et fait passer celui-ci de la position de travail représenté sur la figure 2 à la position de repos représentée sur la figure 1. On retire alors la cocotte 1 après avoir fait reculer la tige 8 et la tête 9 du vérin 7 et on met à sa place une nouvelle cocotte à usiner et ainsi de suite. On voit que grâce à l'invention on obtient un travail non seulement automatique mais en plus extrêmement régulier et donnant aux objets ainsi traités une qualité sons précédent non pas pour quelques pièces isolées particulièrement réussies mois pour l'ensemble de la production c est-à-dire que la qualité s'obtient de manière répétitive, systémotique et automotique. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour l'usinage d'un objet par contact d'au moins un outil et par déplacement de l'objet et, notamment, pour l'ébarbage de pièces de fonderies (1) au moyen d'une ou plusieurs meules rotatives (114-143), caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un plateau rotatif (4) contre lequel un objet (1) doit être maintenu appliqué et d'autre part un équipage porte-outil(s) (100) qui est monté librement sur un pivot (101), qui est équilibré et taré pour être sollicité en permanence par son poids propre dans le sens de pivotement correspondant à Sa position dans laquelle l'outil (114) est, ou les outils (114-143) sont, en contact avec l'objet (1) et qui est relié à un mécanisme de rappel (103-104) destiné à faire pivoter l'équipage (100), à l'encontre de son poids, dons le sens inverse du précédent et à maintenir ledit équipage (100) dons une position correspondant au retrait du ou des outils (114-143) par rapport à l'objet (1). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage (100) est muni d'un support (118) pour des tares amovibles (119) permettant d'ajuster son poids et, par voie de conséquence, l'effort de pression du ou des outils (114-143) sur l'objet (1). 3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un butée (150-151) de préférence réglable pour limiter le pivotement de l'équipage (100). 4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage (100) est monté mobile parallèlement à l'axe de son pivot (101) et comprend un mécanisme de réglage (170-171} de sa position. 5- Dispositif selon la revendication. Tt caractérisé en ce que l'équipage (100) est monté sur un support réglable pour que la position de son pivot (101) puisse être ajustée par rapport à l'objet (1) afin, que l'angle (A) de travail de l'outil (114), ou des outils (114-143), puisse être réglé. 6- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de rappel est constitué par un vérin à simple effet, ayant un cylindre fixe (104) et une tige mobile (103) qui est solidaire d'un piston qui est relié à l'équipage (100) et qui doit agir sur celui-ci lors d'une course d'aller sous l'effet de l'admission d'un fluide sous pression, sur une face du piston tandis que la course de retour de la tige (103) est provoquée lorsque le fluide n'est plus sous pression, par le mouvement de pivotement de l'équipage (100) dû à son poids, ce mouvement étant freiné par l'effort qu'exerce le piston sur le fluide pour le refouler hors du cylindre (104). 7- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage (100) supporte un premier outil (110 à 115) et possède un pivot (101) parallèle au sien propre (101) pour un deuxième support (120) d'un second outil (140 à 144) susceptible d'agir en même temps que le premier (110 à 115) et à côté de lui, en complète autonomie de mouvements. 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un seul et même pivot (101) est commun au premier et au deuxième support (117 et 120). 9- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'équipage,(100) comprend une butée (160-161) de préférence réglable pour limiter le pivotement du deuxième support (120). 10- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième support (120) présente un pivot (121) pour un troisième support (130) sur lequel repose le second outil (140 à 144), pivot (121) qui comporte des moyens de blocage (122) permettant d'ajuster et de fixer la position du troisième support (130) et, par conséquent, de régler l'angle de travail du deuxième outil (140 à 144) indépendamment de l'angle de travail (A) du premier outil (110 à 115). 11- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième support (120) est monté mobile sur le pivot (101) et comporte des moyens de blocage (170-171) de sa position pour ajuster celle du second outil (140 à 144) par rapport à l'objet (1).