Brevet FR2594735A1 — publié le 19870828

La présente invention concerne de façon générale un appareil de transfert destiné à transférer simultanément plusieurs pièces à des postes d'usinage de machines-outils et plus précisément, elle concerne un tel appareil de trans- fert qui peut être utilisé pour la construction d'une chaîne de transfert pour atelier flexible. Une machine-transfert de type connu a un appareil de transfert de pièces d'un poste d'usinage d'un ensemble d'usinage à celui d'un autre ensemble d'usinage qui le suit, successivement. Par exemple, un appareil de transfert est réalisé sous forme d'un dispositif de levage et de transport ayant une barre de transfert mobile en direction verticale et en direction horizontale axiale. La barre de transfert porte plusieurs dispositifs de montage de transfert destinés chacun à supporter et positionner une pièce. A chacun des postes d'usinage, deux plaques de support tournées vers le haut sont placées de part et d'autre de la barre de transfert, et un jeu de dispositifs de montage de postes d'usinage est monté aux parties supérieures des plaques de support tournées vers le haut. Cependant, comme les dispositifs de montage de chaque poste d'usinage sont fixes, un problème qui se pose est da au fait qu'une pièce se trouvant à chaque poste d'usinage ne peut pas être usinée sur une autre face que celle qui est tournée vers un ensemble d'usinage. Si l'on essayait de réaliser des dispositifs de montage de postes d'usinage pouvant être positionnés angulairement à chaque poste d'usinage, un arrangement spécial devrait être réalisé afin qu'il empêche les contacts entre les dispositifs de montage et les plaques de support tournées vers le haut, d'une part, et la barre de transfert, d'autre part, si bien que chaque poste d'usinage aurait une configuration compliquée. L'utilisation d'un appareil connu de transfert du type à soulèvement et transport ne peut donc pas être envisagée dans une chaîne de transfert d'atelier flexible dans laquelle plusieurs machines-outils peuvent être commandées chacune par un programme de commande numérique et sont disposées sous forme d'une chaîne, assurant chacune les étapes limi- tées de divers usinages à réaliser sur chaque pièce. Dans un autre procédé de transfert de pièces en- tre les tables de travail de plusieurs machines-outils, on peut utiliser des chariots de transfert. Cependant, ce pro- cédé provoque une augmentation des coûts, selon un inconvé- nient, car de nombreux chariots de transfert sont nécessai- res, et ils donnent aussi un plus long temps de transfert étant donné que la vitesse de déplacement des chariots de transfert est faible en général. La présente invention concerne essentiellement un appareil perfectionné de transfert de pièces qui, non seule- ment permet une utilisation efficace des avantages du dispo- sitif du type précité à soulèvement et transport, mais qui peut aussi coexister avec des postes d'usinage comprenant une table rotative de travail. L'invention concerne aussi un appareil perfectionné de transfert de pièces qui peut être utilisé avec une chaîne de transfert d'atelier flexible. En résumé, dans un appareil de transfert de pièces selon la présente invention, un ensemble de transfert est placé le long des tables de travail de plusieurs machines- outils disposées afin qu'elles forment une chaîne, dans une première direction horizontale, et mobile en translation dans la première direction horizontale et dans une direction verticale. Plusieurs dispositifs de montage de transfert, pouvant chacun porter une pièce à charger sur l'une des tables de travail, sont disposés sur l'ensemble de transfert, avec un intervalle égal à celui des machines-outils. Les - dispositifs de montage de transfert sont portés par des sup- port respectifs afin qu'ils puissent être déplacés dans une seconde direction horizontale qui est sensiblement transver- sale par rapport à la première direction horizontale. L'en- semble de transfert est déplacé par un premier Dispositif d'alimentation, dans la première direction horizontale, afin que chacun des dispositifs de montage de transfert soit transféré de l'une des machines-outils à la suivante, succes- sivement. Un second dispositif d'alimentation assure le dé- placement de tous les dispositifs de montage de transfert ou d'un dispositif correspondant de montage de transfert dans la seconde direction horizontale afin que chaque dis- positif de montage de transfert soit présenté à la table de travail devant laquelle il se trouve et soit déplacé en re- trait par rapport à celle-ci. Un troisième dispositif d'ali- mentation assure un déplacement vertical de l'ensemble de transfert si bien que chaque dispositif de montage de trans- fert, en position de présentation, place la pièce qu'il por- te sur la table de travail afin qu'elle y soit chargée et la retire de cette table afin qu'elle soit déchargée. Grâce à cette configuration, comme l'ensemble de transfert simultané de plusieurs pièces est réalisé sous une forme séparée des tables de travail, aucune modification des machines-outils n'est nécessaire, si bien que les machines- outils peuvent être d'un type à commande numérique d'emploi universel, connu par exemple sous le nom de "centres d'usinage". En outre, comme les dispositifs de montage de transfert sont placés suivant un trajet fixe, le positionnement de chaque dispositif de montage de transfert est fiable et précis si bien que la vitesse de transfert peut être accrue. 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, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels les références identiques dési- gnent des éléments analogues ou correspondants et sur les- quels: la figure 1 est une vue en plan d'une chaîne de transfert de type flexible, comprenant un appareil de trans- fert de pièces selon l'invention; la figure 2 est une élévation de la chaîne flexi- ble de transfert de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle ee'plan d'une partie de l'appareil de transfert de pièces; la figure 4 est une élévation partielle de la partie représentée sur la figure 3; la figure 5 est une coupe partielle de l'appareil de transfert suivant la ligne V-V de la figure 3; la figure 6 est une élévation partielle d'une au- tre partie de l'appareil de transfert de pièces; et la figure 7 est une vue partielle en plan analo- gue à la figure 3, mais représentant un autre mode de réali- sation d'appareil de transfert de pièces selon l'invention. On se réfère aux dessins et en particulier aux figures 1 et 2; les références 1Oa, lOb désignent une pre- mière et une seconde machine-outil à commande numérique, ayant chacune une tourelle porte-outils 12. Chacune des machines-outils 10a, lob comporte, sur une partie avant d'un plateau 60a, une table rotative 20 qui peut être positionnée angulairement autour d'un axe vertical. Chacune des machines- outils lOa, lob a aussi un dispositif 30 de serrage d'une pièce W sur la table rotative 20, depuis le haut. Aux faces avant des tables rotatives 20 et le long de celles-ci un appareil 40 de transfert est disposé afin qu'il transfère simultanément plusieurs pièces W les unes après les autres sur les tables rotatives 20 constituant des postes d'usinage des machines-outils 10a, lob. Il faut noter que, bien que deux machinesoutils 10a, lob seulement soient représentées par raison de clarté, le nombre de machines-outils ayant une même configuration ou des configurations différentes peut être égal à trois ou plus. Chacune des machines-outils 10a, lob a en outre une colonne 11 mobile horizontalement sur le plateau 60a, en directions orthogonales, c'est-àdire de gauche à droite et d'avant en arrière. Une tête 12a de support de broches est montée à la face avant de chaque colonne 11 afin qu'elle se déplace verticalement. Chaque tourelle porte-outils 12 a plusieurs broches 13 de support d'outils (une seule étant représentée sur la figure) , portant chacune un outil de coupe T. Chaque tourelle porte-outils 12 peut être positionnée an- gulairement afin qu'elle présente horizontalement l'une des broches 13 devant la pièce W portée par la table rotative 20. Chacune des tables rotatives 20 a, à sa partie supérieure, une cavité 20a qui permet la pénétration d'un dispositif de montage de transfert décrit dans la suite et appartenant à l'appareil 40 de transfert, comme repré- senté sur la figure 3. Un dispositif de montage de tables (non représenté) destiné à supporter et positionner la pièce W est fixé à la partie supérieure sauf au niveau de la cavité 20a de la- table rotative 20. Chaque table 20 peut être positionnée angulairement par un moteur 21 de position- nement. Comme l'indique clairement la figure 2, chacun des dispositifs 30 de serrage comporte une traverse 32 fixée aux extrémité supérieures de deux montants 31 de support mon- tés sur le plateau 60a et un dispositif 33 à vérin est fixé à la traverse 32 afin qu'il fixe la pièce W sur la table rotative 20. Une tige 34 de piston du dispositif à vérin 33 est mobile verticalement par rapport à la table rotative 20 dont elle peut se rapprocher et s'éloigner, et porte à son extrémité inférieure un organe 35 de serrage qui peut tourner autour de l'axe de rotation de la table rotative 20. Un organe 61a formant un pontet est fixé à ses extrémités opposées sur les plateaux 60a des machines- outils lOa, lob afin qu'il leur soit raccordé. Un autre or- gane 61b en forme de pontet est aussi fixé à ses extrémités opposées à l'un des plateaux 60a et à une base 60b d'un poste LS de chargement afin qu'il leur soit raccordé. L'ap- pareil 40 de transfert est monté sur les pontets 61a et 61b. L'appareil 40 de transfert comporte plusieurs bielles 41 qui sont supportées chacune sous forme articulée par l'un des pontets 61a, 61b, à son extrémité inférieure. Une barre 42 de transfert est portée par les extrémités supérieures des bielles 41 sous forme articulée et est dis- posée horizontalement. Ainsi, la barre 42 de transfert cons- titue un mécanisme à déplacement parallèle coopérant avec les pontets 61a, 61b et avec les bielles 41. La base 60b du poste de chargement porte,par l'intermédiaire d'un sup- port (non référencé),un dispositif 43 à vérin de soulèvement qui peut pivoter dans un plan vertical. Une tige 44 de piston du dispositif 43 à vérin de levage est articulée sur la barre 42 de transfert, à une première extrémité de celle-ci. Comme représenté aussi sur les figures 3, 4 et , la barre 42 de transfert guide, par l'intermédiaire de galets 46, des organes 45a-45c à déplacement linéaire qui peuvent coulisser et qui sont raccordés en série par un certain nombre de tiges 47 de raccordement, avec le même intervalle que les machines-outils 10a, lob. Les organes a- 45c à déplacement linéaire et la barre 42 de transfert forment un ensemble 56 de transfert. Un dispositif 48 à vé- rin d'alimentation placé le long de la barre 42 de transfert a ses extrémités opposées fixées aux plateaux 60a par l'in- termédiaire de deux supports (non référencés). Une tige 49 de piston du dispositif 48 à vérin d'alimentation est au contact d'un bloc 50 fixé au troisième organe 45b à déplace- ment linéaire et est mobile par rapport au bloc 50 uniquement en direction verticale. Plus précisément, comme représenté en détail sur la figure 4, la tige 49 de piston porte à sa première extrémité un galet 49a qui se loge danb une gorge a de guidage vertical formée dans le bloc 50. Les organes 45a à 45c à déplacement linéaire portent respectivement des dispositifs de montage de trans- fert 51a à 51Sc qui peuvent pivoter chacun autour d'un arbre vertical 63 de pivotement, dans un plan horizontal. Chacun des dispositifs de montage de transfert 51a à 51c comporte une partie de bras pouvant pivoter horizontalement 51m, un ou deux ergots de positionnement et plusieurs organes for- mant siège (non référencés) qui sont fixés à l'extrémité libre des parties de bras 51m. Chacun des dispositifs de montage de transfert 51a à 51c est formé avec un levier 57 sous forme solidaire. Comme représenté sur la figure 6, un dispositif 52 à vérin destiné à faire basculer les disposi- tifs de montage de transfert 51a à 51c est fixé au premier organe 45a à déplacement linéaire qui est mobile entre le poste de chargement LS et la première machine-outil iOa qui est la suivante. Une tige 53 de piston du dispositif 52 à vérin est articulée sur une première extrémité d'une bielle 54 d'entraînement dont l'autre extrémité est articulée sur le levier 57 du premier dispositif de montage de transfert 51a. Une tige 55 de raccordement est montée entre les leviers 57 du premier et du second dispositif de montage de transfert 51a, 51b afin qu'elle assure leur raccordement sous forme articulée et de même une autre tige de raccordement 55 est montée entre les leviers 57 du second et du troisième dispo- sitif de montage de transfert 51b, 51c. On considère maintenant le fonctionnement de l'ap- pareil ayant la construction indiquée précédemment. Au stade initial du fonctionnement, comme représenté sur la figure 1, les organes 45a à 45c à déplacement linéaire se trouvent à l'extrémité droite de leur course ou en retrait, et chacun des dispositifs de montage de transfert 51a à 51c est aussi à l'extrémité en retrait pour laquelle une partie importante se trouve au-dessus de la barre de transfert 42 comme indiqué par le trait mixte sur la figure 3. Lorsqu'un ordre de trans- fert est donné dans l'état initial, le vérin 52 est manoeuvré afin qu'il fasse avancer par pivotement les dispositifs de montage de transfert 51a à 51c. A l'extrémité avancée, le premier dispositif de montage de transfert 51a est placé au- dessous d'une nouvelle pièce W supportée sur un socle SS de support placé au poste de chargement LS alors que chacun des second et troisième dispositifs de montage de transfert 51b et 51c pénètre dans la cavité 20a formée dans la table rotative 20 afin qu'il se place sous la pièce W portée par cette table 20. Ensuite, le vérin 43 est manoeuvré afin qu'il soulève la barre 42 de transfert et chacun des disposi- tifs de montage de transfert 51a à 51c porte la pièce W dans la partie médiane de la course de soulèvement. Lorsque la barre 42 de transfert atteint son extrémité supérieure, le vérin 52 est commandé en sens inverse afin qu'il ramène en retrait les dispositifs de montage de transfert 51a à 51c et les pièces W portées par ces dispositifs de montage 51a à 51c sont maintenues au-dessus de la barre de transfert 42. Le vérin 48 est alors manoeuvré afin qu'il fasse avancer la barre 42 de transfert. Ceci provoque un déplacement de la nouvelle pièce W portée par le premier dispositif de montage de transfert 51a devant la table rotative 20 de la première machine-outil lOa et provoque aussi le déplacement respectif des pièces W du second et du troisième dispositif de montage de transfert 51b, 51c devant la table rotative 20 de la seconde machine-outil lob et devant un socle de support d'un poste de déchargement (non représenté). Ensuite, le vérin 52 est à nouveau manoeuvré afin qu'il fasse avancer les disposi- tifs de montage de transfert 51a-51c, si bien que la nouvelle pièce W est placée au-dessus de la table rotative 20 de la première machine-outil 1Oa alors que les pièces W du second et du troisième dispositif de montage de transfert 51b, 51c sont placées au-dessus de la table rotative 20 de la seconde machine-outil lob et du socle de support du poste de déchar- gement respectivement. Le vérin 43 est alors commandé en sens inverse afin qu'il abaisse la barre 42 de transfert si bien que les pièces W se logent sur les tables rotatives 20 de la première et de la seconde machine-outil 10a, lob et sur le socle de support du poste de déchargement. Le fonctionne- ment en sens inverse du vérin 52 est alors réalisé afin qu'il ramène en retrait les dispositifs de montage de trans- fert 51a, 51c, au-dessus de la barre de transfert 42 qui est ensuite ramenée en arrière par commande en sens inverse du vérin 48 si bien qu'un cycle de transfert de l'appareil 40 de transfert est terminé. Les pièces W qui sont alors montées sur les tables rotatives 20 sont serrées par fonctionnement des dispositifs 30. Les colonnes 11 des machines-outils lOa et lob avancent ensuite, les broches 13 porte-outils tournant alors, si bien qu'une face de chaque pièce W est usinée. D'autres sur- faces de chaque pièce W peuvent être usinées par positionne- ment en rotation de la table rotative 20 portant chaque pièce W. Grâce à la répétition du cycle précité de transfert, chaque pièce W qui a été usinée par l'une des machines-outils a, lob est transférée vers la table rotative 20 de la seconde machine-outil lob ou sur le socle de support du poste de déchargement. Grâce à la possibilité du transfert simultané de plusieurs pièces W à l'aide des trois vérins 43, 48 et 52 assurant les mouvements de soulèvement, d'avance-retrait et de basculement comme décrit précédemment, l'appareil de transfert du premier mode de réalisation a un faible cot de fabrication et assure rapidement une opération de trans- fert. La figure 7 représente un autre mode de réalisa- tion d'appareil de transfert selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, un dispositif 70 à vérin de basculement est monté à chacun des postes d'usinage, de chargement et de déchargement. Plus précisément, une tige 71 du piston de chacun vérin 70 a un organe 72 de contact qui comporte une gorge 77 parallèle à la barre 42 de transfert, et chacun des leviers 57 qui peut basculer avec le dispositif respec- tif 51a à 51c de montage de transfert a un galet 76 qui peut se loger dans la gorge 77. Le vérin 70 est disposé de manière que, lorsque les organes 45a à 45c à déplacement linéaire sont déplacés vers une extrémité de leur course, le galet 76 de chaque levier 57 se loge dans la gorge 77 de l'organe 72 de contact de l'un des vérins 70 placé aux deux postes entre lesquels le dispositif de montage de transfert 51a (51b,51c), solidaire du levier 57, est mobile. Lorsque les organes 45a à 45c à déplacement linéaire atteignent une première extrémité de la course, le vérin 70 du poste asso- cié est manoeuvré si bien que la pièce W est chargée sur la table rotative 20 du poste associé ou en est déchargée. Dans une variante de l'invention, les organes 45a à 45c à déplacement linéaire peuvent être supprimés, la barre de transfert 42 elle-même pouvant se déplacer en di- rection verticale et en direction horizontale axiale, avec montage pivotant des dispositifs de montage de transfert 51a à 51c directement sur la barre 42 de transfert. Il faut noter que l'appareil de transfert selon l'invention peut être utilisé avec des machines-outils ayant chacune une table de travail non rotative, et que les machines-outils avec lesquelles l'appareil de transfert selon l'invention est utilisé, peuvent être d'un type à commande numérique d'emploi universel, bien qu'on ne les ait décrites que dans des opérations limitées. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 1il REVENDICATIONS 1. Appareil de transfert de pièces destiné à plusieurs machines-outils (1Oa, lob) disposées afin qu'elles soient alignées dans une première direction horizontale et ayant chacune une table de travail (20) sur laquelle des pièces (W) sont chargées les unes après les autres, l'appa- reil de transfert étant caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (56) de transfert placé le long des tables de travail des machines-outils et mobile en transla- tion dans la première direction horizontale et en direction verticale, plusieurs dispositifs de montage de transfert (51a, 51c) montés sur l'ensemble de transfert, avec le même intervalle que les machines-outils et capables chacun de transporter une pièce à charger sur l'une des tables de travail, un dispositif de support de chacun des disposi- tifs de montage de transfert afin qu'il soit mobile dans une seconde direction horizontale qui est sensiblement perpendiculaire à la première direction horizontale, un premier dispositif d'alimentation (43) rac- cordé à l'ensemble de transfert afin qu'il déplace celui-ci verticalement, un second dispositif d'alimentation (48) raccordé à l'ensemble de transfert afin qu'il déplace celui-ci en translation dans la première direction horizontale, et un troisième dispositif d'alimentation (52) rac- cordé aux dispositifs de montage de transfert et destiné à les déplacer dans la seconde direction horizontale. 2. Appareil selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'ensemble de transfert (56) comporte une barre de transfert (42) disposée horizontale- ment le long des tables de travail dans la première direc- tion horizontale et mobile en direction verticale, plusieurs organes (45a-45c) à déplacement linéai- re, guidés sur la barre de transfert avec le même intervalle que les machines-outils et supportant respectivement les dispositifs de montage de transfert a l'aide des dispositifs de support afin que les dispositifs de montage de transfert soient mobiles dans la seconde direction horizontale, et des organes de raccordement des organes à dépla- cement linéaire les uns aux autres. 3. Appareil selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les dispositifs de support de dispositifs de montage comportent des organes (45a-45c) munis de bras portant res- pectivement les dispositifs de montage de transfert (51a- 51c) et montés chacun sur l'un des organes à déplacement linéaire afin qu'ils puissent pivoter horizontalement entre une position en retrait dans laquelle le dispositif de mon- tage de transfert se trouve au-dessus de la barre de trans- fert (42) et une position avancée dans laquelle le disposi- tif de montage de transfert est présenté au-dessus de l'une des tables de travail (20), le troisième dispositif d'alimentation (52) étant raccordé aux organes à bras afin que chacun de ces organes soit tourné horizontalement entre les positions en retrait et avancée. 4. Appareil selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que le troisième dispositif d'alimentation comporte un organe unique de manoeuvre (52) monté sur l'un des organes à déplacement linéaire et destiné à déplacer par pivotement l'un des organes à bras porté par l'un des organes à déplacement linéaire, et au moins un organe de raccordement des organes à bras considérés aux autres organes à bras. 5. Appareil selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que le troisième dispositif d'alimentation comporte plusieurs organes de manoeuvre (70) associés à demeure aux tables de travail, et des organes (72) de coopération raccordés aux organes de manoeuvre et destinés à coopérer chacun avec l'un des organes à bras lorsque chacun des organes à dépla- cement linéaire est déplacé vers une extrémité de sa course, afin que l'un des organes à bras soit déplacé horizontalement entre ces positions en retrait et avancée. 6. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second dispositif d'alimentation comporte un organe anti-friction, un organe unique de manoeuvre (48) destiné à dé- placer en translation l'organe anti-friction dans la premiè- re direction horizontale, et un organe (50) de coopération fixé à l'un des organes à déplacement linéaire et ayant une gorge verticale de guidage logeant l'organe anti-friction afin qu'il soit mobile verticalement par rapport à l'organe anti-friction. 7. -Appareil selon la revendication 2, caractéri- sé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (60b) formant une base, et plusieurs bielles verticales chacune articulée par le dispositif de base à son extrémité inférieure et destinées à pivoter dans un plan vertical et raccordées sous forme articulée à la barre de transfert à leurs extré- mités supérieures, le premier dispositif d'alimentation comprenant un organe de manoeuvre (43) raccordé afin qu'il déplace les bielles verticales par pivotement dans le plan vertical, si bien que la barre de transfert est déplacée vers le haut et vers le bas. 8. Appareil selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que le dispositif formant une base comporte au moins un organe en forme de pontet (61a, 61b) monté à ses extrémités opposées sur des plateaux des machines-outils.