Brevet FR2587249A1 — publié le 19870320

La présente invention concerne un système amovible de disque porte-outil pour une machine-outil, telle qu'une machine de tournage. Actuellement, différentes solutions sont utilisées pour amener successivement les outils nécessaires à chaque opération d'usinage en position de travail. Dans ce but, la mise en position par tourelle porte-outil indexable est fréquemment utilisée. Toutefois, le nombre d'outils pouvant être monté sur ce type de tourelle est limité pour des raisons d'encombrement, de temps de sélection d'outil et de masse en mouvement notamment. Cependant, dans le cas de l'usinage d'un type déterminé de pièces, le nombre d'outils est suffisant pour usiner celui-ci. A l'heure actuelle, afin de diminuer le temps d'immobilisation des machines et les coûts correspondants consécutifs aux changements de réglage pour l'usinage d'un type de pièce à un autre, un effort très important a été consenti en associant aux systèmes mécaniques actuels précités des systèmes à commande numérique performants. Ceux-ci peuvent bien entendu être reprogrammés très facilement, mais il n'en est cependant pas de même en ce qui concerne le changement nécessaire des outils dans le cas de l'usinage d'un nouveau type de pièce par exemple. Pour assurer le changement précité, les systèmes actuels permettent soit de changer individuellement les outils ou les porte-outil, soit l'ensemble de la tourelle ou support d'outils. Ces manipulations ne sont pas satisfaisantes dans la mesure où, dans le premier cas, les temps de changement et de réglage cumulatifs de chaque outil sont très importants, alors que, dans le deuxième cas, la manutention peu aisée de l'ensemble tourelle ou support muni de ses outils, en raison du poids et de l'encombre- ment de celui-ci, ne permet pas une optimalisation convenable des potentialités des machines à commande numérique en ce qui concerne le temps d'utilisation effectif de celles-ci. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un système amovible de disque porte-outil, dans lequel seule une partie des outils est échangée. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un système amovible de disque porte-outil, dans lequel la mise en oeuvre du changement d'outils est sensiblement améliorée et simplifiée. Un autre objet de la présente invention est également la mise en oeuvre d'un système amovible de disque porte-outil, dans lequel le temps d'immobilisation des machines et/ou donc le temps de travail effectif de celles-ci peut être sensiblement amélioré même en particulier dans le cas du passage de l'usinage d'un premier type de pièces à un deuxième type de pièces de dimensions différentes à usiner. Le système amovible de disque porte-outil pour machine-outil, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'il comporte un disque support fixe destiné à recevoir une première série d'outils et un élément amovible, destiné à être assujetti sur le disque support fixe, ledit élément amovible étant destiné à recevoir une deuxième série d'outils. L'invention trouve application notamment dans les machines de tournage à commande numérique Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après, dans lesquels, les mêmes références représentent les mêmes éléments et où La figure 1 représente une vue en perspective du système amovible de disque porte-outil pour machine-outil objet de l'invention, La figure 2 représente, en perspective, un mode de réalisation particulier d'un élément constitutif du système représenté en figure 1, La figure 3 représente une coupe selon un plan de symétrie longitudinale du système représenté en figure 1, La figure 4 représente une vue en perspective d'une machine de tournage à commande numérique comportant le système tel que représenté en figure 1, La figure 5 représente un ensemble d'éléments tels que représentés en figure 2, ces éléments étant agencés de façon à constituer un jeu d'éléments. Le système amovible de disque porte-outil, objet de l'invention, sera tout d'abord décrit en liaison avec la figure 1. Selon cette figure, le système comprend un disque support fixe 1 destiné à recevoir une première série d'outils. Les outils de cette première série d'outils sont notés 10, 11, 12, -13, 14, 15, cinq outils ayant été représentés à titre non limitatif. Le système amovible de disque porte-outil selon l'invention comporte en outre un élément amovible 2 destiné à être assujetti sur le disque support fixe i.-L'élément amovible 2 est destiné à recevoir une deuxième série d'outils, lesquels sur la figure 1 sont notés 20, 21, 22, 23, 24, 25. Bien entendu, le support fixe I est solidaire de moyens de positionnement et de maintien notés 3, lesquels permettent la mise en position d'un des outils de la première ou de la deuxième série d'outils, par rapport à la pièce à usiner ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la présente description. Conformément à l'invention, le disque support fixe 1 est plus particulièrement destiné à recevoir les outils permettant l'usinage d'une piè~ en sa périphérie ou au niveau de la surface latérale externe de celle-ci. De la même manière, l'élément amovible 2 est plus particulièrement destiné à recevoir les outils permettant l'usinage central ou intérieur de la pièce considérée. On comprendra que cet agencement et ce choix de répartition des outils en fonction de leur destination,lors de l'usinage, permet bien entendu d'obtenir une simplification des opérations de changement d'outils et de manutention de ceux-ci, les changements les plus fréquents apparaissant notamment au niveau des outils d'usinage central ou intérieur des pièces , l'usinage de leur partie externe étant le plus souvent inchangé pour des catégories de pièces semblables. L'élément amovible sera maintenant décrit en liaison avec la figure 2, selon un mode de réalisation particulier non limitatif avantageux. Selon la figure précitée, l'élément amovible 2 comprend une partie centrale 200, comprenant des moyens de positionnement et de fixation 220 de l'élément amovible 2 sur le disque support fixe 1. Sur la figure 2, on a en fait représenté l'élément amovible 2 fixé sur un support auxiliaire noté S, au cours de la phase de montage et d'installation des outils. L'élément amovible 2 comporte en outre une pluralité de bras notés 201, 202, 203, 204, 205 , 206, s'étendant radialement à partir de la partie centrale. L'extrémité des bras précités est munie de logements notés 2010, 2020, 2030, 2040, 2050, 2060, ces logements étant destinés à recevoir les outils correspondants.Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 2, la partie centrale 200 comprend également une bride de serrage 230 de l'élément amovible 2 sur le disque support 1 en position de travail ou sur le support auxiliaire S. La bride de serrage 230 peut en outre, en l'absence de serrage, être montée à libre rotation sur la partie centrale de l'élément amovible 2. Lorsque celui-ci est désolidarisé du disque support et lorsque l'élément amovible 2 est monté sur le support auxiliaire S, il est procédé à l'installation des outils et à leur réglage sur l'élément amovible 2. Dans ce but, ainsi que représenté en figure 2, la bride de serrage 230 peut comprendre sur sa face externe un logement 231 susceptible de recevoir des moyens de pré-réglage des outils, lorsque l'élément amovible désolidarisé du disque support 1 a été placé sur le support auxiliaire S. Les moyens de pré-réglage 400 peuvent consister, de manière connue, en unsystème à vernier permettant d'effectuer un positionnement correct de la tête d'outil, c'est-à-dire de son point de travail par rapport à un système de coordonnées défini par exemple par rapport à l'axe # longitudinal de l'élément amovible 2 et par rapport au plan ou à tout plan orthogonal à cet axe # et parallèle à la face de la partie centrale 200. Ce système de préréglage ne sera pas décrit en détail car ne faisant pas partie de l'objet de la présente invention.Les outils sont introduits dans les logements 2010 à 2060, l'extrémité des bras correspondants constituant pour chaque outil respectivement un système de serrage ou noix de serrage pouvant consister à titre d'exemple non limitatif en un système du type collier de serrage. Dans ce but, l'extrémité de chacun des bras peut comporter tout moyen de serrage classique adapté à cet effet. L'ensemble des outils formant la deuxième série d'outils ayant été installé sur l'élément amovible 2, celui-ci peut être désolidarisé du support S en vue de son installation sur le support fixe 1. On comprendra bien entendu, que les bras 201 à 206 peuvent avantageusement présenter des profils adaptés ainsi que représentés en figure 2, de façon à permettre l'installation de l'élément amovible 2 sur le support fixe 1 en présence de la première série d'outils sur ce dernier, et en outre, afin d'assurer la réalisation d'éléments amovibles 2 de poids minimum, les exigences de rigidité indispensables étant satisfaites. Ainsi qu'il apparat en figure 1, l'élément amovible 2 en position de travail est placé sur le disque support fixe t de façon que les bras 201 à 206 s'étendant radialement soient intercalés entre les outils disposés sur le disque support fixe 1. A titre d'exemple non limitatif, l'élément amovible 2 peut être constitué en acier usiné par oxydécoupage, soit au moyen d'un chalumeau oxy-acétylénique. il peut encore être constitué par un élément venu de fonderie en une fonte à graphite sphéroidal. Bien entendu, des évidemments peuvent être prévus dans le corps des bras afin d'assurer une plus grande légèreté de l'ensemble amovible, sans compromettre la rigidité de celui-ci. L'assemblage de l'élément amovible 2 sur le disque support fixe 1 sera décrit plus en détail en liaison avec la figure 3. Sur cette figure, le disque support fixe 1 peut être fixé au moyen de positionnement et de maintien 3 par l'intermédiaire de fixation à vis notée 1000. Le disque support 1 peut être muni d'un manchon central 100, sur lequel l'élément amovible 2 est engagé. Un positionnement convenable de l'élément amovible 2 sur le disque support fixe 1 peut être assuré au moyen d'un goujon de centrage ou de tout système analogue noté 2015. La fixation définitive de l'élément amovible 2 sur le support fixe 1 peut alors être réalisée au moyen de la bride de serrage 230 et d'un boulon de serrage 220 assurant la liaison avec le support fixe 1 et/ou le moyen de positionnement et de maintien 3. Un index de positionnement 2301 de la bride de serrage 230 peut en outre être prévu. Le système amovible de disque porte-outil selon l'invention apparaît tout à fait adapté à une utilisation dans les machines-outils telles que les machines de tournage à commande numérique. Ainsi qu'on a représenté sur une vue générale en figure 4, le système amovible de disque porte-outil de l'invention peut être fixé sur les moyens de positionnement et de maintien 3 de type classique, lesquels permettent le positionnement et le maintien en position d'usinage d'un outil sélectionné par rapport à la pièce à usiner. La pièce à usiner n'est pas représentée sur la figure 4, elle est normalement installée entre le mandrin porte-pièce 5 supporté lui-même par la poupée 4 et la contre-pointe 6. On comprendra que le système amovible de disque porte-outil objet de l'invention, permet ainsi une utilisation plus aisée de l'ensemble du dispositif lors du changement nécessaire de certains des outils, et en particulier de ceux destinés à l'usinage du centre ou de l'intérieur des pièces. Bien entendu, le positionnement et le réglage des outils en position sur l'élément amovible 2 sont effectués au moyen du dispositif de pré-réglage, tel que précédemment cité, et l'emploi de plusieurs élé- ments amovibles équipés permet de constituer pour un investissement modique une banaue d'outils résolvant ainsi la quasi-totalité des usinages les plus courants. Selon une caractéristique particulière de l'objet de l'invention, la pluralité d'éléments amovibles 2 pour système amovible de disque porte-outil, peut être constituée en un jeu, chacun des éléments amovibles constitutifs du jeu étant sensiblement homothétique par rapport à tous les autres éléments constitutifs du jeu. Par élément sensiblement homothétique, il faut bien entendu comprendre que les dimensions radiales des bras et en définitive la position des outils par rapport à l'axe pour chaque élément, l'un par rapport à l'autre, sont dans un rapport donné. il n'est cependant pas nécessaire que les autres dimensions de l'élément amovible soient modifiées, en particulier les dimensions des logements recevant les outils et de l'orifice central, permettant l'engagement de l'élément amovible 2 sur le manchon du support fixe 1, peuvent bien entendu être conservées. Un jeu comportant par exemple, de manière non limitative,trois éléments amovibles 2 est représenté en figure 5. Ces éléments amovibles 2 constituant un jeu peuvent être employés avantageusement notamment dans le cas de l'usinage de pièces présentant des cotes ou dimensions sensiblement proportionnelles. L'utilisation de l'un ou l'autre élément en relation avec les dimensions du type de pièce considéré, permet notamment d'optimaliser les temps de déplacement des outils pour une séquence d'usinage donnée.Cette utilisation permet en outre,pour un type de pièce particulier et pour des modèles de ce type ayant des dimensions sensiblement proportionnelles, d'utiliser des programmes de commande de séquence d'usinage dans lesquels les cotes ou dimensions des pièces ou des modèles corres pondants peuvent être introduites en variable réduite, le seul changement à effectuer pour le passage de l'usinage d'un modèle à un autre, de dimension proportionnelle, pouvant alors être effectué par seul changement d'une désignation du modèle correspondant dans le programme. On a ainsi décrit un système amovible de disque porte-outil pour machine-outil susceptible d'entre utilisé avec les machines à commande numérique les plus performantes, le système objet de l'invention concourant à réduire au strict minimum les temps d'intervention en cours de production et donc à améliorer le taux d'utilisation ou le rendement de ce type de machine. REVENDICATIONS 1. Système amovible de disque porte-outil pour machine-outil, caractérisé en ce qu'il comporte - un disque support fixe destiné à recevoir une première série d'outils, - un élément amovible, destiné à être assujetti sur le disque support fixe, ledit élément amovible étant destiné à recevoir une deuxième série d'outils. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque support fixe est destiné à recevoir les outils permettant l'usinage d'une pièce en sa périphérie. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément amovible est destiné à recevoir les outils permettant l'usinage central ou intérieur de la pièce. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément amovible comprend - une partie centrale comprenant des moyens de positionnement et de fixation de l'élément amovible sur le disque support fixe, - une pluralité de bras s'étendant radialement à partir de la partie centrale et à l'extrémité desquels des logements sont prévus pour recevoir lesdits outils. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie centrale comprend en outre une bride de serrage de élément amovible sur le disque support en position de travail, ladite bride de serrage pouvant en outre être montée à libre rotation sur la partie centrale de l'élément amovible lorsque celui-ci est désolidarisé du disque support. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite bride de serrage comprend sur sa face externe un logement susceptible de recevoir des moyens de pré-réglage des outils lorsque l'élément amovible est désolidarisé du disque support. 7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, en position de travail de l'élément amovible sur le disque support fixe, lesdits bras s'étendant radialement sont intercalés entre lesdits outils disposés sur le disque support fixe. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément amovible est en acier usiné par oxy-découpage. 9. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément amovible est venu de fonderie en une fonte à graphite sphéroldal. 10. Jeu d'éléments amovible pour système amovible de disque porte-outil, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque élément amovible est sensiblement homothétique par rapport à tous les autres éléments constitutifs du jeu.