Brevet FR2588495A1 — publié le 19870417

La présente invention concerne les appareils automatiques utilisés dans l'industrie pour effectuer des opérations répétitives d'usinage au moyen d'unités de travail manipulées individuellement, et elle est plus particulièrement relative à un ensemble perfectionné pour faciliter la présentation et la mise en position de ces unités. On utilise de façon extensive dans les chaTnes automatisées de fabrication de pièces mécaniques pour différentes industries telles que l'automobile, l'aéro- nautique et autres, des installations automatiques conçues pour effectuer des opérations répétitives de perçage, fraisage, alésage, épinglage ou autres au moyen de plusieurs appareils, ou unités, qui sont manipulés pour être pré- sentés et engagés dans des douilles de fixation elles- mêmes fixées au préalable sur un gabarit, ou grille, fixé contre la pièce à usiner afin d'effectuer sur celle- ci les opérations nécessaires. Par exemple lorsque des pièces doivent être percées d'un grand nombre de trous suivant une disposition donnée, on fixe contre cette pièce une grille portant des douilles dans une disposition correspondante et un opérateur adapte des unités de perçage dans plusieurs de ces douilles et les déplace pour les adapter dans d'autres douilles au fur et à mesure que les différentes unités ont achevé leur cycle de travail, qui est commandé automatiquement. Chaque unité comporte un nez qui doit être présenté devant une douille, centré, introduit et verrouillé dans celle- ci, habituellement en faisant tourner l'unité d'un quart de tour dans la douille. L'automatisation de cette manipulation s'est heurtée à des difficultés dues d'une part à la géométrie interne des douilles actuelles qui empêche l'introduction du nez de l'unité lorsqu'un décalage, même minime existe entre l'axe de l'unitéet celui de la douille, cette dernière ne comportant pas de moyens de centrage, et d'autre part à des impossibilités de reprise dues à l'absence de positionnement fixe en rotation. En outre, l'encombrement des douilles ne permet pas toujours de les disposer à l'emplacement de chaque trou lorsque ceux-ci sont trop rapprochés et il est en conséquence nécessaire d'utiliser plusieurs grilles successivement pour une même pièce, ce qui entraîne d'importantes manipulations, longues et pénibles, qui interrompent et ralentissent le cycle automatique. L'invention a pour but de remédier à ces incon- vénients en réalisant un ensemble comprenant en combinaison une douille adaptée pour coopérer avec des moyens prévus sur l'unité pour centrer celle-ci automatiquement et la verrouiller sur la douille, une telle unité comportant des moyens adaptés pour la centrer et la verrouiller sur ladite douille. L'invention a pour objet a cet effet un ensemble comprenant en combinaison une douille de fixation pour recevoir le nez d'une unité d'usinage comportant un nez et un corps, et une telle unité, caractérisé en ce que la douille comporte à son embouchure d'entrée des moyens internes de guidage et des moyens externes d'accro- chage et, intérieurement, des moyens de centrage du nez de l'unité d'usinage, ladite unité comportant des organes d'accrochage adaptés pour coopérer avec lesdits moyens d'accrochage de la douille et des moyens coulissants de verrouillage de ces organes. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, lesdits moyens internes de guidage à l'embou- chure d'entrée de la douille sont constitués par un chanfrein périphérique. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens externes d'accrochage sont constitués par un bourrelet radial externe délimité entre une surface chanfreinée formée sur la périphérie externe de l'embouchure de la douille, et une gorge périphérique formée dans la surface externe de la douille. -Suivant un mode de réalisation, lesdits moyens intérieurs de centrage sont constitués par une première portion de la surface interne de la douille à peu près cylindrique, ayant un premier diamètre au voisinage de l'embouchure d'entrée de la douille, suivie d'une seconde et d'une troisième portions de forme tronconique reliées par leur grande base, et une quatrième portion, à l'ou- verture de sortie de la douille, cylindrique et ayant un second diamètre, un peu inférieur à celui de ladite première portion. Suivant une autre caractéristique, le nez de l'unité comporte,à partir de son extrémité vers son corps, un chanfrein périphérique, une première partie ayant un diamètre égal à celui de ladite quatrième portion de la surface interne de la douille, une seconde partie ayant un diamètre égal à celui de ladite première portion de la surface interne de la douille, lesdits organes d'accrochage sont constitués par plusieurs pattes élastiques s'étendant axialement à partir du corps en direction de l'extrémité du nez, chacune desdites pattes étant pourvue à son extré- mité distale de moyens adaptés pour coopérer avec lesdits moyens externes d'accrochage de la douille,.et les moyens coulissants de verrouillage comprennent un manchon monté coulissant axialement sur le corps de l'unité et entourant lesdites pattes. D'une façon avantageuse, lesdits moyens prévus aux extrémités desdites pattes pour coopérer avec les moyens externes d'accrochage de la douille sont constitués par une partie plus épaisse faisant saillie vers l'intérieur et vers l'extérieur et conformée pour coopérer d'une part avec ladite surface chanfreinée de l'embouchure de la douille et d'autre part avec ledit manchon coulissant sur le corps de l'unité. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective montrant une pièce devant être percée d'une série de trous, sur laquelle est fixée une grille portant des douilles de fixation pour des unités de perçage, et la partie avant d'une unité. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une douille faisant partie d'un ensemble suivant l'in- vention. La figure 3 en est une vue en bout. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la partie avant d'une unité de perçage faisant partie d'un ensemble suivant l'invention. Les figures 5 à 8 sont des vues en coupe longi- tudinale montrant les différentes phases de la mise en place d'une unité de perçage dans une douille de l'ensemble et son verrouillage sur celle-ci. En se référant à la figure 1, on a représenté une pièce 1 à percer sur laquelle est fixé un gabarit ou grille 2 dans lequel sont fixées autant de douilles 3 qu'il y a de trous 4 à percer dans la pièce 1, et dans des positions correspondantes. La référence 5 désigne la partie avant d'une unité de perçage 6 représentée partiellement et comportant un corps 7 et un nez 8 creux dans lequel coulisse l'outil de l'unité (fig. 4). Comme connu en soi, le nez 8 présente à son extrémité une échancrure pour l'évacuation des copeaux. Le nez est adapté pour pénétrer dans les douilles 3, lorsque l'unité est verrouillée sur la douille pour chaque opération. Suivant l'invention, la douille 3 (fig. 2 et 3) comporte un corps cylindrique ayant une extrémité d'entrée 9 et une extrémité de sortie 10 pourvue d'une collerette radiale 11. Elle est retenue dans la grille 2 et fixée en rotation par des vis non représentées disposées dans des échancrures 12 de la collerette 11. L'extrémité - d-'entrée- 9 de la douille présente un chanfrein périphérique interne 13 et un bourrelet périphérique radial externe 14, délimité vers l'extrémité 9 par un chanfrein périphérique externe 15 et, à l'opposé, par une gorge 16. La surface interne de la douille 3 présente une première portion cylindrique 17 ayant un premier diamètre, suivie d'une seconde portion 18 de forme tronconique divergente vers l'extrémité de sortie 10 et reliée par sa grande base à une troisième portion tronconique 19 qui converge vers l'extrémité 10 de la douille et suivie elle- même d'une quatrième portion formant une portée cylindrique ayant un second diamètre, inférieur au diamètre de la première portion 17. De préférence, la collerette 11 de l'extrémité de sortie de la douille et le bourrelet 14 à son extrémité d'entrée peuvent présenter des méplats ou pans coupés tels que 21 (fig. 3) afin de permettre de disposer les douilles sur la grille 2 dans des positions très rapprochées. Suivant l'invention, le nez 8 de l'unité présente une première portion 22 ayant un diamètre correspondant à celui de la portion cylindrique 20 de la douille, une seconde partie 23 d'un diamètre légèrement supérieur, égal à celui de la première portion cylindrique 17 à l'entrée de la douille. L'extrémité avant du nez 8 présente un chanfrein périphérique externe 24 dont l'utilité apparaîtra dans la suite. L'unité de persage comporte un corps 7 dans lequel, comme connu en soi, le nez 8 est monté coulissant sur une faible course, et sur lequel est montée fixe une bague 25 comportant plusieurs pattes minces 26 venues de matière s'étendant dans le sens axial en direction de l'extrémité du nez 8. Chacune de ces pattes 26 présente à son extrémité une partie plus épaisse 27 présentant un chanfrein périphérique interne 28 et une rampe externe 29 inclinée vers l'extérieur. - Un manchon 30 monté coulissant sur le corps de l'unité présente un col 31 entourant les pattes 26, pré- sentant un chanfrein périphérique interne 32 et ayant un diamètre intérieur un peu inférieur au diamètre externe délimité par les extrémités plus épaisses 27 des pattes, l'agencement étant tel que lorsqu'on fait coulisser le manchon 30 vers l'extrémité du nez, son chanfrein 32 vienne en contact avec les rampes 29 des pattes 26 pour forcer celles-ci élastiquement vers l'intérieur en les rapprochant radialement du nez 8. En se reportant maintenant aux figures 5 à 8, on décrira le fonctionnement de l'ensemble suivant l'invention. Lorsque l'unité de perçage est présentée, par exemple par un robot, devant une douille 3 portée par la grille 2 avec un léger défaut d'alignement entre l'axe du nez et celui de la douille, le chanfrein 24 à l'extrémité du nez vient en contact avec le chanfrein 13 à l'extrémité d'entrée de la douille (fig. 5) et glisse sur celui-ci, ce qui facilite l'introduction du nez dans la douille. -0 En coIt inuan-t-de --se déplacer vers l'intérieur de la douille, le nez 8 de l'unité engage sa partie 22 ayant le diamètre le plus petit dans la première portion 17 de la douille et le chanfrein 24 du nez glisse sur la seconde portion tronconique 18 puis rencontre la troisième portion 19 dont la forme convergente vers l'extrémité de sortie de la douille ramène l'axe du nez en coincidence avec celui de la douille (fig. 7). La première partie 22 de diamètre réduit du nez s'engage alors dans la dernière portion cylindrique 20 de la douille dans laquelle elle est main- tenue, tandis que sa seconde partie 23 de diamètre plus grand vient s'ajuster dans la première portion cylindrique 17 de la douille de sorte que le nez 8 de l'unité se trouve fermement maintenu dans la douille. En continuant d'avancer, les chanfreins 28 des parties 27 des pattes glissent sur le chanfrein périphérique externe 15 de l'entrée de la douille et franchissent le bourrelet 14 pour venir se loger dans la gorge 16. Dans la position qui est alors celle représentée à la figure 7, on fait coulisser le manchon 30 vers l'avant de façon que son chanfrein 32, montant sur la rampe 29, ramène les parties élargies 27 vers l'intérieur pour les verrouiller fermement dans la gorge 16. L'unité se trouve ainsi solidement verrouillée sur la douille. Le manchon coulissant 30 est par exemple commandé par un mécanisme approprié afin d'effectuer automatiquement son déplacement vers l'avant pour assurer le verrouillage de l'unité sur la douille, ce mécanisme ne faisant pas partie de l'invention ne sera pas décrit ici. Le déverrouil- lage de l'unité s'effectue par un mouvement de recul du manchon 30 qui libère les pattes 26 et leur permet de s'écarter élastiquement lorsque l'unité est tirée vers l'arrière. Si on le désire, la douille peut être partiel- lement fendue pour lui conférer une légère élasticité et des butées peuvent être prévues sur sa périphérie externe pour immobiliser l'unité en rotation sur la douille. De même, il peut être prévu que la gorge 16 présente une géo- métrie appropriée en développante pour obtenir en plus du guidage du nez de l'unité un serrage sur la douille sur le nez d'autant plus fort que l'effort axial du à la coupe est plus important. REVENDICATIONS 1. Ensemble comprenant en combinaison une douille de fixation pour recevoir le nez d'une unité d'usinage, comportant un nez et un corps, et une telle unité, caracté- risé en ce que la douille (3) comporte à son embouchure d'entrée (9) des moyens internes de guidage (13) et des moyens externes (14) d'accrochage et, intérieurement, des moyens de centrage (18, 19) de l'unité d'usinage (6), cette unité comportant des organes d'accrochage (27) adaptés pour coopérer avec lesdits moyens d'accrochage (14) de la douille, et des moyens coulissants (30) de verrouillage de ces organes. 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens internes de guidage à l'embouchure d'entrée (9) de la douille sont constitués par un chanfrein périphérique (23). 3. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens externes d'accrochage sont constitués par un bourrelet radial externe (14) délimité entre une surface chanfreinée (15) formée sur la périphérie de l'embouchure de la douille et une gorge périphérique (16) formée dans la surface externe de la douille (3). 4. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens intérieurs de centrage sont constitués par une première portion (17) de la surface interne de la douille à peu près cylindrique ayant un premier diamètre au voisinage de l'embouchure d'entrée (9), suivie d'une seconde et d'une troisième portions (18, 19) de forme tronconique, reliées par leur grande base et une quatrième portion (20) à l'ouverture de sortie (10) de la douille, cylindrique et ayant un second diamètre, un peu inférieur au premier. 5. Ensemble selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le nez (8) de l'unité comporte à partir de son extrémité vers son corps, un chanfrein périphérique (24), une première partie (22) ayant un diamètre égal à celui de ladite quatrième portion (20) de la surface interne de la douille, une seconde partie (23) ayant un diamètre égal à celui de ladite première portion (17) de la surface interne de la douille, lesdits organes d'accrochage sont constitués par plusieurs pattes élastiques (26) s'étendant axialement à partir du corps en direction de l'extrémité du nez (8), chacune desdites pattes étant pourvue à son extrémité distale de moyens (27) adaptés pour coopérer avec lesdits moyens externes d'accrochage (14) de la douille et les moyens coulissants de verrouillage comprennent un manchon (30) monté coulissant axialement sur le corps de l'unité et entourant lesdites pattes (26). 6. Ensemble suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens prévus aux extrémités desdites pattes pour coopérer avec les moyens externes d'accrochage de la douille sont constitués par une partie plus épaisse (27) faisant saillie vers l'intérieur et vers l'extérieur et conformée pour coopérer d'une part avec ladite surface chanfreinée (15) de l'embouchure de la douille (3) et d'autre part avec ledit manchon coulissant (30) sur le corps de l'unité. 7. Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit manchon coulissant (30) comporte un col (31) ayant un chanfrein périphérique interne (32) adapté pour coopérer avec lesdites parties plus épaisses (27) des pattes (26), l'agencement étant tel que lesdites pattes (26) sont déformées élastiquement vers l'intérieur lorsque ledit manchon (30) est amené par coulissement à recouvrir lesdites pattes. 8. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque douille (3) comporte à son extrémité de sortie (10) une collerette radiale externe (11) de fixation, cette collerette et lesdits moyens d'ac- crochage (14) comportant des méplats ou pans coupés (21). 9. Ensemble suivant la revendication 1, caractéri- se en ce que la douille (3) comporte une ou plusieurs fentes longitudinales partielles.