Brevet FR2598343A1 — publié le 19871113

Lorsque l'on usine des pièces, de forme sensiblement parallélépipédique, il est assez aisé, sur des machinesoutils automatiques à commande numérique, de régler l'outil de travail pour effectuer certaines opérations sur les quatre faces latérales car les machines-outils permettent la rotation du chariot de base soit sur 180 dans deux sens soit même sur 360 par rapport à un axe vertical Y-Y. De plus, ces machines comportent, pour leur chariot porte-pièces, des moyens de déplacement horizontaux suivant 10 l'axe X - X. Finalement, l'axe des broches est également animé d'un mouvement d'avance et de recul suivant l'axe Z - Z/ ce qui fait que l'on peut effectuer sur les quatre faces latérales beaucoup d'opérations d'usinage, telles que fraisage, perçage, alésage, rectification, etc, sans avoir à démonter la pièce d'ouvrage. Mais il est extrêmement difficile d'effectuer sur la face supérieure, dite cinquième face, un travail quelconque sans être amené à démonter la pièce d'ouvrage pour la poser sur l'une des faces latérales. 20 Ce déplacement de la pièce d'ouvrage a pour effet, d'une part, un temps mort coûteux, la machine-outil étant alors immobilisée et, d'autre part, un risque de détérioration de la face latérale servant de face de repos. De plus, les références changent et la précision finale est moins bonne. 25 Ceci est d'autant plus marqué que, bien souvent, on a cherché à installer sur les machines-outils des dispositifs appelés palettes qui supportent chacune une pièce d'ouvrage à usiner et que les machinesoutils peuvent palettiser au moins deux palettes de façon à ce que ces 30 palettes permettent le travail sur deux pièces voisines puisque,pendant la fixation d'une des palettes, l'autre palette maintient la pièce en cours d'usinage. Il s'agit donc d'un système en "temps masqué". En général, les machines-outils présentent un plateau 35 qui est équipé d'un dispositif de positionnement et de blocage de la palette. Ce plateau mobile en rotation autour d'un axe vertical permet ainsi une rotation des deux faces soit de 180 , soit de 360 . Ce plateau est lui-même supporté par un chariot qui est animé d'un mouvement rectiligne suivant l'axe des X. De plus, l'arbre moteur ou broche portant l'outil de travail est supporté par une poupée qui est animée d'un mouvement vertical suivant l'axe Y-Y. Finalement, une partie de la machine-outil, qui porte 10 la poupée et donc la broche de l'outil de travail, est animée d'un mouvement longitudinal suivant l'axe des Z. Comme on peut s'en rendre compte par la description qui précède, il est possible d'obtenir, pour la pièce à usiner, un déplacement vertical suivant l'axe des Y, un déplacement longitudinal suivant l'axe des X, un mouvement de rotation sur elle-même de 180 ou de 3600 et finalement l'axe de la broche suit un mouvement longitudinal d'avant en arrière suivant l'axe des Z perpendiculaire à l'axe des X et des Y soit dans le plan de l'axe des X, soit dans 20 le plan de l'axe des Y. Les directions de déplacement de différentes parties mobiles d'un centre d'usinage telle que celles décrites s'appellent des axes et ceuxci sont souvent orthogonaux et numérisés, c'est-à-dire que la valeur du déplacement est 25 contrôlée par un dispositif de contrôle numérique dénommé CN. De plus, lorsque la commande numérique est un CNC, le déplacement simultané des axes sus-mentionnés peut suivre une loi mathématique et faire décrire par exemple un cercle 30 à un point donné. Une telle propriété sera utilisée pour le dispositif qui sera décrit dans ce qui suit. Après ces explications, il y a lieu de remarquer que la présente invention se situe sur une machine-outil du type sus-mentionné et que ce dispositif vient se placer sur le plateau de la machine. Il s'agit donc d'une palette spéciale. Conformément à l'invention, le dispositif de support d'une pièce d'ouvrage permettant le travail sur la cinquième face qui se compose d'une base dont la face inférieure présente des saignées destinées à coopérer avec des élé5 ments mâles prévus sur le chariot de la machine-outil considérée est caractérisé en ce que la base porte des bâtis latéraux verticaux contenant chacun un palier muni de roulements à billes ou à aiguilles qui sont protégés par des joints et des capuchons, ces paliers supportant un arbre 10 muni de deux zones de cannelures pour permettre la fixation sur un arbre d'un élément cylindrique portant des bras supportant la table sur laquelle vient se placer la pièce d'ouvrage, l'arbre étant prolongé par un disque portant sur sa périphérie, d'une part, un évidement circulaire coopérant avec un doigt pour limiter le déplacement de la table sur 90 , des perçages étant prévus dans le disque dans des positions diamétralement opposées aux extrémités du logement pour assurer le verrouillage de la table soit horizontalement, soit verticalement à l'aide d'une tige normalement repoussée par un ressort, cette tige permet la rotation de la table pouvant être déplacée à l'aide d'un vérin recevant le fluide moteur par l'intermédiaire de canalisations disposées convenablement dans la base et muni de soupapes permettant l'ouverture et la fermeture des 25 circuits de fluide moteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dessus de la table comporte des trous borgnes taraudés permettant le guidage de la pièce d'ouvrage. Diverses autres caractéristiques de l'invention res30 sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une élévation latérale du dispositif 35 de support d'une pièce d'ouvrage permettant le travail aisé surla cinquième face. La fig. la montre en perspective, l'extrémité d'une pièce du dispositif de la fig. 1. La fig. 2 est une vue de face correspondant à la 5 fig. 1 sensiblement suivant la flèche F2 de la fig. 1. La fig. 3 est un plan, partie en coupe, du dispositif de support. Les fig. 4a, 4b, 4c, 4d sont des schémas de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention. A la fig. 1, on a représenté le dispositif de support qui se compose d'une base 1 présentant des saignées inférieures 2,3 en T ou en queue d'aronde et qui sont destinées à permettre la fixation de la base 1 sur le chariot du plateau de la machine-outil. La face avant de la base 1 porte une pièce d'attelage 4 qui permet à l'aide d'un outil de préhension de déplacer aisément le dispositif le long des rainures du chariot du plateau de la machine-outil. Le plateau de la machine, qui n'est pas représenté 20 dans le cas présent, comporte des arrivées de fluide sous pression qui débouchent sous la face inférieure 5 de la base 1 devant des soupapes 6,7 dont le rôle sera expliqué plus loin. Le dessus ou face supérieure 8 de la base 1 est pro25 longé latéralement par des bâtis 9,10 qui contiennent chacun des paliers 11,12 munis de roulements à billes ou à aiguilles, dans le cas présent des roulements à billes 12a qui sont protégés du côté interne par des joints spéciaux 13 et vers l'extérieur par des capuchons 14. Un arbre 15 repose dans les paliers 11,12, cet arbre étant cannelé en 15a, 15b. De plus, l'arbre est prolongé sur le côté du bâti 10 par un disque 16 de plus grand diamètre comportant à sa périphérie, d'une part, un logement ou évidement circulaire 17 s'étendant sur 90 et, d'autre 35 part, deux évidements en coin 18,19 disposés à 90 l'un de l'autre et à 180 par rapport aux extrémités de l'évidement ou logement 17. Le logement 17 coopère avec un doigt cylindrique 20. Les zones cannelées 15a,15b supportent des chemises 5 21,22 cannelées intérieurement et qui sont reliées par des vis 24 et des goupilles 24a à un élément cylindrique 25 qui porte des bras 26,27 s'étendant au-dessus de la face supérieure 8 de la base 1. Le montage sus-décrit assure donc la possibilité à l'élément cylindrique 25 solidaire de l'arbre 15 de tourner aisément dans les paliers 11,12. Comme les bras 26,27 sont solidaires d'une table 28: celle-ci peut donc tourner aisément avec l'élément cylindrique 25 de la position horizontale représentée à la fig. 1 15 à la position verticale puisque le doigt cylindrique 20 rigidement fixé à la base 1 limite le déplacement de l'arbre sur 90 , c'est-à-dire la longueur du logement 17. La face supérieure 29 de la table 28 comporte,de place en place, des lignes de trous borgnes taraudés 30 20 permettant à l'aide de broches filetées la fixation de pièces d'ouvrage de dimensions différentes. Comme cela est visible aux fig. 1 et 3, le bâti 10 est prolongé sur sa face avant par un élément sensiblement cylindrique 10a évidé intérieurement et qui contient une 25 tige 31 suivied'une tête 32 formant piston, cette tête 32 qui est logée dans la chambre arrière 33 est normalement repousséepar un ressort 34. Ainsi et comme cela est visible à la fig. 1, le doigt solidaire de la tige 31 pénètre tantôt dans l'évidement 30 en coin 18 tantôt dans l'évidement en coin 19 suivant que la table 28 est placée horizontalement ou verticalement. L'extrémité 35a du doigt 35 est biseautée comme représenté à la fig. la. La tête 32 est munie en son centre d'une couronne 35 circulaire 32a recevant un joint d'étanchéité 35 pour permettre de diviser la chambre 33 en deux parties, ce qui permet de faire déplacer la tige 31 tantôt dans un sens tantôt dans l'autre suivant qu'un fluide comprimé arrive depuis l'une des soupapes 6,7 à travers les conduites 6a, 7a (voir fig. 3). Des évidements coniques 37 sont prévus sous la face inférieure 5 de la base 1 pour centrer cette base par des moyens divers sur les chariots de la machine-outil considérée. Finalement, il est prévu à l'avant de la table 28 un trou borgne 38 dont le rôle sera expliqué plus loin. Lorsque l'on examine les schémas de la fig. 4, on constate que la pièce d'ouvrage 100, qui doit être usinée sur cinq faces, quatre faces latérales et la cinquième face 15 supérieure, est montée sur le dessus de la table 28 qui s'articule autour de l'arbre 15 mais qui dans le cas présent repose sur la base 1, elle-même reposant sur le plateau 101 du chariot 102 de la machine-outil considérée. Comme cela a été expliqué ci-dessus, le chariot 102 20 permet une rotation sur 360 et également un déplacement suivant l'axe X - X. La broche 103 peut être déplacée suivant l'axe Y-Y vertical donc orthogonalement à l'axe X-X et de plus transversalement suivant l'axe Z - Z de façon à rapprocher 25 l'outil 104 de la pièce à usiner 100. Ce mouvement permet d'une manière aisée le travail sur les quatre faces latérales. Lorsque l'on désire travailler sur la cinquième face, c'est-à-dire la face supérieure de la pièce, on est amené 30 à mettre celle-ci en position verticale par un basculement complet. La broche 103 est alors déplacée de façon que l'outil 104 pénètre dans le trou borgne 38 de la table 28 qui, en tournant autour de l'arbre 15, l'amène dans la position verticale lorsqu'une rotation de 90 a été effec- tuée. Après retrait de la broche 103 et de l'outil 105, la cinquième face est disposée face à l'outil de travail 104. Dans certains cas, il est également possible que la table occupe une position comprise entre la position horizontale et la position verticale, par exemple que cette table ait une inclinaison de 30 . Ces positions intermédiaires sont prédéterminées du fait des valeurs entrées dans le calculateur de la CN. Dans ce cas, il est prévu un dispositif de blocage particulier de la table 28 soit à l'aide d'une pince ou de bague expansible de façon à maintenir la position détermi10 née. Bien entendu, comme dans le cas précédent c'est la bague 103 qui détermine la position recherchée de la table 28 en utilisant les possibilités de calcul de la CN (voir fig. 4C). Bien entendu, le mouvement de la table 28 s'effectue 15 après son déverrouillage à l'aide de la tige 31 de façon que cette tige terminée par le doigt 35 passe de l'évidement 18 à l'évidement 19 lorsque le basculement est de 90 . La pièce d'ouvrage est montée sur la table 28 par des moyens divers. La source d'énergie pneumatique, hydraulique ou autre est donnée par la machine-outil elle-même. Comme il a été indiqué au début de la présente description, la machineoutil employée étant munie d'un CNC, tous les mouvements sont coordonnés par les ordinateurs dont 25 les mémoires ont reçu les indications nécessaires. 259P343 REVENDICATIONS 1. Dispositif de support d'une pièce d'ouvrage permettant le travail sur la cinquième face qui se compose d'une base (1) dont la face inférieure présente des saignées (2,3) destinées à coopérer avec des éléments mâles prévus sur le chariot de la machine-outil considérée, caractérisé en ce que la base (1) porte des bâtis latéraux verticaux (9,10) contenant chacun un palier (11 ou 12) muni de roulements à billes ou à aiguilles qui sont protégés par des joints(13)et des capuchons (14), ces paliers (11,12) sup10 portant un arbre (15) muni de deux zones de cannelures (15a, 15b) pour permettre la fixation sur un arbre (15) d'un élément cylindrique (25) portant des bras (26,27) supportant la table (28) sur laquelle vient se placer la pièce d'ouvrage, l'arbre (15) étant prolongé par un disque (16) 15 portant sur sa périphérie, d'une part, un évidement circulaire (17) coopérant avec un doigt (20) pour limiter le déplacement de la table (28) sur 90 , des perçages (18,19) étant prévus dans le disque (16) dans des positions diamétralement opposées aux extrémités du logement (17) pour assurer le verrouillage de la table (28) soit horizontalement, soit verticalement à l'aide d'une tige (31) normalement repoussée par un ressort (34), cette tige (31) pouvant être déplacée à l'aide d'un vérin (32,32a,33) pour permettre la rotation de la table (28) recevant le fluide moteur par 25 l'intermédiaire de canalisations disposées convenablement dans la base (1) et muni de soupapes permettant l'ouverture et la fermeture des circuits de fluide moteur. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dessus de la table (28) comporte des trous 30 borgnes taraudés (30) permettant le guidage de la pièce d'ouvrage.