Brevet FR2602166A1 — publié le 19880205

La présente invention concerne des machines transferts, c'est-à-dire des machines qui comprennent des convoyeurs destinés à transporter des pièces ou palettes à usiner jusqu'aux barres transferts, des barres transferts qui redéplacent les palettes ell pièces d'une manière plus précise aux postes d'usinage pour y être d'abord verrouillées et bridées, ensuite usinées. De telles machines sont très connues et utilisées pour les productions de moyennes et grandes séries dans l'industrie et notamment dans l'industrie automobile. En général, ces machines prévoient alignées perpendiculairement aux barres transferts et disposées de part et d'autre de celles-ci des paires d'unités d'usinage qui sont déplacées simultanément et usinent deux faces opposées de la pièce. On a donc ainsi une pièce entre deux machines.Chaque unité est commandée, de manière, depuis une position de repos, dans laquelle elle est éloignée de la pièce à usiner, à avoir un déplacement rapide (approche), puis un déplacement lent pour réaliser l'usinage. Chaque pair d'unités d'usinage est également mûe simultanément pour permettre de gagner du temps. Un des inconvénients de telles machines est que les temps morts, déplacement (transfert), verrouillage et déblocage pièces ou palettes s'ajoutent au temps d'usinage proprement dit. L'un des buts de la présente invention est la suppression de ces temps morts. Les perfectionnements selon l'invention, visent des machines du type comprenant une série d'unités d'usinage, un poste de chargement des pièces à usiner, des moyens de convoyage avec des moyens de transfert des pièces à usiner, des moyens de blocage des pièces à usiner à des postes correspondant aux usinages, lesdits perfectionnements étant caractérisés en ce que les moyens de convoyages comportent au moins deux branches parallèles raccordées par un coude et chaque unité d'usinage est disposée entre les deux branches et porte au moins deux têtes d'usinage décalées angulairement de 1800, chaque dite unité d'usinage étant commandée par des moyens pour faire travailler alternativement une tête et l'autre et, chaque branche des moyens de convoyage comporte des postes d'usinage correspondants. Ainsi, pendant qu'une tête d'usinage usine une pièce convenablement calée sur une branche des moyens de convoyage l'autre branche est libre et peut recevoir et caler une autre pièce à usiner qui sera usinée au cours de la phase suivante lorsque l'unité d'usinage aura été déplacée. Ur. autre avantage de l'invention est qu'on peut encore gagner du temps sur le cycle de déplacement de l'unité d'usinage. En effet, dans la pratique chaque unité, à partir d'une position de repos dans laquelle elle est éloignée de la pièce à usiner est commandée pour avoir a) une vitesse- d'avance rapide b) ensuite une vitesse d'avance lente pour l'usinage c) à la fin de l'usinage une vitesse de retour rapide. Grâce à l'invention, on peut aménager les unités d'usinage pour avoir a) une vitesse d'avance rapide depuis la fin d'un usinage réalisé par une première tête jusqu'à une position d'avance lente de la seconde tête d'usinage de l'autre pièce à usiner b) une vitesse d'avance lente correspondant à l'usinage de l'autre pièce c) et à nouveau, en fin d'usinage une vitesse rapide de retour qui correspond à l'avance rapide d'approche de la première tête d'une nouvelle pièce à usiner. Suivant une disposition particulière, dans laquelle les unités d'usinage sont en nombre pair, lesdites unités sont disposées de manière que les têtes d'usinage soient alignées et sont commandées de manière que les unités d'extrémités, dans une première phase, travaillent dans des directions opposées, tandis que les unités intermédiaires travaillent dans des directions convergentes deux à deux, tandis que dans une seconde phase les unités d'extrémités travaillent dans une direction convergente avec les unités intermédiaires voisines. Suivant, également une disposition particulière dans laquelle les unités d'usinage sont un nombre impair, lesdites unités d'usinage sont disposées de manière que les têtes d'usinage soient alignées et sont commandées de manière qu'une unité d'extrémité travaille dans un sens, dans une première phase, et une sur deux dans le même sens, tandis que les unités intermédiaires travaillent en sens opposé et dans la seconde phase les sens de travail étant opposés. Suivant un détail constructif, chaque unité, peut, d'une manière connue en soi, comporter plusieurs têtes d'usinage dont deux opposées sont en position de travail, tandis que les autres, en attente, peuvent être amenées en position de travail sélectivement par exemple pour l'usinage de séries de pièces différentes. Suivant encore une disposition particulière la machine colporte, entre deux branches plusieurs unités d'usinage. Les unités d'usinage disposées entre deux branches sont mûes en synchronisme. Enfin, les unités d'usinage peuvent comporter au moins une unité de fraisage avec au moins deux axes de travail et deux broches opposées travaillant alternativement. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple seulement et représentés aux dessins annexés, dans lesquels Figure 1 est une vue en plan schématique d'une machine transfert, selon l'invention. Figure 2 montre une variante de réalisation. Figure 3 montre schématiquement un. détail de la figure 2. A la figure 1, on a représenté une machine transfert désignée dans son ensemble par la référence 1. Cette machine comprend un convoyeur 2 qui comprend une section active 2a et une section de retour 2b et une zone de transfert 2c avec un pas de transfert 2d. Dans ce mode de réalisation, la machine comprend quatre unités d'usinage 3, 4, 5 et 6, chaque unité comportant quatre têtes 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 4c, 4d, Sa, 5b, 5c, 5d, 6a, 6h, 6c, 6d. Les deux têtes 3a-3b, 4a-4b, 5a5b, 6a-6b sont en position de travail, tandis que les deux autres sont en positicn de repos. Les têtes 3a, 3b, 4a, 4b, Sa, 5b, 6a, 6b comportent des outils correspondant à différents usinages pour la réalisation d'une pièce, tandis que les autres têtes 3c, 3d, 4c, 4d, 5c, 5d, 6c, 6d comportent d'autres outils pour la réalisation d'une autre pièce. Chaque unité 3, 4, 5 et 6 est mûe par un moteur pour commander son déplacement sur l'axe Z. Dans une machine transfert classique, chaque unité est commandée à partir d'une position de repos dans laquelle elle est éloignée de la pièce a' usiner pour avoir, un premier déplacement rapide pour déplacer l'unité depuis la position de repos à une position d'approche dans laquelle les outils sont situés au voisinage de la pièce à usiner, puis un déplacement lent pour réaliser l'usinage et enfin un déplacement rapide de retour en fin d'usinage pour revenir en position de repos. Dans l'invention, chaque unité 3, 4, 5 et 6 est déplacée en fin d'usinage rapidement jusqu a une position d'approche de Aa pièce opposée à usiner, ensuite l'unité affecte une vitesse lente de travail. Le convoyeur 2 dans sa partie active 2a comprend des branches parallèles 7, 8, 9, 10 et 11, reliées entre elles par des coudes 12, 13, 14 et 15 et dans lesquelles se situe la zone de transfert 2c. Le convoyeur est agencé de manière à déplacer une palette d'une branche à l'autre dans un temps plus court que le temps d'usinage. Ce convoyeur peut être d'un type courant comprenant des pivoteurs, retourneurs, basculeurs, ascenseurs, descenseurs. Il peut également être aérien, au sol, mixte. Le système de transfert 2c peut être du type monte et baisse, pour pièces ou palettes ou du type pièces ou palettes glissées. On suppose, que dans l'exemple représenté à la figure 1 le convoyeur comprend des palettes sur chacune desquelles est bridée une pièce à usiner, ces pièces étant identiques, le système de transfert 2c assurant le positionnement pour le centrage et le blocage des palettes aux postes pour les différents usinages. La référence 21 désigne un poste ou manuellement, ou mécaniquement les pièces sont bridées sur les palettes 20 et en fin d'usinage elles sont retirées desdites palettes. La machine de la figure 1 fonctionne de la façon suivante Au poste 21 les pièces à usiner sont bridées sur les palettes 20 et celles-ci sont acheminées dans la branche 7 du convoyeur 2, puis sur la barre de transfert 2c. L'unité 3 par sa tête 3b usine la pièce en position A, tandis que simultanément l'unité 4 par sa tête 4a usine la pièce en position C, l'unité 5 par sa tête 5b usinant la pièce en position C et l'unité 6 par sa tête 6a usine la pièce en position E. En fin de ce premier usinage qui correspond à la phase 1 l'unité 3 est déplacée pour que sa tête 3a usine la pièce en position B, l'unité 4 étant déplacée pour que sa tête 4b. usine la pièce en position B simultanément, tandis que les unités 5 et 6 usinent simultanément la pièce en position D (phase 2). On conçoit, que grâce à cette disposittion les barres transferts du convoyeur 2 ne sont pas toutes bloquées à chaque usinage. En effet, dans la phase 1 pendant que les têtes 3b, 4a, 5b et 6a sont en position de travail, on peut faire déplacer les palettes 20 d'un pas de transfert sur la branche 8 de manière à mettre la pièce à usiner en position B. De même, durant cette phase 1 on peut faire déplacer les palettes 20 de la branche 10 d'un pas de transfert pour mettre la pièce à usiner en position D. Dans la phase 2 durant les usinages des pièces en position B et D on peut mettre en place les pièces en position A, C et E. Ainsi, durant le travail des unités les barres transferts ne sont arrêtées qu'une sur deux. Dans la technique antérieure, la barre transfert restait en attente de la fin d'usinage, retour rapide, puis de blocage et déverrouillage palette. Toutes les branches peuvent être allongées et on peut insérer une ou plusieurs unités supplémentaires, comme l'unité 22 qui fonctionne en synchronisme avec l'unité 5. Aux figures 2 et 3 on a représenté une variante de réalisation d'une machine transfert, selon l'invention, sans palette avec -un convoyeur présentant des branches parallèles 26, 27, 28, 29, 30, 31 et 32, et des coudes 34,35, 36, 37, 38 et 39 reliant les branches parallèles adjacentes entre elles. Dans cette variante sans palettes, il est prévu un poste de fraisage 40, situé entre les branches 26 et 27, trois unités d'usinage 41, 42 et 43 disposées entre les -branches 28 et 29, deux unités d'usinage 44 et 45 placées entre les branches 29 et 30, deux autres unités d'usinage 46 et 47 montées entre les branches 30 et 31 et une dernière unité 48 alignée avec les unités 42, 45 et 47 et située entre les branches 31 et 32. Les différentes unités 41 à 48 peuvent comme dans l'exemple précédent être pourvues de plusieurs têtes, quatre six ou plus, mais comportent nécessairement deux têtes décalées de 18001 ces têtes sont référencées du chiffre de référence de la tête avec ' les lettres "a et b". Les pièces à usiner sont chargées sur la branche 26 du convoyeur. Une barre transfert 65 assure la mise en place au poste pour verrouillage et bridage de la pièce. Sur la branche 26 du convoyeur il est prévu un poste 51 où la pièce à usiner est retournée de 1800. La branche 27 comporte un poste 52 où chaque pièce est basculée de 900. A l'entrée du coude 35 la pièce est pivotée de 90 , à la sortie dudit coude 35 la pièce est à un poste 54 pivotée de 900. Le coude 36 comporte à l'entrée et à la sortie des postes de pivotement à 900 55 et 57, et un po#ste intermédiaire de basculement à 900 56. L'extrémité de la branche 29 comporte un poste de pivotement à 900 58, tandis que le coude 38 est pourvu d'un poste de basculement à 900 59 et d'un poste de pivotement à 900 60. La figure 3 montre, à plus grande échelle le poste de fraisage 40, celui-ci comprend une unité 62 qui peut se déplacer suivant les axes X, Z et qui porte à une extrémité une fraise 63 et à l'autre extrémité une fraise 64. Le cycle de l'unité correspond au tableau suivant Pièce A Pièce B o Origine Origine 1 Frai sage Retour fraise Fin mise en place pièce 2 Dégagement fraise Début mise en place Engagement fraise pièce 3 Retour fraise Fin mise en place Fraisage pièce 4 Engagement fraise Dégagement fraise Début mise en place pièce o Origine - Origine Ainsi, pendant le fraisage de la pièce A, la p#ièce B sera mise en place et la phase 2 de dégagement de la pièce A correspondra à l'engagement de la fraise 64 pour le fraisage de la pièce B. Les unités 41, 42 et 43 sont synchronisées et dans la première phase les têtes 41b, 42b et 43b usinent les pièces cor#respondantes qui ont été bloquées aux postes correspondants (branche 28), simultanément les pièces disposées dans la branche 30 sont usinées par les têtes 44a, 45a et 46b et 47b, tandis que la tête 48a usine la pièce correspondante (branche 32), ainsi les branches 29 et 31 sont libres et les pièces peuvent être déplacées d'un pas de transfert et calées dans les positions correspondantes. Dans la seconde phase les unités 41, 42 et 43 sont déplacées en direction de la branche 29, tandis que les unités d'usinage 44 et 45 sont également déplacées en direction de cette branche 29 les têtes 41a-42a, 43a et 44b, 45b étant en position de travail. Simultanément les unités d'usinage 46 et 47 sont déplacées en direction de la branche 31 tandis que l'unité 48 vient par sa tête 48b usiner la pièce qui est usinée par la tête 47a de l'unité 47. Les branches 28, 30 et 32 du convoyeur sont libres et durant les différents usinages les pièces peuvent être déplacées d'un pas de transfert et placées dans la position correspondant à l'usinage suivant. On conçoit que la solution proposée par l'invention est très intéressante et un calcul comparatif basé sur le rendement des machines actuelles pour la réalisation de pièces déterminées a permis de constater que les machines transferts permettaient pour un temps de cycle de 0,30 mn d'obtenir 200 pièces à l'heure, alors qu'une machine selon l'invention permettrait de ramener le temps de cycle à 0,17 mn avec une production de 353 pièces à l'heure et ceci pour un investissement inférieur de 25 %. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 Perfectionnements aux machines transferts du type comprenant une série d'unités d'usinage (3,4,5,6), un poste de chargement (21), des pièces à usiner (en positions A,B,C,D,F), des moyens de convoyage (2) avec des moyens de transfert (2c) des pièces à usiner, des moyens de blocage, des pièces à usiner à des postes correspondant aux usinages, caractérisés en ce que les moyens de convoyage (2) comportent au moins deux branches parallèles (7,8,9,10,11) raccordées par un coude (12,13,14,15) et chaque unité d'usinage est disposée entre les deux branches et porte au moins deux têtes d'usinage décalées angulairement de 1800, chaque dite unité d'usinage étant commandée par des moyens pour faire travailler alternativement une tête et l'autre et, chaque branche des moyens de convoyage comporte des postes d'usina ge correspondants. 2 - Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication 1 et dans lesquelles les unités d'usinage sont un nombre pair, caractérisés en ce que les unités d'usinage (3,4,5,6) sont disposées de manière que les têtes d'usinage (3a, 3b, 4a, 4b, Sa, 5b, 6a, 6b) soient alignées et sont commandées de manière que les unités d'extrémités (3,6), dans une première phase, travaillent dans des directions opposées, tandis que les unités intermédiaires (4,5) travaillent dans des directions convergentes deux à deux, tandis que dans une seconde phase les unités d'extrémités travaillent dans une direction convergente avec les unités intermédiaires voisines. 30 Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication.l et dans lesquelles les unités d'usinage sont un nombre impair caractérisées en ce que les unités d'usinage sont disposées de manière que les têtes d'usinage soient alignées et sont commandées de manière qu'une unité d'extrémité travaille dans un sens, dans une première phase, et une sur deux dans le même sens, tandis que les unités intermédiaires travaillent en sens opposé et dans la seconde phase les sens de travail étant opposés. 40 Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication 1, caractérisés en ce que chaque unité (3,4,5,6), peut, d'une manière connue en soi comporter plusieurs têtes d'usinage dont deux opposées sont en position de travail, tandis que les autres, en attente, peuvent être amenées en position de travail sélectivement. 5 - Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'elles comportent, entre deux branches (9,10) plusieurs unités d'usinage (5,22). 6 - Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication 5, caractérisés en ce que les unités d'usinage (5,22) disposées entre deux branches (9,10) sont mues en synchronisme. 7 - Perfectionnements aux machines transferts, selon la revendication 1, caractérisés en ce que les unités d'usinage comportent au moins une unité de fraisage (62) mûe suivant au moins deux axes de travail (Z,X) et comportant deux broches opposées (63,64) travaillant alternativement.