Brevet FR2618361A1 — publié le 19890127

MACHINE-OUTIL COMPORTANT UN BATI ET UN CHARIOT DE TRANSLATION.- La présente invention concerne une machine-outil comportant un bâti, un chariot de translation agencé pour effectuer des déplacements le long d'un parcours linéaire, au moins deux rails fixés au bâti et pourvus de gorges pour supporter et guider des organes de support solidaires du chariot, et des moyens de déplacement et de positionnement du chariot. Dans les machines-outils de ce genre, la production de déchets métalliques ou autres tels que des copeaux ou des poussières, ainsi que l'émission de certains liquides comme des lubrifiants ou de l'eau empêche généralement l'utilisation de roulements à billes ou à rouleaux pour supporter et guider le chariot dans la zone située en dessous d'une unité d'usinage. La solution classique consiste à recourir à des glissières ayant des profils prismatiques, par exemple en queue-d'aronde, qui sont moins sensibles à la saleté que les roulements à billes. Ces glissières ont toutefois pour inconvénients une -friction plus élevée, un profil qui présente toujours au moins une surface inclinée vers l'intérieur et qui a tendance à retenir les déchets, et un coût de construction relativement important. En outre, ces glissières ont une durée de vie limitée en raison de leur usure relativement rapide due au frottement. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients susmention- nés, en proposant une machine-outil pourvue d'un chariot de translation pourvu de moyens de guidage précis, peu coûteux et ayant une durée de vie considérablement allongée, en raison de la quasi absence de frottements. Dans ce but, l'invention concerne une machine-outil du type indiqué en préambule, caractérisée en ce que'.lesdits organes de support du chariot comportent au moins une paire de patins à circulation de billes, disposés en regard l'un de l'autre en dessous du chariot de translation, chacun de ces patins comprenant un circuit de billes ayant un tronçon rectiligne le long duquel les billes émergent d'une face latérale du patin pour être engagées dans ladite gorge du rail correspondant, et en ce que cette 26 18361 - 2 - gorge est ménagée dans une face latérale du rail. De préférence, cette face latérale des rails est au moins approximative- ment verticale, et lesdites gorges des rails ont un profil qui, dans sa partie inférieure, est incliné vers l'extérieur du rail. En particulier, ce profil peut être en arc de cercle, ou en forme de V. Les gorges sont ouvertes de préférence en direction de l'extérieur du bâti. Dans une forme de réalisation avantageuse, le chariot comporte deux paires desdits patins à circulation de billes, les deux patins situés d'un côté étant agencés pour circuler le long d'une même gorge. D'autre part, le chariot comporte une plaque supérieure sous laquelle sont fixés les patins à circulation de billes, tandis que les rails s'étendent en dessous de cette plaque supérieure, qui protège ainsi à la fois, les patins et les rails contre des déchets pouvant tomber, par exemple d'une tête d'usinage, éventuellement montée sur cette plaque supérieure. Les patins à circulation de billes sont avantageusement associés à des moyens de réglage permettant d'ajuster leur précontrainte, c'est à dire leur pression d'appui permanente contre les rails. De préférence, les moyens de déplacement et de positionnement du chariot s'étendent entre les deux rails. Ils peuvent comporter notamment un vérin hydraulique, ou pneumatique ou bien une vis et un écrou à billes fixé sous le chariot. Les caractéristiques et les avantages de la présente invention apparaî- tront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence au dessin annexé, dans lequel: La figure I est une vue partielle en élévation latérale d'une machine selon l'invention, La figure 2 est une vue en coupe transversale montrant la base du chariot et la partie du bâti qui porte celui-ci, et La figure 3 est une vue en plan suivant la ligne IIl - lIl de la figure 2. -3- En référence à la figure 1, la machine comporte un bâti I le long duquel circule un chariot 2 ayant une plaque supérieure 3 sur laquelle est par exemple montée une unité d'usinage 4 déplacée en translation horizontale par le chariot. L'unité d'usinage 4 peut être fixe sur la plaque supérieure 3, en étant orientée dans une direction quelconque par rapport à la direction de translation du chariot, ou bien être mobile sur le chariot, par exemple en pivotement ou en translation transversale. De manière connue, une telle unité comporte généralement un moteur et une tête porte-outil 5 pour usiner une pièce montée sur' une autre partie - de la machine. Pour déplacer et positionner le chariot de translation 2, il est prévu dans cet exemple un vérin hydraulique ou pneumatique 6, la tige de ce vérin étant raccordée au chariot, un dispositif de commande proportionnelle intégré au fond arrière du vérin, et un boîtier 8 de contrôle de fin de course qui coopère par exemple avec une règle magnétique intégrée au chariot 2. Il est prévu aussi des butées mécaniques arrière 9 et avant pour le chariot, ainsi qu'une protection télescopique en tôle 10 recouvrant la zone située en avant du chariot, en dessous de la zone d'action de l'unité d'usinage. Les autres parties de la machine-outil peuvent être de type connu et ne sont pas représentées. Les moyens de guidage et de support du chariot dans sa translation sont représentés sur les figures 2 et 3. Sur le bâti I sont fixés, au moyen de vis 11, deux rails rectilignes parallèles 12 ayant une section sensible- ment rectangulaire et des gorges longitudinales 13 sur leurs faces verticales. En regard des faces verticales extérieures 14 des rails i2, la plaque supérieure 3 du chariot 2 est munie contre sa face inférieure, de deux paires de patins à circulation de billes 15 qui sont disposés- face à face. Ces patins à circulation de billes sont. des organes couramment disponibles dans le commerce et renferment un circuit de billes comprenant un tronçon rectiligne formé par une gorge ouverte partiellement dans une face latérale du patin, de manière que les billes 16 émergent partiellement de cette face, et puissent ainsi être engagées dans la gorge 13 du rail 12 correspondant. Chaque patin 15 étant fixé solidement à la plaque supérieure 3 par des vis 17, ceci permet en même - 4- temps de supporter le poids du chariot 2 et de le guider avec précision. Les patins à circulation de billes 15, et en particulier les zones o leurs billes. sont apparentes, se trouvent bien à l'abri des déchets d'usinage sous la plaque supérieure 3. Les rails 12 peuvent avantageusement être des profilés disponibles dans le commerce et relativement peu coûteux. Leurs gorges 13 ont un profil en arc de cercle ou en V, dans lequel des déchets ou des saletés ne se déposent pas facilement, même en dehors des zones couvertes par le chariot. Le faible encombrement des rails 12 laisse suffisamment de place entre eux pour les organes moteurs de translation. Sur la figure 3, on voit notamment le vérin hydraulique 6, sa tige 20 raccordée à la plaque supérieure 3 par une attache 21, son équerre de fixation 23 raccordée au bâti 1 et une vis de réglage 22 d'une butée mécanique 9. La position de la plaque supérieure 3 du chariot est figurée en trait interrompu. Chaque patin à circulation de billes est associé à des organes de réglage destinés à permettre le réglage précis de la précontrainte de ces patins, c'est à. dire leur pression d'appui permanente contre les rails. Dans l'exemple illustré, ces moyens sont constitués pour chaque patin par au moins deux et de préférence quatre vis de réglage 24 logées dans les alésages de la plaque supérieure 3. Cette précontrainte se règle avec un outillage approprié par exemple une clé dynamométrique ou similaire. Cette précontrainte a pour avantage essentiel d'assurer une grande précision de guidage. En outre, elle permet le retrait complet du chariot et sa remise en place sans nécessiter de réglage ultérieur tout en conservant la précision de guidage évoquée ci-dessus. Par ailleurs, les rails sont montés en butée sur le bâti, ce qui permet d'obtenir une distance entre rails tout à fait constante et, si nécessaire, de retourner ou de remplacer les rails sans difficultés particulières et sans nécessiter de réglage délicat. L'exemple décrit ci-dessus peut faire l'objet de multiples modifications et variantes évidentes pour un homme du métier, notamment en ce qui -5concerne le nombre et la disposition des rails et des patins à circulation de billes. De même, le mécanisme d'entraînement par le vérin hydraulique ou pneumatique 6 pourrait être remplacé par tout autre mécanisme équivalent, par exemple un mécanisme à vis et écrou à billes disposé de la même manière. En outre, l'invention est applicable à toute machine-outil ou unité de transfert pourvue d'un chariot de translation, mobile horizontalement ou non. On notera enfin que deux à trois chariots de translation conçus selon l'invention pourraient être montés l'un sur l'autre pour permettre d'assurer des déplacements combinés selon une trajectoire plane ou spatiale quelconque. 2618 3 6 1 - 6 - Revendications 1. Machine-outil comportant un bâti (1), un chariot de translation (2) agencé pour effectuer des déplacements le long d'un parcours linéaire, au moins deux rails (12) fixés au bâti et pourvus de gorges pour supporter et guider des organes de support solidaires du chariot, et des moyens de déplacement et de positionnement du chariot, caractérisée en ce que lesdits organes de support du chariot comportent au moins une paire de patins à circulation de billes (15) disposés en regard l'un de l'autre en dessous du chariot de translation, chacun de ces patins comprenant un circuit de billes ayant un tronçon rectiligne le long duquel les billes (16) émergent d'une face latérale du patin pour être engagées dans ladite gorge (13) du rail correspondant (12), et en ce que cette gorge est ménagée dans une face latérale (14) du rail. 2. Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite face latérale (14) du rail est au moins approximativement verticale. 3. Machine-outil selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites gorges (13) du rail ont un profil qui, dans sa partie inférieure, est incliné vers l'extérieur du rail. 4. Machine-outil selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites gorges (13) du rail ont un profil en forme de V. 5. Machine- outil selon la revendication 3, caractérisée en ce que le profil desdites gorges (13) est en arc de cercle. 6. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites gorges (13) sont ouvertes en direction de l'extérieur du bâti (1). 7. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le chariot (2) comporte deux paires desdits patins à circulation de billes (15). 8. Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des organes de réglage pour ajuster la précontrainte des patins à circulation de billes. 9. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le chariot comporte une plaque supérieure (3) sous laquelle sont fixés les patins à circulation de billes (15), et en ce que les rails (12) s'étendent en dessous de cette plaque supérieure. 10. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens de déplacement et de positionne- ment (6, 20) s'étendent entre les deux rails (12). 11. Machine-outil selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de déplacement et de positionnement comportent un vérin hydraulique ou pneumatique (6). 12. Machine-outil selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de déplacement et de positionnement comportent une vis et un écrou à billes fixé sous le chariot.