Brevet FR2623742A1 — publié le 19890602

L'invention concerne un dispositif de préhension de volumes notamment outils dans un magasin et sur une broche de machine. L'objet de l'invention se rattache principalement au secteur technique de la manipulation des outils, en particulier des outils utilisés sur les machines-outils à commande numérique Suivant l'invention, on a voulu augmenter les per+or- mances des manipulateurs d'outils qui sont généralement disposés entre un magasin rotatif d'outils et une machine-outil à commande numérique ; ces organes fonctionnent en synchronisme selon un cycle préétabli. Pour cela, et selon une première caractéristique, le dispositif présente un élément portant au moins une pince, ledit élément étant monté à l'extrémité d'un bras qui est commandé par tous moyens pour permettre la saisie, le transport et le positionnement des outils depuis un magasin de préférence rotatifs jusqu'a la broche d'une machine-outil ou inversement ; ladite pince étant commandée hydrauliquement ou pneumatiquement en vue de son ouverture ou de sa fermeture, par un piston coulissant dans le corps de l'élément et relié à un galet double lui-m#me associé a des chemins de roulement dudit corps et aux deux branches de la pince qui sont articulées chacune sur ledit corps, avec possibilité de superposition. Selon une autre caractéristique, l'élément portepince et la broche de la machine présentent des détecteurs de proximité afin d'assurer le montage et le démontage rapides des outils par arrêt de la broche dans la bonne position de saisie de l'outil. Les caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés - la figure I est une vue en coupe illustrant une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, représenté en position de serrage des pinces, - la figure 2 est une vue en plan et en coupe consi dégrée suivant la ligne 2.2. de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en plan et en coupe comme la figure 2, représentant une pince en position ouverte, - la figure 4 est une vue en coupe comme la figure 1 montrant la position ouverte de la pince, - la figure 5 est une vue de profil illustrant le serrage de la pince autour d'un outil monté dans la broche d'une machine, - les figures 6 et 7 montrent le dispositif de détection de la broche et de l'élément porte-pinces. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réali- sation illustrée aux figures des dessins. Dans tout ce qui suit, on décrit, le dispositif dans une réalisation à deux pinces (Pi-P2) montées aux deux extrémi- tés d'un élément porte-pince, mais il est bien évident que l'on peut prévoir une seule pince (P) ou encore plus de deux pinces, sans pour cela sortir du concept de l'invention. Le dispositif selon l'invention est monté à l'extré- mité d'un bras (B) dont on a illustré seulement ladite extrémité, étant entendu que ce bras est monté a rotation contr#lée entre la broche de la machine et un magasin rotatif d'outils, afin d'assurer selon un cycle programmé, la saisie d'un outil dans le magasin, son transfert jusqu'en dessous de la broche et son positionnement dans la broche. Dans l'exemple illustré, le dispostif comprend un élément tE) porte-pinces qui est constitué d'une pièce centrale (i) montée à rotation libre par sa queue (la) dans l'extrémité du bras ou elle est commandée par tous moyens connus pour pré- senter l'une ou l'autre des pinces au niveau d'un outil à saisir.Des canalisations (lb)(lc) dans la queue, et (ld)(le) dans la partie (lof) transversale à la queue, autorisent la circulation d'un fluide destiné à déplacer indépendamment l'un vers l'autre, a l'encontre d'un ressort commun (5), des pistons (2) et (3 > qui sont montés a coulissement étanche dans un manchon (4 > fixé dans la partie (1f) et communiquant avec les canalisations (1d) (1e) par des orifices (4a)(4b). Les pistons (2) et (3) s'appuient par leur tête (5a)- (3a) contre des bouchons (6) et (7 > de fermeture du cylindre ainsi constitué, et leur tige (2b) (3b), traversant lesdits bouchons, s'étendent entre des parties supérieures (8) et (9) et inférieure (10) du corps de l'élément dont les extrémités libres reçoivent les pinces. Les tiges (2b)(3b) sont articulées en (li) et (12 > a des barrettes (13)(14) qui portent, de manière perpendiculaire à leur extrémité libre, un galet double (15)(16) formé d'un axe (17)(l8) équipé à chaque bout de roulements (19) (19a) et (20) (20a) coopérant avec des chemins de roulement qu rainures (8a) (9a) et (10a)(10b) réalisés sur les parties (8) (9) (10) du corps. Sur les galets doubles (15) (16) sont également montés de part et d'autre, des barrettes (13 > (14), des roulements (21) (21a)(22)(22a) coopérant avec des lumières en forme de cames (23a) (24a) et (25a)(26a) réalisées sur chaque branche (23)(24) (25)(26) des pinces (P1-P2). Lesdites pinces sont articulées en (27)(28)(29)(30) par rapport au corps de l'élément (E) par l'intermédiaire de leurs talons arrière (23b)(24b)(25b)(26b) et elles sont réali- sFes de telle sorte qu'elles puissent se superposer en passant au-dessus et au-dessous des barrettes (13)-(14). En se référant plus particulièrement aux figures 1, 2, 3, 4, 5, on décrit maintenant le fonctionnement des pinces. Lorsqu'on envoie le fluide dans les canalisations par parexemple, le piston (2) recule a l'encontre du ressort (5 > qui se co-prive. La barrette (13), reliée a la tige (2b) du piston recule également en étant guidée par ses roulements (19) (19a) dans les rainures (8a)(10a). Dans ce mouvement, les roulements (21)(21a) coopérant avec les lumières (23a)(24a), obligent les branches des pinces articulées en (27)(28) a pivo ter en sens contraire (floches (F1-F2), figure 3 > , afin de par mettre le passage de la pince autour de l'outil.Lorsque la pince est en positon correcte au niveau d'une gorge (G1) du porteoutil (PO) disposé dans le magasin rotatif ou dans la broche (M > de la machine, comme illustré figure 5, la commande de fluide est annulée et le ressort (5) se détendant, assure l'avance du piston (2) et de la barrette (13), donc le pivotement inverse des branches de la pince qui se referment alors sur la gorge (Gl). Pour faciliter l'opération de saisie de l'outil sur la broche de la machine, il est nécessaire de positionner la broche selon une orientation déterminée, c'est-#-dire avec ses ergots (M1) d'entrainement du porte-outil en alignement avec l'axe du porte-pinces. Lesdits moyens de détection agissant sur le variateur de vitesse de la broche de la machine pour assurer son arrêt avec une tolérance de position appropriée. Pour cela, on utilise un dispositif de détection qui est illustré notamment aux figures 6, 7 des dessins. La portée terminale (M2) de la broche qui porte les ergots (M1) présente un élément détecteur de proximité (D1), et un autre élément dé- tecteur (D2 > est disposé axialement à l'extrémité ou à chaque extrémité du porte-pinces. La pince étant ouverte et présentée au niveau du porte-outil, lorsque les deux détecteurs sont en regard, la broche 5 7 arrête. Dans un deuxième temps, les branches de la pince sont refermées et des saillies triangulaires (23c)(24c)(25c)(26c) formées sur chaque branche des pinces au niveau de leur partie d'enserrage, se rejoignent pour se loger dans l'une des encoches (P01) d'entraînement du porte-outil par les ergots (M1), en orientant puis en bloquant ainsi la broche pendant le changement d'outil. Bien entendu, Si l'élément (E) est, comme illustré, du type à deux pinces opposées, le fonctionnement de la deuxième pince est du même genre, il suffit de prévoir une commande en rotation de la pièce centrale (1) suivant 180 et d'alimenter alors les canalisations (lc) (le) pour assurer l'action de la deuxième pince. Les avantages ressortent bien de la description. On souligne notamment la simplification du dispositif de préhension, sa rapidité d'actionnement, la précision obtenue par loor- gane de détection et conséquemment l'amélioration des performances. REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de préhension de volumes notamment d'outils dans un magasin et sur une broche de machine, caractérisé en ce qu'il présente un élément portant au moins une pince (P) de préhension, ledit élément étant monté à l'extrémité d'un bras (B) qui est commandé par tous moyens pour assurer la saisie, le transport et le positionnement des outils depuis un magasin de préférence rotatif jusqu'a la broche d'une machine-outil ou inversement ; ladite pince étant commandée hydrauliquement ou pneumatiquement, en vue de son ouverture ou de sa fermeture, par un piston (2) coulissant dans le corps de l'élément et qui est relié a un galet double (15) lui-m#me associé- & des chemins de roulements (8a)(10a) dudit corps et aux deux branches (23) (24 > de la pince qui sont articulées chacune sur ledit corps, avec possibilité de superposition - 2 - Dispositif de préhension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (2) est relié au galet double (15) par une barrette (13) elle-mEme articulée à la tige (2b) du pis ton et passant entre les deux branches - 3 - Dispositif de préhension selon la revendication 1 carac térisé en ce que le galet double (15) est constitué par un axe (17) porté transversalement par la barrette (13) ; de part et d'autre de ladite barrette sont montés des roulements (21)(21a) coopérant avec des lumières en forme de came (23a)(24a) établies sur chaque branche (23 > (24) des pinces ; aux extrémités de l'axe (17), d'autres roulements (19)(19a) sont logés dans des rainures (8a)(10a) formées dans le corps de l'élément (E) afin de guider en translation la barrette (13) lors des manoeuvres de la pince. - 4 - Dispositif de préhension selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tête (2a > du piston (2) est logée dans un cylindre formé par un manchon (4) fixé dans une partie centrale (1f) d'une pièce (1) montée a l'extrémité du bras (B) et équipée de canalisations (lb) (ld) de circulation du fluide de commande communiquant avec le cylindre par un orifice (4a) ; la tête du piston étant constamment poussée contre un bouchon de fermeture (6) du cylindre par un organe élastique - 5 - Dispositif de préhension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (E) est monté tournant a l'extrémité du bras (B) et présente deux pinces (P1)(P2) commandées indépendamment l'une de l'autre par des canalisations séparées (1b)(1d) d'autre part, communiquant avec un cylindre (4) par des orifices (4a)(4b). - 6 - Dispositif de préhension selon la revendication 5, carac térisé en ce que le cylindre (4) est équipé de deux pistons (2)- (3) appliqués en position de serrage des pinces, contre les bouchons de fermeture - 7 - Dispositif de préhension selon l'une quelconque des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que la ou les pinces (P1) (P2 > présentent sur chaque branche (23-24-25-26) au niveau de leur partie d'enserrage, des saillies triangulaires de la machine, en orientant puis en bloquant ainsi ladite broche pendant le changement d'outil. - 8 - Dispositif de préhension selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour positionner la broche avec ses ergots (Ml > d'entranement du porte-outil en alignement avec l'axe du portepinces, il est prévu un détecteur de proximité constitué par un élément (D1) porté par la portée terminale (M2 > de la broche et un autre élément (D2) est disposé axialement a l'extrémité ou aux extrémités du porte-pinces ; lesdits moyens de détection agissant sur le variateur de vitesse de la broche de la machine pour assurer son arrSt avec une tolérance de position appropriée, lorsque les deux détecteurs sont alignés.