Brevet FR2631873A1 — publié le 19891201

UNITE D'USINAGE COMPORTANT AU MOINS UN ENSEMBLE MOBILE SUR UN ORGANE DE SUPPORT. La présente invention concerne une unité d'usinage comportant au moins un ensemble mobile monté sur un organe de support de façon à être mobile suivant au moins un degré de liberté, et des moyens manuels d'entraînement pour mouvoir et positionner l'ensemble mobile par rapport à l'organe de support. Les unités d'usinage de ce genre comportent généralement 1, 2 ou 3 ensembles mobiles montés les uns sur les autres, de façon que le dernier ensemble, pourvu d'une broche rotative actionnant une tête d'usinage, soit mobile respectivement suivant 1, 2 ou 3 degrés de liberté, lesquels peuvent correspondre. à des mouvements de translation ou de rotation selon les cas. De plus en plus, ces unités sont standardisées et sont agencées pour recevoir différents outillages afin d'accroltre leur polyvalence. On peut monter une ou plusieurs de ces unités sur une même machine, en vue d'usiner des pièces simultanément ou successivement par les différentes unités. Les organes de commande des unités d'usinage connues sont soit de type manuel, soit du type à commande numérique. La commande numérique implique des investissements relativement importants au point de vue de l'acquisition du matériel et du logiciel, ainsi que de la formation du personnel, de sorte que certains ateliers s'équipent tout de même d'unités d'usinage à commande manuelle si celles-ci suffisent à leurs besoins. Cependant, le jour où des besoins accrus exigeront de passer à la commande numérique, il faudra remplacer ces unités d'usinage par de nouvelles unités, mieux adaptées aux exigences nouvelles. Pour résoudre ce problème, la présente invention vise à fournir une unité d'usinage permettant de faciliter le passage de la commande manuelle à la commande numérique. Dans ce but, I'invention propose une unité d'usinage du type indiqué en préambule, caractérisée en ce qu elle est agencée pour être équipée de moyens d'entraînement à commande numérique en remplacement d'au moins une partie desdits moyens manuels d'entraînement. Dans une forme de réalisation particulière, lesdits moyens manuels d'entraînement comportent au moins une vis de commande montée de manière rotative et engagée dans un élément mobile fileté ou denté, et l'unité d'usinage comporte, à proximité de cette vis, au moins un logement pour un capteur- numérique et un logement pour un organe d'entraînement motorisé de la vis. De préférence, le logement pour un capteur numérique s'étend dans le prolongement d'une extrémité de la vis. Dans le cas où les moyens manuels d'entraînement comportent un dispositif à manivelle qui est couplé à ladite vis, une solution avantageuse consiste en ce que ce dispositif à manivelle soit démontable. D'une manière générale, les moyens manuels d'entraînement peuvent être entièrement démontables pour être remplacés par les moyens d'entraînement à commande numérique. Dans une forme de réalisation de l'unité d'usinage selon l'invention, l'ensemble mobile comporte une tête d'usinage qui est mobile suivant au moins trois degrés de liberté, et l'unité d'usinage est agencée pour être équipée de moyens d'entraînement à commande numérique selon chaque degré de liberté. En particulier, la tête d'usinage peut être mobile en translation suivant trois axes, respectivement au moyen de trois vis de commande. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description ci-dessous d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue générale en perspective d'une unité d'usinage agencée selon la présente invention, La figure 2 est une vue latérale en élévation, partiellement coupée, montrant des organes d'entraînement à commande manuelle équipant cette unité d'usinage, et La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et montre des organes d'entraînement à commande numérique installés dans la même unité d'usinage, à la place des organes illustrés en figure 2. En référence aux figures, l'unité d'usinage représentée est agencée pour être équipée, à choix, d'organes d'entraînement à commande manuelle ou à commande numérique, et en particulier de telle manière qu'on puisse remplacer facilement les premiers de ces organes par les seconds. Des organes à commande manuelle apparaissent uniquement dans la figure 2, tandis que des organes à commande numérique sont prévus dans la version illustrée par les figures I et 3. L'unité d'usinage est du type à mouvement triaxial, suivant trois axes de translation orthogonaux. De manière connue, elle comporte un support I agencé pour être fixé au bâti 2 d'une machine, un premier chariot 3 monté sur le support I et mobile en translation suivant un axe vertical, ce chariot portant à sa partie supérieure une paire de glissières 4 orientées suivant un deuxième axe qui est horizontal, un deuxième chariot 5 monté sur les glissières 4 au moyen de patins à billes préchargés 4' pour être mobile en translation suivant le deuxième axe, et un troisième chariot 6 mobile sur des glissières horizontales (non représentées) du deuxième chariot, lesdites glissières étant perpendicu laires aux glissières 4 pour définir un troisième axe de translation, qui est parallèle à l'axe de rotation de la broche 7.Le chariot 6 est équipé d'une broche rotative 7 destinée à porter des outils, ainsi que d'un moteur 8 pour l'entraînement de la broche. Le dispositif représenté et décrit pour une broche d'axe horizontal s'applique bien entendu également à une broche d'axe vertical. Dans la version illustrée plus particulièrement par la figure 2, les mouvements respectifs de translation du premier chariot 3 et du deuxième chariot 5 sont effectués manuellement. A cet effet, le support com comporte une pièce Il portant un écrou à filet trapézoldal 12 dans lequel est engagée une vis 13 dont l'extrémité inférieure 14 est montée de manière rotative dans le premier chariot 3 au moyen d'un pallier à billes 15. L'autre extrémité de la vis 13 est couplée, au moyen d'un renvoi d'angle à pignons côniques 16 et 17, à un arbre de commande manuelle 18 monté également dans le chariot 3 et muni d'une manivelle extérieure 19. La translation horizontale du deuxième chariot 5 est commandée de manière similaire.La figure 2 montre notamment un deuxième écrou à filet trapézoîdal 22 solidaire du chariot 5, une deuxième vis rotative 23 montée dans le chariot 3 et solidaire d'un pignon de renvoi d'angle 26, pour être actionné au moyen d'une deuxième manivelle 29. Les organes entraînant le troisième chariot 6 en translation suivant le troisième axe ne sont pas représentés. ils peuvent être également du type manuel décrit ci-dessus, ou bien d'un autre type. D'une façon générale, les parties apparentes des glissières sont protégées par des soufflets. tels que fe soufflet 30 visible sur la figure 2. La figure 3 montre comment, dans cette unité d'usinage, une partie des organes manuels d'entraînement illustrés par la figure 2 ont été remplacés par d'autres organes permettant une commande numérique des déplacements de translation et du positionnement de la broche au moins suivant les deux premiers axes de translation. La figure 3 montre plus spécialement ceux de ces organes qui sont prévus pour le déplacement et le positionnement du premier chariot 3 suivant l'axe vertical de la vis 13. On remarque tout d'abord qu'on a enlevé les organes d'entraînement manuels 16 à 19 représentés en figure 2, en mettant en place un dispositif de vis à billes 12, 13 ainsi que son palier 15. La vis 13 a été prolongée par une pièce 32 qui est couplée, au moyen d'un manchon 33, à un capteur. numérique incrémental 34 qui délivre par exemple mille impulsions par tour de la vis 13. Le capteur 34 est monté dans un logement 35 prévu spécialement à cet effet dans le châssis 36 du premier chariot 3. Ce châssis comporte un autre logement 37 destiné à recevoir principalement un moteur à courant continu 38 actionné par la commande numérique pour entraîner en rotation la vis 13 au moyen d'une transmission à courroie crantée 39. On a également monté sur le bâti 36 deux détecteurs de fin de course extrêmes 40, dont un seul est visible sur la figure. Ces detecteurs coopèrent avec un élément correspondant - 41 fixé au support 1. De la même manière, pour commander les déplacements en translation horizontale du deuxième chariot 5 au moyen de la vis 23, on a enlevé les organes-d'entraînement manuel correspondants et on a installé, dans la partie supérieure du premier chariot 3, des organes de commande numérique similaires à ceux de la vis 13. A titre indicatif, on a simplement représenté une transmission à courroie crantée 42 sur les figures I et 3. Les organes de commande numérique utilisés dans la présente invention sont généralement des éléments bien connus et n'ont pas besoin d'être décrits en détail ici. On mentionnera simplement que, pour relier ces organes à un pupitre de commande, on a prévu sur le premier chariot 3 une trappe 44 en-dessous de la zone de montage des manivelles 19 et 29. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, on conçoit aisément que les mêmes principes sont applicables si l'unité présente plus ou moins de degrés de liberté. Par ailleurs, on peut prévoir des organes similaires pour commander des mouvements de rotation, par exemple au moyen de vis rotatives sur chacune desquelles est engagé un secteur denté correspondant. Par ailleurs, la construction illustrée par les figures montre également qu'elle permet d'enlever complètement les organes d'entraînement manuels, par exemple l'ensemble.des organes 11 à 19 d'entraînement en translation verticale du premier chariot 3, pour monter à leur place un jeu complet d'organes d'entraînement à commande numérique. Ceci peut être avantageux notamment si l'on doit avoir des vis de translation ayant un pas différent dans chaque cas. Revendications 1. Unité d'usinage comportant au moins un ensemble mobile (3, 5, 6) monté sur un organe de support (1) de façon à être mobile suivant au moins un degré de liberté, et des moyens manuels d'entraînement pour mouvoir et positionner l'ensemble mobile par rapport à l'organe de support, caractérisée en ce qu'elle est agencée pour être équipée de moyens d'entraînement à commande numérique (34,38 à 42) en remplacement d'au moins une partie desdits moyens manuels d'entraînement (16 à 19, 26, 29). 2. Unité d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens manuels d'entraînement comportent au moins une vis de commande (13, 23) montée de manière rotative et engagée dans un élément mobile fileté (12, 22) ou denté, et en ce que l'unité d'usinage comporte, à proximité de cette vis, au moins un logement (35) pour un capteur numérique (34) et un logement (37) pour un organe (38, 39) d'entraînement motorisé de la vis (13). 3. Unité d'usinage selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit logement (35) pour un capteur numérique s étend dans le prolongement d'une extrémité de la vis (13). 4. Unité d'usinage selon la revendication 2, dans laquelle les moyens manuels d'entraînement comportent un dispositif à manivelle (16 à 19) qui est couplé à ladite vis (13) caractérisée en ce que ce dispositif à manivelle est démontable. 5. Unité d'usinage selon la revendication I, caractérisée en ce que les moyens manuels d'entraînement (11 à 19) sont entièrement démontables pour être remplacés par les moyens d'entraînement à commande numérique. 6. Unité d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble mobile comporte une tête d'usinage (6) qui est mobile suivant au moins trois degrés de liberté, et en ce que l'unité d'usinage est agencée pour être équipée de moyens d'entraînement à commande numérique selon chaque degré de liberté. 7. Unité d'usinage selon les revendications 2 et 6, caractérisée en ce que la tête d'usinage (6) est mobile en translation suivant trois axes, respectivement au moyen de trois vis de commande.