Brevet FR2682054A1 — publié le 19930409

APPAREIL D'INCLINAISON POUR UNE TETE PIVOTANTE A CHARIOT La présente invention concerne un dispositif d'inclinaison pour une tête pivotante à chariot utilisable dans une machine-outil du type à double logement. On connaît déjà un dispositif d'inclinaison pour une tête pivotante à chariot, tel qu'illustré dans la figure , comprenant un vérin hydraulique 2 disposé pour opérer un mouvement basculant et dont une partie centrale d'inclinaison 1 se trouve à son sommet, et une tête de broche 3 pouvant se balancer en un point sur l'axe du vérin hydraulique 2 et sur laquelle est serré un outil, ladite tête de broche 3 étant reliée à l'aide d'une pièce de liaison 4 à une extrémité d'un piston 5 du vérin hydraulique 2. Ainsi, avec ce dispositif, par exemple, un outil (non illustré) serré à l'extrémité de la tête de broche 3 peut être incliné vers la gauche dans la figure 5 en faisant avancer le piston 5 du vérin hydraulique 2 tout en inclinant le vérin hydraulique 2 vers la droite, la partie centrale d'inclinaison 1 servant de centre d'inclinaison, à l'aide de moyens d'inclinaison non illustrés Ceci fait incliner vers la gauche l'outil serré sur la tête de broche 3 selon un angle prédéterminé. Toutefois, le mécanisme tel qu'illustré dans la figure 5, dans lequel le vérin hydraulique 2 est placé dans le prolongement de l'axe de la tête de broche 3, présente des inconvénients, puisqu'un couple de contrainte agissant sur le vérin hydraulique 2 varie du fait de l'action d'inclinaison et qu'en outre le mécanisme dans son ensemble, y compris le vérin hydraulique 2, devient volumineux, ce qui rend la réduction des dimensions du mécanisme difficile. C'est pourquoi la présente invention a pour objet de fournir un dispositif d'inclinaison d'une tête pivotante à chariot qui permet qu'un couple d'inclinaison se produisant dans la tête pivotante à chariot soit compensé, ce dispositif pouvant par ailleurs être réduit. L'invention propose un dispositif d'inclinaison d'une tête pivotante à chariot pour une machine outil du type à double logement, ladite tête pivotante à chariot ayant un chariot monté pour pouvoir opérer un mouvement horizontal sur une traverse et un corps de tête monté sur ledit chariot pour opérer un mouvement pivotant vers la gauche et vers la droite et portant une tête de broche, ledit dispositif d'inclinaison comprenant: un mécanisme d'entraînement d'inclinaison relié audit corps de tête et servant à incliner ledit corps de tête en prenant pour centre une position prédéterminée; une paire de vérins hydrauliques placés de chaque côté dudit corps de tête dans la direction d'inclinaison, l'extrémité du piston de chacun des vérins hydrauliques étant reliée à chaque côté dudit corps de tête, ledit piston opérant un mouvement vers l'avant et vers l'arrière suivant une position inclinée du corps de tête; et des moyens régulateurs de pression pour réguler la pression appliquée à chacun des dits vérins hydrauliques. Avec le dispositif tel que décrit ci-dessus, la tête pivotante à chariot est inclinée par le mécanisme d'entrainement de l'inclinaison et, en même temps, les vérins hydrauliques sont soumis, à l'aide d'un système de conduites hydrauliques, à des pressions d'équilibrage du pivotement correspondant aux angles d'inclinaison respectifs sur les côtés de la tête pivotante à chariot dans la direction de l'inclinaison Une fois que la tête pivotante à chariot a été inclinée selon un angle prédéterminé, des pressions de réaction sont appliquées aux vérins hydrauliques, de sorte que le couple d'inclinaison se produisant dans la tête pivotante à chariot peuvent être compensés. D'autres objectifs et aspects de l'invention apparaîtront plus clairement de la description ci-après d'un mode de réalisation préféré, en se référant aux dessins joints dans lesquels: La figure 1 est une vue de face illustrant un exemple d'une machine à dégrossir du type à double logement équipée d'un dispositif à tête pivotante à chariot selon l'invention; La figure 2 est une vue de face illustrant un mode de réalisation du dispositif d'inclinaison de la tête pivotante selon l'invention; La figure 3 est une vue de face schématique du mécanisme d'entraînement de l'inclinaison de la tête pivotante à chariot; La figure 4 est un synoptique illustrant un système de conduite hydraulique; et La figure 5 est une vue partielle illustrant un exemple d'un dispositif d'inclinaison conventionnel. On va maintenant décrire une machine à dégrossir équipée d'un mode de réalisation de l'invention, en se référant aux figures 1 à 4. La machine à dégrossir du type à double logement 6 comprend un banc 7, une table 8 disposée sur le banc 7, une paire de colonnes 9 dressées perpendiculairement sur le banc 7 de chaque côté de la table 8, une poutre supérieure 10 reliant les extrémités supérieures des20 colonnes 9, une traverse 12 pouvant monter et descendre sur un guide de soulèvement 11 placé verticalement sur l'avant des colonnes 9 et une tête pivotante à chariot 13 placée sur la traverse 12 et portant une tête de broche 13 a La tête pivotante à chariot 13 comporte un chariot 15 placé sur la traverse 12 et pouvant se déplacer le long d'elle grâce à un mécanisme d'entraînement 14, un corps de tête 17 placé sur le chariot 15 pour effectuer un mouvement d'inclinaison à l'aide d'un mécanisme d'entratnement de l'inclinaison 16, une paire de vérins30 hydrauliques 18 R et 18 L placés sur chaque côté du corps de tête 17 dans la direction de l'inclinaison et déplacés dans une liaison à crabot avec le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison 16, ainsi qu'un système de conduites hydrauliques 19 pour appliquer des pressions d'équilibrage35 de l'inclinaison et des pressions de réaction sur les vérins hydrauliques 18 R et 18 L Ces derniers sont prévus pour réaliser un mouvement de balancement autour d'un point d'articulation P comme centre (Dans la description du mode de réalisation, "R" et "L" indiquent les côtés droit et gauche respectivement, lorsque la tête pivotante à chariot 13 est vue depuis le côté avant). Le chariot 15 a sensiblement la forme d'un rectangle sur sa face avant, tel qu'illustré dans la figure 3 et présente, sur la partie supérieure de la face avant, un élément circulaire en forme de rail incurvé 20 fixé par des boulons 21 Un élément circulaire en forme de rail incurvé 22 plus court que l'élément en forme de rail 20 est monté de manière coulissante sur le bord circulaire extérieur de l'élément en rail 20. Le chariot 15 porte sur sa partie supérieure le mécanisme d'entraînement 14 pour déplacer la tête pivotante à chariot 13 le long de la traverse 12 comme illustré dans la figure 1 et le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison 16 du corps de tête 17, tel qu'illustré dans la figure 3. Le corps de tête 17 a sensiblement la forme d'un rectangle sur sa face avant, tel qu'illustré dans la figure 2, et, à l'avant, l'élément coulissant 22 est fixé sur le corps de tête, ce dernier portant, dans sa partie centrale inférieure, la tête de broche 3 sur laquelle est serré un outil Le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison 16 comporte un moteur 23, un mécanisme de réduction 24 pour transmettre le couple du moteur 23 et un pignon 25 qui vient en prise avec une crémaillère circulaire en forme d'arc 26 formée sur le bord circulaire extérieur de l'élément coulissant 22 Grâce à ce montage, lorsque le moteur 23 tourne, le couple est transmis, par l'intermédiaire du renvoi 24 et du pignon 25, à la crémaillère 26, de sorte que l'élément coulissant 22 est déplacé le long du rail incurvé 20, puis le corps de tête 17 fixé à l'élément coulissant 22 est incliné. En outre, des servomécanismes SBR, SBL et des cylindres hydrauliques 18 R, 18 L sont placés sur les côtés du corps de tête 17 dans la direction d'inclinaison, comme le montre la figure 2 Les extrémités des pistons 27 R, 27 L des vérins hydrauliques 18 R, 18 L sont reliées de manière coulissante à des fentes verticales 28 R, 28 L ménagées sur les côtés inférieurs du corps de tête 17. Le système de conduite hydraulique 19 pour actionner les vérins hydrauliques 18 R, 18 L est constitué de la manière illustrée en figure 4 Le système de conduite hydraulique 19 comprend un circuit régulateur de pression de réaction 19 a pour réguler les pressions de réaction appliquées aux vérins hydrauliques 18 R, 18 L et un circuit d'équilibrage d'inclinaison 19 b pour réguler les pressions d'équilibrage de l'inclinaison appliquées à la tête de broche 13 a inclinée vers la gauche et vers la droite Pour appliquer les pressions d'équilibrage de l'inclinaison et les pressions de réaction aux vérins hydrauliques 18 R, 18 L sur chaque c 8 té du corps de tête 17, le système de conduite hydraulique 19 est en outre équipé de soupapes de commande proportionnelle 30 R, 30 L placées entre une source de génération de pression d'huile, non illustrée, et le système, et qui sont utilisées pour remplacer les forces d'équilibrage de l'inclinaison correspondant aux angles d'inclinaison mesurés par des codeurs à pulsation XX, non illustrés, par les pressions hydrauliques, de servomécanismes SBR, SBM pour générer les pressions hydrauliques correspondant aux valeurs de commande des forces d'équilibrage de l'inclinaison provenant des moyens de commande numérique 34, de régulateurs de pression 31 R, 31 L pour réguler les pressions d'équilibrage de l'inclinaison à gauche et à droite, de détecteurs de pression 32 R, 32 L pour détecter les pressions d'équilibrage de l'inclinaison, et de régulateurs de pression de réaction 33 R, 33 L pour réguler les pressions de réaction à gauche et à droite appliquées aux vérins hydrauliques 18 R, 18 L. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif d'inclinaison de la tête pivotante à chariot en prenant le cas o la tête pivotante à chariot 13 est inclinée de 300 vers la gauche, tel qu'illustré en figure 2. Lorsque le moyen à commande numérique 34 de la machine à dégrossir 6 envoie au mécanisme d'entraînement de l'inclinaison 16 du corps de tête 17 un ordre pour incliner la tête pivotante à chariot 13 de 300 vers la gauche, le moteur 23 est actionné et le pignon 25 est actionné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par l'intermédiaire du renvoi 24, comme illustré sur la figure 3, de sorte que la crémaillère 26 qui se met en prise avec le pignon 25 commence à opérer un mouvement coulissant le long de l'élément en forme de rail 20 vers la gauche en même temps que l'élément coulissant 22 De ce fait, le corps de tête 17 fixé à l'élément coulissant 22 commence à effectuer un mouvement d'inclinaison vers la gauche. Simultanément au début du mouvement d'inclinaison, un signal de changement de la pression d'huile à appliquer à chaque vérin hydraulique 18 R, 18 L, correspondant à un changement de l'angle d'inclinaison du corps de tête 17, est envoyé aux soupapes de commande proportionnelle 30 R, L du système de conduite hydraulique 19 et, en réponse à ces changements de pression, de l'huile est introduite dans le vérin hydraulique 18 R pour un mouvement vers l'avant par l'intermédiaire du servomécanisme SBR afin de faire avancer le piston 27 R, et de l'huile est introduite dans le vérin hydraulique 18 L par l'intermédiaire du servomécanisme SBL pour faire reculer le piston 27 L Le piston 27 R est déplacé vers l'avant et le piston 27 L vers l'arrière en réalisant un réglage de la répartition des pressions appliquées aux vérins hydrauliques 18 R, 18 L par les régulateurs de pression 31 R, 31 L, une détection des pressions d'équilibrage de l'inclinaison dans les vérins hydrauliques 18 R, 18 L à chaque angle d'inclinaison étant réalisée en même temps par les détecteurs de pression 32 R, 32 L pour la pression d'équilibrage de l'inclinaison, jusqu'à ce que le corps de tête 17 soit incliné de 30 vers la gauche. Lorsque le piston 27 R est avancé et que le piston 27 L est reculé jusqu'à ce que le corps de tête 17 soit incliné de 30 vers la gauche, les pressions de réaction requises 7 pour maintenir en position les pistons respectifs 27 R, 27 L des vérins hydrauliques 18 R, 18 L sont régulées par les régulateurs de pression de réaction 33 R, 33 L, puis les pressions d'équilibrage de l'inclinaison et les pressions5 de réaction sont appliquées aux vérins hydrauliques 18 R, 18 L Ainsi, dans le présent mode de réalisation, les vérins hydrauliques 18 R, 18 L sont avancés et reculés en réponse à l'angle d'inclinaison du corps de tête 17 et le couple d'inclinaison produit du fait de l'inclinaison de la tête pivotante à chariot 13 est compensé, de sorte que toute contrainte excédentaire est appliquée au mécanisme d'entraînement de l'inclinaison 16 Dans le présent mode de réalisation, on utilise un servomécanisme, mais on peut aussi utiliser un circuit de commande utilisant le PID (proportion, intégration et différentiation) ou un circuit de commande utilisant l'IPD (intégration, proportion et différentiation), la présente invention n'étant pas limitée à ces usages. Comme on l'a expliqué ci-dessus, dans la présente invention, puisque le mouvement d'inclinaison de la tête pivotante à chariot est réalisé à la fois par le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison et par les vérins hydrauliques de réglage, un couple de contrainte agissant sur le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison devient constant et, de ce fait, le mécanisme d'entraînement de l'inclinaison ne se voit appliquer aucune contrainte excédentaire Ainsi, le dispositif d'inclinaison selon l'invention ne nécessite pas de mécanisme d'entraînement de l'inclinaison de dimension supérieure et peut donc être réduit. En outre, l'usage combiné du mécanisme d'entraînement de l'inclinaison et des vérins hydrauliques de réglage, pour servir de moyen d'inclinaison, permet de réaliser un actionnement d'inclinaison rapide et précise de la tête pivotante à chariot sans que celui-ci soit affecté par un jeu dans les engrenages du mécanisme d'entraînement de l'inclinaison, ou par une quelconque différence dans le temps de réponse des vérins hydrauliques de réglage, tout en permettant en même temps d'améliorer la précision d'usinage à planifier. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'inclinaison pour une tête pivotante à chariot utilisable dans une machine-outil du type à double logement, ladite tête pivotante à chariot portant un chariot monté pour effectuer un mouvement horizontal sur une traverse et un corps de tête monté sur ledit chariot pour effectuer un mouvement de pivotement vers la gauche et vers la droite et portant une tête de broche, ledit dispositif d'inclinaison étant caractérisé en ce qu'il comprend: un mécanisme d'entraînement de l'inclinaison relié audit corps de tête ( 17) et servant à incliner celui-ci en prenant comme centre une position prédéterminée (P); une paire de vérins hydrauliques ( 18 R, 18 L) placés des deux côtés dudit corps de tête dans la direction de l'inclinaison, l'extrémité de la tige de chacun desdits vérins hydrauliques étant lié à chaque côté dudit corps de tête, ledit piston avançant et reculant en suivant une position inclinée du corps de tête; et des moyens régulateurs de pression ( 19 a) pour réguler les pressions appliquées auxdits vérins hydrauliques. 2. Dispositif d'inclinaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraînement de l'inclinaison comporte un moyen d'entraînement à moteur ( 23); un mécanisme de transmission pour transmettre un couple fourni par ledit moyen d'entraînement à moteur et un mécanisme de conversion en prise avec ledit mécanisme de transmission servant à convertir ledit couple en un mouvement d'inclinaison dudit corps de tête. 3 Dispositif d'inclinaison selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de conversion comporte un pignon ( 25) qui vient en prise avec ledit mécanisme de transmission et un moyen circulaire incurvé d'engrenage ( 20) qui vient en prise avec ledit moyen en pignon et qui est fixé au corps de tête. 4. Dispositif d'inclinaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de tête ( 17) présente une fente ( 28 R, 28 L) ménagée sur chacun de ses côtés dans laquelle l'extrémité de la tige de chacun des vérins hydrauliques ( 18 R, 18 L) est engagée par glissement, et dans lequel chacun desdits vérins hydrauliques peut être incliné en prenant comme centre une position prédéterminée. 5. Dispositif d'inclinaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens régulateurs de pression comprennent des régulateurs de pression ( 31 R, 31 L) pour réguler les pressions d'huile appliquées auxdits vérins hydrauliques, des régulateurs de pression de réaction ( 33 R, 33 L) pour réguler les pressions de réaction appliquées auxdits vérins hydrauliques, et un moyen de commande pour commander le fonctionnement desdits régulateurs de pression et desdits régulateurs de pression de réaction. 6. Dispositif d'inclinaison selon la revendication , comprenant en outre des détecteurs de pression ( 32 R, 32 L) pour détecter les pressions d'huile et des soupapes de commandes proportionnelles ( 30 R, 30 L) pour commander les pressions d'huile respectives devant être appliquées à ladite paire de vérins hydrauliques, suivant une position inclinée dudit corps de tête.