Brevet FR2689047A1 — publié le 19931001

MACHINE-OUTIL La présente invention concerne une machine-outil comprenant une tête porte-outil en face d'une table ou plan de travail recevant les pièces à usiner, ainsi qu'un ensemble d'usinage formé à partir de cette machine. En pratique, les machines de ce type les plus courantes sont les perceuses. Leur table ou plan de travail comporte un moyen d'assujettissement des pièces à percer, sous la forme d'une pince ou d'un étau. Au cas où ces pièces sont allongées, lorsque ce sont par exemple des profilés, il est connu d'associer à la perceuse, sur un de ses côtés, un dispositif d'amenage à commande numérique. Celui-ci comprend un support longitudinal dans le plan de la table de la machine, sur lequel est mobile une pince portée par un chariot. Entraîné dans les deux sens par un moteur, le chariot se déplace longitudinalement et s'immobilise avec précision (de l'ordre du dixième de millimètre) dans une position quelconque le long de sa course. L'ensemble constitué de la machine et de son accessoire permet d'effectuer un ou plusieurs perçages programmés le long d'un profilé.. Néanmoins, dans l'état actuel des choses, l'ensemble est pratiquement limité à cette application, et le but de l'invention est justement d'en accroître les possibilités avec un minimum d'aménagement. Il s'agit précisément de conférer à une telle machine une option de fraisage, voire de découpage. A cet effet, une machine-outil comprenant une tête parte-outil en face d'un plan de travail pourvu d'un moyen d'assujettissement des pièces à usiner, laquelle tête porte-outil a une aptitude de déplacement selon un premier axe perpendiculaire audit plan de travail, est caractérisée en ce ledit moyen d'assujettisement a lui-même une aptitude de libre déplacement selon un deuxième axe othogonal audit premier axe. La machine selon l'invention étant prévue pour recevoir sur un de ses côtés un dispositif d'amenage tel que mentionné précédemment, de telle façon que ledit moyen d'assujettissement de la machine et le chariot porte-pince du dispositif d'amenage soient mobiles et alignés dans une même direction, l'ensemble permet de réaliser, en plus du perçage, des opérations de fraisage ou de découpage longitudinal par déplacement contrôlé du chariot du dispostif d'amenage. Celui-ci a dès lors une double fonction étant donné qu'il assure toujours le positionnement des pièces précédant les opérations d'usinage. De préférence, il est prévu au moins deux vitesses pour le chariot, soit au moins une vitesse pour les déplacements d'usinage, et une vitesse pour les déplacements de positionnement. Si la tête porte-outil a une aptitude de déplacement supplémentaire selon un troisième axe orthogonal aux deux premiers axes, les possibilités de la machine s'en trouvent nettement accrues : en programmant des déplacements conjugués de la tête porte-outil et du chariot du dispositif d'amenage, sont réalisables la plupart des opérations de fraisage, de même que de la découpe par contournage. Le chariot a alors de préférence une ou plusieurs vitesses de déplacement d'usinage dans les deux sens. De préférence, le moyen d'assujettissement de la machine , étau ou pince, est rappelé dans une position de repos ou position zéro par un ressort, ou un vérin à air comprimé, etc. : lorsque l'ensemble de la machine et du dispositif d'amenage est utilisé en fraiseuse, dès que ledit moyen d'assujettissement de la machine relâche la pièce à usiner, il rejoint automatiquement cette position zéro. Pour une utilisation autre de la machine, sans le dispositif d'amenage, ledit moyen d'assujettissement peut bien entendu être immobilisé fermement dans sa position de repos, ou mieux encore, dans une position quelconque de sa course de coulissement. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 est vue schématique de face d'un ensemble machine et dispositif d'amenage selon l'invention, la Fig. 2 est vue de dessus, partiellement coupée selon la ligne II-II, de l'ensemble de la Fig. 1, et la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 111-111 de la Fig. 1. La machine-outil M selon l'invention représentée dans les dessins est une perceuse, à laquelle est associé un dispositif d'amenage A. La perceuse M comporte un bâti 1 avec une partie inférieure la et une partie supérieure lb renfermant le mécanisme de la tête porte-outil 2. Celle-ci est montée solidaire . d'un support 3 ayant une aptitude de déplacement vertical illustrée par la flèche F1, et une aptitude de déplacement transversal illustré par la flèche F2 à la Fig. 2. Sur cette figure, la partie supérieure de la perceuse M étant coupée selon la ligne II-II, la tête porte-outil n'est représentée que par son axe vertical 0. Comme on le voit par contre à la Fig. 1, elle comprend un mandrin 2a entraîné en rotation autour de cet axe vertical par un moteur 2b. La tête porte-outil 2 surplombe un plan de travail horizontal 4 représenté par la ligne en trait mixte-fin x-x'. Sur le côté droit de la perceuse M, est rapporté de façon classique le dispositif d'amenage A qui comprend une table allongée 5 définissant un support horizontal au même niveau que le plan de travail 4 de la perceuse M. En pratique, ce support horizontal est constitué de rouleaux 6 visibles à la Fig. 2. D'autre part, un chariot 7 a une aptitude de déplacement le long de la table 5, soit dans la direction longitudinale. Il porte une pince 8 agissant transversalement au-dessus de la table 5. Le chariot 7, entraîné dans les deux sens par un moteur 9, est susceptible de se déplacer le long de la table 5 et de s'immobiliser dans une position précise quelconque, comme on le décrira plus en détail dans la suite. Selon l'invention, sur le plan de travail 4 de la perceuse M, un étau 10 est prévu avec une aptitude de déplacement longitudinal illustrée par la flèche F3, soit dans la direction de la table 5 du dispositif d'amenage A. En pratique, l'étau 10 a ses mors 10a, 10b montés sur un support 11, lequel est coulissant sur des glissières 12 fixées par leurs extrémités à des éléments 13 du bâti 1. De préférence, l'étau 10 est rappelé dans une position en bout de course d'un côté ou de l'autre par un moyen non montré tel que ressort, vérin à air comprimé, contre- poids, etc. On choisira avantageusement comme position de repos la position la plus éloignée du dispositif d'amenage A, Fig. 1, pour une raison pratique, à savoir que la position de perçage doit être telle que le perçage ait lieu en dehors de l'étau, mais également entre celui-ci et la pince du dispositif d'amenage A. Selon une autre caractéristique de l'invention, le plan de travail 4 de la perceuse M est constitué à l'intérieur de l'étau 10, non pas par la face supérieure de son support coulissant 11, mais par celle de bandes d'usure 14 fixées en relief sur ledit support. Dès lors, si un outil tel que fraise dépasse légèrement au-dessous du plan de travail 4, il n'entamera pas la matière du support 11 au croisement de celui-ci, mais celle des bandes 14 qui pourront être remplacées périodiquement. Dans la forme de réalisation représentée, l'étau 10 de la perceuse M et la pince 8 du dispositif d'amenage A ont leurs mors de même côté, respectivement 10a et 8a, qui sont fixes dans la direction transversale et dans le même alignement longitudinal, tandis que les mors mobiles 10b, 8b sont commandés par des vérins pneumatiques 10c, 8c. Dans le cas d'une machine plus simple, sans aptitude de déplacement transversal de la tête porte-outil selon F2, il serait nécessaire de prévoir un réglage du positionnement transversal des mors fixes 10a et 8a. Quand la perceuse M est utilisée seule, sans le dispositif d'amenage A, l'étau 10 doit être immobilisé fermement pendant le travail. A cette fin, des moyens sont prévus pour bloquer l'étau dans sa position de repos, ou dans une position quelconque de sa course. Il s'agit par exemple d'un dispositif de serrage du support 11 sur les glissières 12. Par ailleurs, l'étau 10 mobile sur les glissières 12 peut être agencé sous la forme d'un bloc amovible, interchangeable sur le bâti de la machine avec un bloc comportant un plan de travail classique et un moyen d'assujettisement fixe. Un travail de fraisage avec l'ensemble M-A se déroule de la façon suivante : une pièce allongée P, représentée en traits fins à la Fig. 1, est disposée sur le dispositif d'amenage A et saisie par une de ses extrémités dans la pince 8. Dans la perceuse M, l'outil adéquat a été placé sur la tête porte-outil 2 qui se trouve dans une position transversale déterminée. Dans un premier temps, le chariot 7 déplace la pièce P pour l'amener dans la position de début d'usinage. La pièce P se trouve de ce fait engagée dans l'étau 10 qui se referme sur elle. L'usinage peut alors avoir lieu en conjugant par commande numérique les mouvements vertical et transversal de l'outil avec le mouvement longitudinal du chariot 7 sur la course de l'étau 10. Si cette course n'est pas suffisante, l'opération se poursuit par étapes successives, le chariot 7 s'immobilisant entre chaque étape, tandis que l'étau 10 en bout de course relâche la pièce, regagne sa position de départ et ressaisit la pièce. On n'est ainsi limité dans la direction longitudinale que par la longueur du dispositif d'amenage A. Sur le même principe, d'autres travaux que du fraisage sont possibles, par exemple de la découpe par contournage. La Fig. 3 illustre une forme de réalisation préférée du dispositif d'amenage A. Comme enseigné dans la demande de brevet nO 2 642 692 appartenant à la présente demanderesse et intitulée "dispositif de butée de positionnement", le chariot 8 se déplace sous la table 5 en portant la pince 8 au-dessus de celle-ci par l'intermédiaire d'un bras latéral 15. Le chariot 7 est lui-même porté par quatre galets 16 à gorge trapézoïdale engagés sur deux barres rondes 17 montées à l'intérieur d'un profilé 18 constituant la pièce maîtresse de la table 5. Sur le dessus du profilé 18, sont fixées des ailes latérales 19 portant les rouleaux 6 précités au-dessus desquels évolue la pince 8. Le moteur 9 est embarqué sur le chariot 7. Il entraîne par l'intermédiaire d'un réducteur 20 un pignon 21 engagé sur une crémaillère 22 fixée à l'intérieur du profilé 18. Afin d'éliminer le jeu, l'ensemble regroupant le moteur, le réducteur et le pignon est monté sur une plaque 23, elle-même montée pivotante sur le chariot autour de l'axe vertical Y-Y', Fig. 1, et soumise à l'action d'un presseur 24 pour assurer le parfait engagement du pignon 21 dans la crémaillère 22. Le positionnement du chariot 7 est détecté par un codeur 25 en bout de l'arbre du réducteur 20. Cet agencement procure une très bonne précision et un parfait contrôle des déplacements et des immobilisations du chariot 7 ainsi qu'une grande régularité de mouvement pendant l'usinage. De préférence, il est prévu une ou plusieurs vitesses de déplacement du chariot 7 pour l'usinage, indépendamment de sa vitesse pour le transfert entre deux positionnements et pour son retour à vide. REVENDICATIONS 1) Machine-outil comprenant une tête porte-outil (2) en face d'un plan de travail (4) pourvu d'un moyen d'assujettissement des pièces à usiner (10), laquelle tête porte-outil (2) a une aptitude de déplacement selon un premier axe perpendiculaire au plan de travail (4), caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) a lui-même une aptitude de libre déplacement selon un deuxième axe orthogonal audit premier axe. 2) Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête porte-outil (2) a une aptitude de déplacement supplémentaire selon un troisième axe othogonal auxdits premier et deuxième axes. 3) Machine-outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) est mobile sur des glissières (12). 4) Machine-outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) est rappelé en position de repos à l'une des extrémités de sa course. 5) Machine-outil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) est fermement immobilisable dans au moins une position le long de sa course. 6) Machine-outil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) est monté sur un support (11) sur lequel sont fixées en relief des bandes d'usure (14) dont les faces supérieures sont dans le plan de travail (4). 7) Machine-outil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le moyen d'assujettissement (10) est agencé en un bloc amovible. 8) Ensemble d'usinage constitué d'une machine-outil (M) selon l'une des revendications 1 à 7 et d'un dispositif d'amenage (A) monté sur un côté de celle-ci, lequel dispositif (A) comporte une pince (8) sur une table allongée (5), qui avec le moyen d'assujettissement (10) sont mobiles et alignés dans une même direction, la pince (8) étant portée par un chariot (7). 9) Ensemble d'usinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le chariot (7) a plusieurs vitesses de déplacement, dont au moins une vitesse de déplacement d'usinage. 10) Ensemble d'usinage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le moteur (9) du chariot (7) est embarqué sur celui-ci et entraîne un pignon (21) engagé sur une crémaillère (22) solidaire de la table (5).