Brevet FR2689796A3 — publié le 19931015

FR 2689796 A3 19931015 FR 9204492 A 19920413 Machine-outil à structure mobile, notamment pour l'usinage rapide de modèles. Cette invention se rapporte à une machine- outil, notamment conçue pour l'usinage rapide de modè- les, qui comprend une structure en forme de C équipée d'une tête porteoutil à plusieurs degrés de liberté, laquelle peut se déplacer parallèlement à l'un des axes de la machine pour usiner rapidement des matières de fai- ble dureté; par exemple, elle peut être utilisée pour produire des modèles en matière plastique qui doivent en- core subir d'autres opérations de finition. La machine est capable d'exécuter un usinage de précision de façon extrêmement rapide et elle est carac- térisée par une configuration spéciale de ces éléments, qui est -conçue pour faciliter l'amenage automatique des pièces. Le résultat est une machine extrêmement prati- que, qui travaille rapidement. L'invention se place dans la catégorie des machines-outils avancées, c'est-à-dire des machines possédant au moins 5 ou 6 degrés de liberté qui sont capables d'exécuter des opérations d'usinage complexes sur des surfaces tridimensionnelles avec des tolérances très serrées. La demande de brevet italien 44804 A/90 déposée par la même demanderesse, décrit une machine-outil possé- dant une construction sous capot comprenant une table qui se déplace le long d'un axe essentiellement horizon- tal et un fourreau qui se déplace le long de deux axes perpendiculaires au premier axe, ces deux axes formant avec ledit axe un système de trois axes rectangulaires, et une tête de travail montée au-dessous dudit fourreau et possédant plusieurs degrés de liberté. Les guides le long desquels le support de four- reau se déplace sont placés dans la partie supérieure de la structure de la machine tandis que la tête porte- outil se déplace à l'intérieur du fourreau. Cette machine a été conçue pour être utilisée dans des services d'étude dans lesquels on donne aux ca- ractéristiques d'insonorisation la priorité sur la vites- se de travail et, en particulier, sur la réduction au mi- nimum des temps d'arrêt, mais elle présente certaines li- mitations lorsqu'elle est utilisée dans une usine pour fabriquer de grandes séries de pièces, en particulier parce qu'il faut arr Pter la machine et ouvrir le capot pour remplacer la pièce, ce qui ralentit la cadence de travail. Cette difficulté est éliminée par la présente invention, qui a pour objet une machine-outil conçue pour l'usinage rapide des modèles et qui présente une structure ouverte, de sorte que les pièces peuvent être amenées automatiquement, par exemple par une courroie transporteuse. En particulier, la machine selon l'invention est du type possédant une structure en forme de C, ouver- te sur trois côtés; toutefois, une partie de cette structure est en saillie et se déplace selon un axe pa- rallèle à la direction d'amenage des pièces, et ses mou- vements se produisent sous commande numérique. Le support en forme de croix d'un fourreau équi- pé d'une tête porte-outil à deux ou plus de deux deqrés de liberté se déplace le long de cette structure. L'invention sera maintenant décrite en détail, à titre d'exemple mais sans limitation, en se reportant en particulier aux figures des dessins annexés sur les- quels: la figure 1 est une vue avant de la machine se- lon l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues de côté et de dessus de la machine; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 2. On se reportera maintenant aux figures des des- sins La machine selon l'invention comprend un socle fixe 1 le long duquel se déplace une structure, l'ensem- ble de la structure étant repéré par la référence 2; un fourreau 3, à la base duquel est montée une tête porte- outil 4 à deux ou plus de deux degrés de liberté, est fixé à ladite structure Le socle 1 constitue la table support de pièce; les pièces sont amenées automatique- ment à la machine, par exemple par une courroie transpor- teuse ou organe équivalent, qui est d'un type connu et par conséquent non représenté sur les figures. La structure 2, qui est représentée plus en dé- tail sur la figure 2, est composée d'une structure en saillie, qui comprend une colonne 5 et une plate-forme 6 le long de laquelle coulisse un support 7 en forme de croix auquel est fixé un fourreau coulissant 3. La structure 2 coulisse parallèlement au socle 1 (axe X); le support 7 en forme de croix se déplace perpendiculairement à la structure (axe Y) et le four- reau 3 peut exécuter des mouvements verticaux par rap- port au support 7 (axe Z). Ces trois mouvements se produisent le long des axes principaux de la machine, outre lesquels il existe aussi deux axes A et C de rotation de la tête. La tête est en soi d'un type connue et elle n'est donc pas décrite en détail. Un système de commande numérique commande tous les mouvements décrits ci-dessus. La structure 2 (figure 2) coulisse le long de deux guides 8 et 9 incorporés dans le socle 1, ces mouve- ments sont commandés par l'intermédiaire d'une vis 10 à recirculation de billes ou d'un organe équivalent, qui est entraînée par un moteur représenté schématiquement et repéré par la référence 11. Le support 7 en forme de croix est monté sur des patins pour coulisser le long de la structure 2 sur une paire de guides prismatiques à recirculation de bil- les portant les numéros 12 et 13 respectivement, dont l'un est placé dans un plan vertical et l'autre dans un plan horizontal Ceci facilite le réglage du support en forme de croix, par exemple à l'aide de vis micrométri- ques ou d'un système similaire. Les mouvements du support 7, avec le fourreau 3 et la tête 4 le long de l'axe Y sont commandés, par exem- ple, par un moteur à courant continu qui entraîne une vis 14 à recirculation de billes, laquelle attaque à son tour un coulisseau 15 incorporé dans le support 7. Un codeur, non représenté, détecte tous ces mou- vements. Pendant le fonctionnement, les pièces sont ame- nées à la machine par une courroie transporteuse qui se déplace parallèlement à la structure 2, en plaçant les pièces sur la table et en les en enlevant lorsque le tra- vail est fini. La structure 2, entraînée par le moteur 3 par l'intermédiaire de la vis 10 à recirculation de billes, se déplace le long de l'axe X, parallèlement au grand cô- té du socle 1 et de la table qui lui est associée, en coulissant le long des guides 8 et 9. De la même façon, le support 7 en forme de croix se déplace le long de la partie en saillie 6 de la structure, avec le fourreau, lequel se déplace dans une direction essentiellement verticale pour mettre la tête en position; la tête est ensuite inclinée de la façon voulue, selon le type de travail à exécuter, d'outil uti- lisé, etc Pendant que la machine exécute son travail, le dispositif de commande numérique commande les mouvements de la structure 2, du support 7 et du fourreau 3, ainsi que l'inclinaison de la tête, pour lui assurer le maxi- mum de précision d'usinage. Le fait aue la structure 2 se déplace parallèle- ment à la table se traduit par le fait que la machine est beaucoup plus petite que celles des types connus, dans lesquelles la structure est fixe et la table se dé- place; pour pouvoir obtenir la précision d'usinage vou- lue, ce dernier système exige des supports appropriés pour maintenir la table parfaitement parallèle à tout mo- ment. L'homme de l'art pourra concevoir divers modes de mise en pratique de la même idée, tous ces modes en- trant cependant dans le domaine de l'invention. Les dimensions et matières utilisées peuvent na- turellement être modifiées si nécessaire, pour s'accor- der aux exigences fonctionnelles. R E V E N D I C A T I O N S 1 Machine-outil pour l'usinage rapide de modè- les, caractérisée en ce qu'elle comporte un socle ( 1) possédant une table support de pièce et une structure ( 2), équipée d'une tête porte-outil ( 4) à plusieurs de- grés de liberté, cette structure se déplaçant le long du- dit socle ( 1) sous la commande d'un dispositif de comman- de numérique, ladite structure ( 2) étant ouverte sur trois côtés. 2 Machine-outil selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que l'axe dudit socle coïncide avec l'un (X) des axes principaux de la machine. 3 Machine-outil selon les revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle possède une structure essentiellement en forme de C, dont une partie est cons- tituée par une colonne ( 5) munie d'un support en saillie ( 6) qui supporte une tête porte-outil ( 4) possédant plu- sieurs degrés de liberté, laquelle colonne ( 5) peut se déplacer sous commande dynamique le long de la partie fixe restante de la machine. 4 Machine-outil selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que ladite colonne ( 5) se déplace le long de guides ( 8, 9) incorporés dans la partie fixe de la machine, ce mouvement étant activé par l'intermédiai- re d'une vis ( 10) à recirculation de billes. 5 Machine-outil pour l'usinage rapide de modè- les, comprenant: un socle ( 1) muni d'une table support de pièce, une structure en saillie ( 2) qui se déplace le long de guides ( 8, 9) incorporés dans ledit socle ( 1), son mouvement étant commandé par des dispositifs de commande numérique, un support ( 7) en forme de croix qui se déplace le long de ladite structure en saillie ( 2) perpendiculaire- ment à la direction précédente, un fourreau ( 3), muni d'une tête porte-outil ( 4) à plu- sieurs degrés de liberté, qui se déplace le long dudit- support perpendiculairement aux directions précédentes, et des dispositifs de commande numérique servant à com- mander tous ces mouvements. 6 Machine-outil selon les revendications précé- dentes, caractérisée en ce que ledit support ( 7) en for- me de croix du fourreau ( 3) portant la tête porte-outil ( 4) coulisse le long de deux guides dont l'un ( 12) pré- sente un côté de support vertical et l'autre ( 13) un côté de support horizontal. 7 Machine-outil selon les revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle est accouplée à un équipement d'amenage automatique des pièces.