Brevet FR2695850A1 — publié le 19940325

APPAREIL D'ENTRAINEMENT D'UN OUTIL ROTATIF PERMETTANT DES CHANGEMENTS D'OUTIL FACILES ET INSTALLATION COMPORTANT CET APPAREIL DESCRIPTION L'invention se rapporte à un appareil d'entraînement d'un outil rotatif permettant des changements d'outil faciles ainsi qu'à une installation comportant cet appareil. Certains outils tels que les meules doivent être remplacés régulièrement à cause de leur usure rapide. Un procédé automatique de changement d'outil est souhaité pour des usinages effectués par des robots. L'invention fut conçue pour satisfaire à ce besoin et peut être analysée comme un perfectionnement apporté à un outil existant composé principalement d'un arbre tournant dans une enveloppe, d'une broche fixée à un bout libre de l'arbre et d'une pince composée de mâchoires destinées à enserrer la tige porteuse de l'outil en se refermant : les mâchoires sont mobiles sur un support commun vissé à l'intérieur de la broche et la broche constituée de façon à refermer les mâchoires quand la pince est enfoncée dans la broche et vers L'arbre par un vissage supplémentaire. L'outil existant nécessite des changements manuel s d 'outil, car le vissage ne peut guère être accompli automatiquement. Dans l'invention, la liaison par vissage a disparu, la pince est fixée à un bout d'une tige qui coulisse dans l'arbre, et un ressort repousse la tige pour enfoncer la pince dans la broche tandis qu'un poussoir fixé à L'enveloppe de l'appareil est situe devant Le bout opposé de La tige et mobile pour repousser la tige contre le ressort en direction opposée à lgenfoncement de la pince dans la broche. Un simple déplacement du poussoir, qui peut être commandé automatiquement, ouvre les mâchoires de sorte que l'outil peut en tomber et être remplacé. D'autres caractéristiques de l'invention vont être décrites plus en détail, à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif : - la figure 1 illustre L'appareil en coupe longitudinale, et la ea figure 2 illustre le mode de préhension d'un outil et le changement d'outil. L'appareil comprend une enveloppe 1 de forme sensiblement cylindrique qui renferme un arbre 2 porteur d'une turbine 3 d'entraînement de l'arbre 2 en rotation et d'une broche 4, pour serrer une pince 5 Logée dans la broche 4a l'extérieur de L'enveloppe 1 La paroi interne de La broche 4 est pour cela conique et s'amincit en direction de l'arbre 2.L'arbre 2 est soutenu dans l'enveloppe 1 par deux roulements 6, et il est évidé au miLieu pour laisser passer une tige 7 qui coulisse à travers Lui. La tige 7 porte la pince 5 à une extrémité et s'élargit en un manchon 8 de guidage à L'autre extrémité ; ce manchon 8 est soutenu par la bague interne d'un troisième roulement 9 dont la bague externe peut glisser le long d'une face d'appui 10 cylindrique de L'enveloppe 1 Un capuchon 11 est fixé à L'enveloppe i et s'étend près de l'extrémité de L'arbre 2 opposée à la broche 4. Il est muni d'une face plane que la tige 7 traverse avec un jeu suffisant pour éviter tout contact et qui sert à comprimer un ressort 12 appuyé sur cette face contre la bague externe du troisième roulement 9. L'action du ressort 12 déplace donc la tige 7 et son équipage vers la droite de la figure jusqu'à ce que la pince 5 se soit refermée au fond de la broche 4. Ce déplacement est assuré par une rondelle 23 solidaire du manchon 8 et de la tige 7 et sur laquelle bute le troisième roulement 9. Un vérin 13 est par ailleurs fixé à l'enveloppe 1, et son piston 14 s'étend tout près de l'extrémité de la tige 7 opposée à la pince 5. L'enveloppe 1 tStfixéeå l'extrémité d'un bras de robot R non représenté en détail ; il existe aussi un dispositif d'alimentation en air comprimé 24 composé notamment d'un réservoir et d'une canalisation souple qui aboutit a un orifice d'entrée 15 qui traverse l'enveloppe 1 et communique dans une chambre logeant en particulier le manchon 8 et le ressort 12 ; l'air comprimé passe ensuite à travers la turbine 3 et sort de L'enveloppe 1 par des orifices de sortie 16 situés à L'extrémité de l'enveloppe 1. On passe maintenant au commentaire de La figure 2. La pince 5 est brasée à l'extrémité de la tige 7 et comprend des mâchoires 18 dont la face extérieure s'évase en s'éloignant de la tige 7, ce qui les fait se refermer quand la pince 5 s'enfonce dans la broche 4. Enfin, un second ressort 19 s'étend entre les mâchoires 18 et est fixé à l'extrémité de la tige 7. La pince 5 est étudiée pour pouvoir saisir une tige 20 d'un outil 21 tel qu'une meule : il suffit de repousser le piston 14 hors du vérin 13, par une commande automatique originaire d'un moyen de commande du bras de robot R pour vaincre l'action du ressort 12, sortir les mâchoires 18 de la broche 4 et permettre leur ouverture grâce à leur élasticité. On peut alors disposer les mâchoires 18 autour de la tige 20 tout en comprimant le second ressort 19, et un recul du piston 14 produit l'enfoncement de la pince 5 dans la broche 4 et la déformation des mâchoires 18 contre la paroi interne de la broche 4. La tige 20 est alors fermement saisie par Les mâchoires 18.Quand l'arbre 2 tourne, la broche 4, la pince 5 et l'outil 21, de même que la tige 7, l'accompagnent - Quand l'outil 21 doit être chargé, le second ressort 19 suffit à le faire tomber de la pièce 5 en Le repoussant de sa détente dès que la pince 5 s'ouvre. Les outils 21 neufs peuvent être placés sur des alvéoles de rateliers 22, les tiges 20 saillant à l'extérieur et pouvant être saisies les unes après les autres. Un récipient de rebut peut être prévu sous les rZateliers 22 pour y laisser tomber les outils 21 usagés. Une butée conique 25 ou un moyen de butée équivalent est situé dans chaque alvéole, sur la Ligne de la tige 20 : la face plane de l'outil 21 opposée à la tige 20 s'y appuie ; comme la position des butées 25 est comme dans les coordonnés du bras de robot 12 (ils peuvent avantageusement tous être situés sur un plan parallèle à deux axes principaux du repère cartésien dans lequel les coordonnées sont définies), le système de commande du bras de robot 12 peut déduire la position de l'outil 21 une fois que la tige 20 est serrée par la pince 5, l'enfoncement de la tige 20 étant constant, dès qu'un mouvement de translation de l'appareil qui fait buter l'outil 21 contre la butée 25 est consommés L'étalonnage de la jauge d'outil 21 est obtenu en appliquant L'outil 21 sur la butée 25 au moyen du second ressort 19 L'outil 21 peut être une meule, une fraise ou éventuellement un autre outil rotatif. REVENDICATIONS 1. Appareil d'entraînement en rotation d'un outil (21) situé sur une tige comprenant un arbre (2) tournant dans une enveloppe (1), une broche (4) fixée à un bout de l'arbre et une pince (5) composée de mâchoires (18) destinées à enserrer la tige en se refermant, la broche étant constituée de façon à refermer les mâchoires quand la pince est enfoncée dans la broche et vers L'arbre, caractérisé en ce que la pince (5) est fixée à un bout d'une tige (7) coulissant dans l'arbre, un ressort (12) repousse la tige (7) en direction de l'enfoncement de la pince dans la broche, et un poussoir (14) fixé à l'enveloppe est situé devant le bout opposé de la tige, le poussoir étant mobile pour repousser la tige contre le ressort en direction opposée à l'enfoncement de la pince dans la broche. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (12) est comprimé contre un roulement (9) à bague interne solidaire de la tige et à bague externe glissant sur ltenveloppe (1). 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un second ressort (19) en appui sur la tige (7) de façon à repousser la tige (20) hors de la pince (5). 4. Installation de changement d'outil comprenant un apparei I selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'appareil étant monté sur un système à bras de robot (R), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (25) pour assurer la position de l'outil quand la tige est enserrée dans les mâchoires (18).