Brevet FR2700983A1 — publié le 19940805

DISTRIBUTEUR DE LUBRIFIANT A UN OUTIL D'USINAGE ET PROCEDE DE LUBRIFICATION D'UN OUTIL DESCRIPTION L'invention concerne un distributeur de lubrifiant à un outil d'usinage ainsi qu'un procédé de lubrification d'un outil. ElLe peut notamment trouver emploi dans des cycles automatisés d'usinage, où plusieurs machines à commande numérique sont commandées par un ordinateur, mais où certaines des opérations entreprises nécessitent d'enduire l'outil d'un lubrifiant spécial, ce qui est en pratique le cas pour les taraudages. En effet, on peut se contenter d'un lubrifiant très fluide pour la plupart des autres opérations d'usinage il suffit alors d'arroser L'outil pendant son travail et de laisser couler le lubrifiant avant de Le recycler en filtrant les copeaux qui tombent avec lui. Les tarauds sont habituellement enduits d'un lubrifiant plus visqueux par l'opérateur entre un mouvement d'approche à vitesse rapide de L'outil vers la pièce à usiner et le taraudage luimême, ce qui oblige à interrompre le cycle d'usinage pendant une durée non négligeable, et ralentit donc la fabrication de la pièce. L'invention est relative à un distributeur de lubrifiant apte à fournir le lubrifiant souhaité, éventuellement une matière très visqueuse, dans des conditions qui ne nécessitent pas d'intervention manuelle sur place : il suffit de programmer les déplacements de l'outil pour commander la fourniture du lubrifiant puis pour l'enduire. Le distributeur de lubrifiant est caractérisé par une réserve de lubrifiant munie d'un conduit de sortie, un moyen de mise en pression du lubrifiant de la réserve, un poussoir situé à travers le conduit de sortie, muni d'un trou calibré et mobile jusqu'à une position où le trou calibré vient devant le conduit de sortie, un ressort ramenant le poussoir à une position de repos où il barre le conduit de sortie, et un réceptable de lubrifiant situé au débouché du conduit de sortie et muni d'une ouverture de passage de L'outil. Le moyen de mise en pression peut consister en un piston mobile selon une direction de déplacement dans La réserve, le piston étant repoussé par un ressort mobile dans la direction de déplacement du piston. Le piston et le ressort sont soumis à l'effet d'un mécanisme de réglage. Dans une autre réalisation, il consiste en une vessie isolant une poche vide de lubrifiant dans la réserve, et un moyen adéquat de réglage de la pression consiste en une source de gaz comprimé, un conduit qui relie la source à la réserve et une vanne sur le conduit. Le procédé de lubrification de l'outil à l'aide du distributeur ainsi défini consiste, dans un cycle automatisé d'usinage, à déplacer l'outil pour repousser Le poussoir jusqu'à ce que le trou calibré vienne devant le conduit de sortie, puis à plonger l'outil dans le réceptable et l'oindre de lubrifiant ayant coulé de la réserve avant d'exécuter un usinage par l'outil ; ou, dans une variante, à déplacer l'outil pour Le plonger dans le réceptable tout en repoussant le poussoir par une saillie solidaire de L'outil jusqu a ce que le trou calibré vienne devant le conduit de sortie, avant d'exécuter un usinage par l'outil. On va maintenant décrire L'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif : - la figure 1 représente une vue générale d'une installation automatique d'usinage sur laquelle l'invention peut trouver place, - la figure 2 représente une vue du distributeur suivant une coupe, - la figure 3 représente Le distributeur selon une coupe prise sur la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 illustre un mode d'asservissement de la pression du lubrifiant dans la réserve, - la figure 5 illustre un perfectionnement du procédé d'auto-lubrification, - et la figure 6 illustre une modification possible pour L'invention. L'installation de la figure 1 comporte une réserve d'outils 1 composée essentiellement d'un casier 2 dans lequel les outils sont rangés et d'un robot à pince 3 mobile parallèlement au plan du casier 2 pour saisir l'outil souhaité et L'apporter à un chariot 4 évoluant sur des rails 5 et qui approvisionne des machines-outils 6 à commande numérique disposées en série au-dessous des rails 5. Un atelier de gestion d'outils 7 est voisin de la réserve d'outils 1 et peut comprendre un instrument de préréglage d'outils, un enregistreur de plaquettes d'outil et un ordinateur de gestion d'outils. Une réserve de palettes 8, c'est-à-dire de supports permettant de placer les pièces à usiner sur les machines-outils 6 dans une position bien déterminée et fixe, est formée par un casier parallèle aux rails 5, et un robot empileur 9 est mobile sur des rails 10 parallèles à la réserve de palettes 8 et situés le long des machines-outils 6. Il peut aussi passer devant une réserve de pièces brutes 11, un poste de lavage de pièces 12 et un poste de chargement et de déchargement 13 des pièces. Il apporte les palettes au poste de chargement et de déchargement 13, pose les pièces sur les palettes après les avoir extraites de la réserve de pièces brutes 11, puis apporte les palettes chargées de pièces successivement aux machines-outils 6 utiles pour usiner les pièces, puis au poste de lavage 12, pour ôter les copeaux et les autres salissures des pièces. L'opérateur commande le cycle d'usinage à partir d'un clavier 14 relié aux équipements décrits par un ordinateur de commande 15. On conçoit bien la perte de temps occasionnée s'il doit interrompre le fonctionnement d'une des machines-outils 6 et se déranger périodiquement pour oindre lui-même un outil. Le distributeur de lubrifiant conforme à l'invention est fixé au bâti de la machine-outil 6 concernée par une nervure 16 (reportez-vous à la figure 2). IL comprend une enveloppe supérieure 17 qui renferme une réserve de lubrifiant 18, ici cylindrique et dont une extrémité est munie d'un orifice 19 inférieur destiné à la sortie du lubrifiant. Un mécanisme 20 de mise en pression de la réserve de lubrifiant 18 consiste en un piston 21 mobile dans L'enveloppe 17 et qui est repoussé vers l'orifice de sortie 19 par un ressort à boudin 22, dont l'extrémité opposée au piston 21 repose dans un second piston 23 qu'une vis 24 engagée à travers L'enveloppe 17 et qui est tournée à la main repousse. La vis 24 permet donc de régler la pression du lubrifiant de la réserve grâce au ressort 22 qui introduit de l'élasticité dans le mécanisme 20. Un graisseur 25 (figure 3) est disposé sur le côté de L'enveloppe 17 et permet de remplir la réserve de lubrifiant 18 par un moyen adapté. Il s'agit d'une pièce vissée à L'enveloppe 17 et qu'un conduit fermé par une bille constituant un clapet anti-retour traverse. La société Técalémit fabrique ce genre de produit. L'alimentation en un lubrifiant tel que de la graisse est effectuée, après que la vis 24 a été desserrée, en plaçant l'orifice du récipient d'un distributeur de graisse. Quand la graisse est refoulée hors du récipient par une action de pompage, elle repousse la bille du graisseur 25 et s'écoule par le conduit dans la réserve de lubrifiant 18. La vis 24 est alors resserrée. Un perçage est exécuté au sommet de L'enveloppe 17 (figure 2). IL est fermé par un bouchon 43 qu'on ne retire qu'au momment du remplissage de la réserve de lubrifiant 18 pour que l'air qu'elle contient soit purgé. Un autre perçage 44 est exécuté à travers l'enveloppe 17 un peu en avant du second piston 23 quand celui-ci est reculé en dévissant La vis 24, comme la figure 2 le représente. Le remplissage de la réserve de lubrifiant 18 en graisse est terminé en repoussant quelque peu le premier piston 21 et en comprimant le ressort 22, ce qui est facilité par le rejet de l'air en surpression entre les pistons 21 et 23 par le perçage 44. L'orifice de sortie 19 est prolongé par un conduit de sortie 42 ménagé à travers un bloc 26 vissé sous L'enveloppe 17. Un alésage 27 est creusé dans le bloc 26 et Le conduit de sortie 42 le traverse avant de déboucher dans un alvéole 37 de grand diamètre. L'alésage 27 est occupé par un poussoir 28 cylindrique qui y coulisse. Un ressort 29 logé au fond de l'alésage 27 le repousse dans une position où il sort partiellement de l'alésage 27 près de L'alvéole 37 tout en étant retenu par une rondelle 30, qui lui est fixée par une tige 39 et qui bute sur la face opposée du bloc 26. Le poussoir 28 barre alors l'orifice de sortie 19, mais il comprend un perçage 31 transversal et qui est muni d'un siège 32 pour un gicleur 33 amovible, c'est-à-dire une bague munie d'un trou calibré 34. Si le poussoir 28 est repoussé dans l'alésage 27 contre le ressort 29, le perçage 31 et Le gicleur 33 arrivent dans L'orifice de sortie 19, qui est alors ouvert, de sorte que le lubrifiant peut s'en échapper et tomber dans L'alvéole 37 à un débit qui dépend du diamètre du trou calibré 34 et d'autres paramètres tels que sa viscosité, sa température, etc. La durée de l'enfoncement détermine la quantité de lubrifiant délivrée. Deux joints 35 et 36 sont disposés sur le poussoir 28 à un écartement tel que, quelle que soit la position du poussoir 28, L'orifice de sortie 19 soit toujours situé entre eux. Une clavette 40 disposée sur la tige 39 et engagée dans une rainure du bloc 26 interdit enfin au poussoir 28 de tourner. Il suffit donc de programmer les mouvements du taraud 38 pour qu'il repousse d'abord le poussoir 28, puis le relâche et le laisse reprendre sa position de repos après une durée suffisante pour que l'alvéole 37 se remplisse de lubrifiant. Le taraud 38 est alors déplacé et plongé lentement dans l'ouverture de l'alvéole 37 où il s'enduit de lubrifiant. Comme l'alésage 27 et L'alvéole 37 sont orientés dans la même direction, parallèles et voisins, le déplacement du taraud 38 est facile à programmer et à intégrer dans le cycle d'usinage et rapide à accomplir. Le taraud 38 subit en outre une rotation lente dans L'alvéole 37. Il est ensuite retiré et utilisé. La pression du lubrifiant dans la réserve 18 est rétablie de temps en temps par les opérateurs de maintenance, en période de pause. Le distributeur et ses éléments, comme le poussoir 28 ou le mécanisme 20 de mise en pression, pourraient prendre d'autres formes sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que la pression dans la réserve 18 peut être maintenue automatiquement sans compliquer beaucoup l'installation, comme on le constate en se reportant à la figure 4. Le mécanisme 20 de mise en pression est absent de cette nouvelle réalisation et remplacé par une vessie 45 souple qui isole dans La réserve 18 une poche 46 où Le Lubrifiant ne pénètre pas. Un orifice 47 fait communiquer La poche 46 avec une source 48 de gaz sous pression par L'intermédiaire d'un conduit 49 sur Lequel une électrovanne 50 est située.Une boucle d'asservissement est produite avec, en plus de ces éléments, un capteur de pression 51 et un moyen de commande 52 : le capteur de pression 51 mesure la pression du lubrifiant dans la réserve 18, et le moyen de commande 52 lit cette pression et modifie L'état de l'électrovanne 50, qui obstrue généralement le conduit 49, pour insuffler du gaz comprimé dans la poche 46 jusqu a ce que la pression souhaitée soit rétablie. Dans cette réalisation, la vessie pouvait être remplacée par Le piston 21 de la réalisation précédente. L'avantage du maintien de la pression est que le débit d'écoulement du lubrifiant ne décroît pas à chaque opération d'onction du taraud 38. La figure 5 illustre quant à elle un agencement pour réduire la durée de la lubrification. Le taraud 38 n'est plus utilisé pour déplacer le poussoir 28 : un doigt 55 coulissant dans un fût 56 parallèle à L'axe est chargé de cette fonction. Il est repoussé vers l'extérieur du fût 56 par un ressort 57, et le fût 56 est fixé au poignet 58 du bras de robot qui porte l'axe 54 du taraud 38 à une position choisie pour que le taraud 38 se place devant l'entrée de l'alvéole 37 quand le doigt 55 arrive devant Le poussoir 28, et que le taraud 38 pénètre profondément dans l'alvéole 37 une fois que la force de compression du ressort 57 a permis de repousser le poussoir 28 et d'ouvrir L'orifice de sortie 19. La fourniture de lubrifiant et l'enduction du taraud 38 sont donc simultanées. La modification représentée sur la figure 6 consiste en un conduit extérieur 59 qui relie l'orifice de sortie 19 de la réserve de lubrifiant 18 à L'orifice d'entrée du conduit de sortie 42 car le bloc 26 est ici séparé de l'enveloppe 17 pour des raisons particulières d'affectation de l'espace autour de La machine-outil 6. Le conduit extérieur 59 porte un robinet d'arrêt 60 qui accroît la sécurité du dispositif. REVENDICATIONS 1. Distributeur de lubrifiant à un outil d'usinage (38), caractérisé par une réserve de lubrifiant (18) munie d'un conduit de sortie (19, 42, 59), un moyen de mise en pression (20) du lubrifiant de la réserve, un poussoir (28) situé à travers le conduit de sortie, muni d'un trou calibré (34) et mobile jusqu'à une position où Le trou calibré (34) vient devant le conduit de sortie (19), un ressort (29) ramenant le poussoir à une position de repos où il barre le conduit de sortie, et un réceptacle (37) de lubrifiant situé à un débouché du conduit de sortie et muni d'une ouverture de passage de l'outil. 2. Distributeur de lubrifiant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise sous pression comprend un piston mobile (21) selon une direction de déplacement dans la réserve. 3. Distributeur de lubrifiant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise sous pression comprend une vessie (45) isolant une poche (46) vide de lubrifiant dans la réserve. 4. Distributeur de lubrifiant selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de mise sous pression comprend un capteur de pression (51) disposé dans la réserve (18) et relié à une boucle de commande automatique d'un dispositif (48, 49, 50) de réglage de La pression. 5. Distributeur de lubrifiant selon la revendication 4, caractérisé en ce que Le dispositif de régLage de pression consiste en une source de gaz comprimé (48), un conduit (49) reliant la source à la réserve et une vanne (50) sur le conduit. 6. Distributeur de lubrifiant seLon La revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de mise sous pression comprend un mécanisme de réglage de la pression (23, 24) et un ressort (22) comprimé entre Le mécanisme de réglage de la pression et le piston. 7. Distributeur de lubrifiant selon l'une queLconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le trou calibré (34) est disposé sur un gicleur (33) amovibLe sur Le poussoir. 8. Distributeur de lubrifiant selon L'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que L'ouverture du réceptacle est orientée dans la direction de mobilité du poussoir. 9. Procédé de lubrification d'un outil à l'aide d'un distributeur de lubrifiant conforme à L'une quelconque des revendications 1 à 8 et dans un cycle automatisé d'usinage, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer L'outil pour repousser le poussoir jusqu'à ce que le trou calibré vienne devant le conduit de sortie, puis à plonger L'outil dans le réceptable et l'oindre de lubrifiant ayant coulé de la réserve, avant d'exécuter un usinage par l'outil. 10. Procédé de lubrification d'un outil à l'aide d'un distributeur de lubrifiant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8 et dans un cycle automatisé d'usinage, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer l'outiL pour le plonger dans le réceptable tout en repoussant le poussoir par une saillie (55, 56) solidaire de L'outil jusqu'à ce que le trou calibré vienne devant le conduit de sortie avant d'exécuter un usinage par l'outil.