Brevet FR2725394A1 — publié le 19960412

La présente invention concerne une machine-outil pour usiner, selon un profil détermine, des pièces qui sont généralement de forme allongée et qui présentent des sections transversales pouvant être polygonales, telles que carré, circulaires ou autres. Plus particulierement, quoique non exclusivement, les pièces à usiner sont en matière minérale telle qu'en pierre, granit, etc ... et sont destinées à être utilisées, après usinage, dans une application préférentielle, dans le domaine des ornements architecturaux ou décoratifs, par exemple en tant que colonnes, colonnettes, balustres pour balustrades d'escalier, de terrasse, ou autre. Bien évidemment, la machine-outil selon l'invention n'est pas limitée à cette application spécifique et pourrait être utilisée pour l'usinage de pièces métalliques, en bois, etc ..., pour diverses réalisations. L'usinage de ces pièces s'effectue généralement avec des machines-outils comportant une table sur laquelle une pièce est montée en étant susceptible d'être entraînée en rotation autour de son axe longitudinal, tandis qu'une tête d'usinage mobile, portant un outil de coupe, assure l'usinage proprement dit de la pièce, pour la conformer selon un profil déterminé. En raison de la dimension, de la masse et de la nature des pièces à réaliser dans l'application préferen- tielle de l'invention, une telle opération d'usinage se révèle longue, de sorte que les coûts de production des pièces sont élevés.On a déjà proposé d'équiper les machinesoutils de deux têtes d'usinage travaillant simultanément la même pièce pour diminuer le temps d'usinage, mais des réglages préalables (positions, déplacements, etc ...) entre lesdites têtes, la table et la pièce s'avèrent compliqués et longs. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne une machine-outil pour l'usinage de pièces, dont la conception permet d'améliorer la production tout en préservant la qualité d'usinage. A cet effet, la machine-outil pour usiner, selon un profil déterminé, des pièces, du type comportant une table, sur laquelle sont aptes à être montées lesdites pièces, et un outil de coupe déplaçable, est remarquable, selon l'invention, en ce que - sur ladite table, sont montées au moins deux pièces à usiner, espacées parallèlement l'une de l'autre et suscep tibles d'être entraînées en rotation autour d'axes respec tifs parallèles - ledit outil de coupe présente une forme de disque à bord périphérique tranchant et est monté rotatif autour d'un axe de rotation parallèle aux axes de rotation des deux pièces, et situé à égale distance de ceux-ci, pour que ledit bord tranchant de l'outil usine simultanément lesdites pièces espacées parallèlement - un équipage mobile porte ledit outil et est susceptible d'entraîner le déplacement dudit outil parallèlement à son axe de rotation et parallèlement au plan formé par les axes desdites pièces ; et - une unité de commande programmable, dans laquelle sont notamment mémorisés les différents profils de pièce, est reliée audit équipage mobile, pour déplacer outil de coupe selon le profil déterminé et usiner simultanément les deux pièces. Ainsi, par l'agencement de deux pièces montées parallèlement rotatives sur ladite table, la machine-outil peut usiner simultanément, à l'aide d'un unique outil monté sur l'équipage mobile et piloté par une unité de commande programmable, lesdites pièces en doublant alors la capacité de production, de sorte que les coûts se trouvent réduits considérablement, ce qui permet de mettre sur le marché ce type de pièces ornementales en matière minérale à un prix attractif. En particulier, ledit disque de l'outil de coupe, dont le plan est orthogonal au plan formé par les axes des deux pièces, a un diamètre inférieur à l'écartement des axes desdites pièces, et son axe de rotation est décalé parallèlement dudit plan formé par lesdits axes des pièces. Par ailleurs, lesdites pièces sont montées sur des supports respectifs dont au moins un est muni d'un moteur pour entraîner en rotation lesdites pièces. Avantageusement, lesdits supports, portant lesdites pièces et susceptibles de les entraîner en rotation, sont agencés de façon déplaçable l'un par rapport à l'autre, sur un bâti fixé à ladite table, pour régler l'écartement des axes desdites pièces en fonction du profil à réaliser et du disque utilisé. Dans un mode préferé de réalisation, ledit équipage mobile peut comprendre une poutre disposée orthogonalement auxdits axes des pièces et audit disque et déplaçable parallèlement à ceux-ci, et une potence montée, de façon coulissante, perpendiculairement à ladite poutre et portant à l'une de ses extrémités ledit outil de coupe à disque. Dans ce cas, les extrémités de ladite poutre sont montées coulissantes sur des rails parallèles entre eux et auxdits axes des pièces et du disque, lesdits rails étant fixés à une structure portante de sorte que ladite poutre surplombe ladite table et que ladite potence portant ledit outil peut se déplacer verticalement pour s'éloigner ou se rapprocher des deux pièces à usiner, disposées alors horizontalement. En outre, ledit outil de coupe peut être monté sur une tête orientable liée à l'extrémité correspondante de la potence dudit équipage mobile. De façon analogue, ladite table peut également être montée rotative sur un socle autour d'un axe perpendiculaire au plan de celle-ci. Ces dispositions permettent d'effectuer des usinages spécifiques sur les pièces. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machineoutil comprend au moins deux tables disposées en parallèle l'une de l'autre, de sorte que, pendant l'usinage des deux pièces liées à l'une des tables, deux autres pièces peuvent être montées et réglées en position sur l'autre table, et réciproquement. Ainsi, le gain de temps pour produire lesdites pièces est encore amélioré, puisque la machineoutil peut travailler en continu, passant d'une table à l'autre pour usiner les pièces réglées en position. En outre, elle comprend des moyens fluidiques pour refroidir l'outil durant l'usinage et évacuer les particules usinées. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé- rences identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente, en perspective schématique, un exemple de réalisation de la machine-outil conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de ladite machine-outil. Les figures 3A, 3B et 4A, 4B montrent respectivement, selon une vue en coupe transversale et une vue de dessus, deux phases distinctes d'usinage simultané des deux pièces. La figure 5 montre un exemple de réalisation de pièce obtenue. La machine-outil 1, montrée sur les figures 1 et 2, a pour but l'usinage de pièces notamment réalisées en matière minérale, telle qu'en pierre, selon un profil prédéterminé. Par rapport à un référentiel R à axes perpendiculaires ox, OY et OZ, la machine-outil 1 comprend une table 2, qui se trouve alors, dans cet exemple de réalisation, dans le plan horizontal XOY du référentiel et sur laquelle sont avantageusement montées deux pièces à usiner P1 et P2, et un outil de coupe déplaçable 3. Les pièces P1 et P2 représentées présentent, dans cet exemple, une forme parallélépipédique allongée, à section carrée, mais elles pourraient être de révolution, par exemple cylindriques, à section circulaire. Plus particulièrement, les pièces P1 et P2, montées sur la table 2, sont identiques dimensionnellement et ont leurs axes longitudinaux Al et A2 parallèles entre eux et à l'axe OY du référentiel, de sorte qu'ils sont horizontaux, contenus dans le plan XOY. Les pièces P1 et P2 sont ainsi espacées parallèlement l'une de l'autre et leurs axes sont distants d'un écartement E, ces derniers correspondant par la suite aux axes de rotation desdites pièces. L'outil de coupe 3 se présente sous la forme d'un disque 3A à bord périphérique tranchant 3B (par exemple, grâce au montage de pastilles de coupe non représentées), dont l'axe de rotation 4 est parallèle aux axes Al et A2 des pièces et à l'axe OY du référentiel R, de sorte que, par rapport à ce dernier, le plan du disque 3A est contenu dans le plan vertical XOZ. L'axe de rotation 4 du disque se trouve à un niveau décalé, selon OZ, du plan formé par les deux axes des pièces, et il est situé à égale distance des axes Al et A2 de celles-ci, de façon que le bord tranchant 3B du disque usine simultanément les pièces P1, P2 parallèles, comme on le verra ultérieurement. Le diamètre D de l'outil de coupe est en outre inférieur à l'écartement E desdites pièces. Les pièces P1 et P2 sont montées sur des supports respectifs 5 qui sont sensiblement identiques et qui comportent chacun une base 5A disposée sur la table 2, par l'intermédiaire d'un bâti 6, comme on le verra ensuite. De chacune des bases 5A s'érigent deux paliers de support 5B et 5C alignés, de façon coaxiale, selon l'axe OY du référentiel. L'un des paliers 5B de chaque support est fixe par rapport à ce dernier, tandis que l'autre palier 5C est mobile, de sorte qu'il peut coulisser sur sa base 5A, selon l'axe OY, pour permettre d'adapter chacun des supports à la longueur de la pièce en présence.L'entraînement en rotation des pièces P1 et P2 par rapport à leurs supports respectifs 5, est assuré, dans cet exemple, par un moteur 7, qui est fixé à l'un des supports 5 et dont l'arbre rotatif 7A, porté par le palier fixe correspondant 5B, entraîne, de façon connue, par friction la pièce concernée P1, en s'engageant pour cela dans la face transversale Pla correspondante de la pièce. Dans l'autre face transversale opposée Plb de la pièce, est engagée une pointe ou analogue 5D liée au palier mobile 5C et coaxiale bien entendu à l'arbre du moteur, porté par le palier fixe 5B. L'autre pièce à usiner P2 est entraînée en rotation, via une transmission par chaîne 7B, reliant l'arbre rotatif 7A à un arbre rotatif parallèle 7C, porté par le palier fixe 5B et s'engageant dans la face transversale P2a. L'autre face transversale P2b de la pièce P2 est supportée par la pointe 5D liée au palier mobile 5C du support, coaxialement à l'arbre 7C. Ainsi, lesdites pièces sont entraînées en rotation, autour de leurs axes respectifs Al et A2, par un simple moteur et d'une transmission par chaîne. Aussi, pour pouvoir régler l'écartement E des pièces parallèles P1, P2, en fonction de leur dimension et du diamètre du disque utilisé selon le profil à réaliser, les supports 5 sont montés coulissants, suivant l'axe OX du référentiel R, sur le bâti 6 qui est fixé à la table 2. Par conséquent, les supports 5 peuvent être rapprochés ou éloignés parallèlement l'un de l'autre afin de régler l'écartement des pièces de façon appropriée, puis fixés en position par tout moyen mécaniquement acceptable, non représenté sur les figures. Par ailleurs, l'outil de coupe 3 de la machine-outil 1 est porté par un équipage mobile 8 qui est susceptible d'entraîner le déplacement dudit outil parallèlement aux axes de rotation des pièces, c'est-à-dire selon l'axe OY du référentiel, et orthogonalement au plan PL formé par les deux axes de rotation Al et A2 des pièces, c'est-à-dire au plan de la table 2 ou au plan XOY du référentiel. Pour cela, l'équipage mobile 8 surplombe, à la manière d'un portique, les pièces P1 et P2 portées par les supports et il se compose, dans cet exemple de réalisation, d'une poutre 9 horizontale, selon l'axe OX du référentiel, et d'une potence 10 verticale, selon l'axe OZ. Plus particulièrement, les extrémités 9A de la poutre 9 sont montées sur des rails de guidage parallèles 11 disposés respectivement de part et d'autre de la table et prévus sur une structure fixe 12 de support pour l'équipage mobile 8. Ces rails sont agencés selon l'axe OY du référentiel, de sorte que l'équipage mobile peut coulisser parallèlement aux pièces, c'est-à-dire entraîner l'outil de coupe 3 parallèle ment à celles-ci. Quant à la potence 10, elle peut coulisser verticalement, selon l'axe OZ, par rapport à la poutre 9, de sorte que l'outil de coupe peut se déplacer dans un plan perpendiculaire aux pièces en se rapprochant plus ou moins de celles-ci en pratiquant alors des usinages simultanés plus ou moins prononcés dans celles-ci. La machine-outil 1 de l'invention comprend de plus une unité de commande programmable 14 qui contient les différents profils à réaliser sur les pièces selon leur dimension et qui est reliée pour cela à l'équipage mobile 8 pour lui imprimer les déplacements souhaités. D'autres données sont entrées et accessibles dans ladite unité, telles que la vitesse de rotation des pièces entraînées par les moteurs, les vitesses de rotation et de déplacement selon OY et OZ de l'outil de coupe, etc ... Aussi, des moyens fluidiques, représentés par l'extrémité aval d'une conduite de fluide 15, sont prévus sur la machineoutil pour permettre, à l'aide d'un courant d'eau circulant dans la conduite, de refroidir l'outil de coupe durant l'usinage et d'évacuer les particules usinées sur les pièces. Le fonctionnement de la machine-outil 1 selon l'invention se déroule de la façon suivante. Le profil à donner aux deux pièces parallélépipédiques à usiner P1 et P2 est tout d'abord choisi dans l'unité 14. Les pièces sont entraînées en rotation, autour de leurs axes Al et A2, dans le même sens par l'intermédiaire du moteur 7 et de la transmission 7B. Les supports 5 ont été bien entendu réglés préalablement à l'écartement voulu E. Grâce à la disposition du disque, à égale distance des axes Al et A2 des pièces et dans un plan orthogonal à la table 2, et grâce aux déplacements imposés par l'équipage mobile 8, parallèlement aux axes des pièces et dans un plan orthogonal à ceux-ci, le bord tranchant 3B du disque de coupe 3A réalise l'usinage simultané des deux pièces rotatives.Par exemple, comme le montrent les figures 3A et 3B, la descente du disque 3A dans le plan vertical XOZ, imprimée par la potence 10, permet aux pièces rotatives P1 et P2 d'être usinées à cet endroit à un diamètre d, et le déplacement du disque selon son mouvement d'avance suivant l'axe OY permet d'effectuer cet usinage simultané sur une certaine longueur desdites pièces. En revanche, comme le montrent les figures 4A et 4B, un éloignement du disque par rapport auxdites pièces dans le plan XOZ, permet d'obtenir un usinage des pièces rotatives à un diamètre dl plus grand que le précé- dent. Bien évidemment, un déplacement progressif de l'outil dans son plan vertical, combiné au déplacement selon l'axe OY permet l'usinage de formes inclinées ou arrondies.On peut ainsi obtenir des pièces telles que des balustres, ayant un profil quelconque, comme celui illustré sur la figure 5. On comprend donc que, grâce à la machine-outil de l'invention, on peut réaliser simultanément deux pièces à partir d'un seul outil de coupe, doublant ainsi les cadences de production. En outre, pour réduire encore le temps de fabrication des pièces, la machine-outil comprend en parallèle deux tables 2 et 2' équipées chacune de deux supports 5, 5' montés, de façon réglable, sur des bâtis respectifs 6, 6' qui sont fixés aux tables correspondantes 2, 2'. Ainsi, pendant que l'outil de coupe 3 usine les deux pièces rotatives P1 et P2 montées sur les supports de la table 2, un opérateur peut procéder au montage et au réglage en position de deux autres pièces P1' et P2' sur les supports de l'autre table 2'. Après l'usinage des pièces P1 et P2, l'équipage mobile 8 se déplace pour que l'outil effectue l'usinage des pièces P1' et P2'. Simultanément, les pièces usinées P1 et P2 sont démontées et deux nouvelles pièces à usiner sont installées par l'opérateur sur la table 2, et ainsi de suite. Par ailleurs, la ou les tables de la machine-outil sont montées rotatives sur leur socle respectif autour d'un axe perpendiculaire au plan de celles-ci, c'est-à-dire selon l'axe OZ du référentiel. Aussi, l'outil de coupe 3 est monté sur une tête orientable 16 liée à la potence 10. Celle-ci peut être également montée coulissante le long de la poutre, selon l'axe OX, par l'intermédiaire d'un chariot ou autre non représenté. Ces caractéristiques complémentaires permettent à la machine-outil d'effectuer des usinages particuliers en bout ou inclinés sur lesdites pièces. REVENDICATIONS l. Machine-outil pour usiner, selon un profil déterminé, des pièces, du type comportant une table (2), sur laquelle sont aptes à être montées lesdites pièces, et un outil de coupe déplaçable (3), caractérisée en ce que - sur ladite table (2), sont montées au moins deux pièces à usiner, espacées parallèlement l'une de l'autre et suscep tibles d'être entraînées en rotation autour d'axes respec tifs parallèles - ledit outil de coupe (3) présente une forme de disque (3A) à bord périphérique tranchant et est monté rotatif autour d'un axe de rotation (4) parallèle aux axes de rotation des deux pièces, et situé à égale distance de ceux-ci, pour que ledit bord tranchant (3B) de l'outil usine simultanément lesdites pièces espacées parallèlement - un équipage mobile (8) porte ledit outil (3) et est susceptible d'entraîner le déplacement dudit outil paral lèlement à son axe de rotation et parallèlement au plan formé par les axes desdites pièces ; et - une unité de commande programmable (14), dans laquelle sont notamment mémorisés les différents profils de pièce, est reliée audit équipage mobile, pour déplacer l'outil de coupe selon le profil déterminé et usiner simultanément les deux pièces. 2. Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit disque (3A) de l'outil de coupe, dont le plan est orthogonal au plan formé par les axes des deux pièces, a un diamètre inférieur à l'écartement des axes desdites pièces, et en ce que son axe de rotation (4) est décalé parallèlement dudit plan formé par lesdits axes des pièces. 3. Machine-outil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites pièces sont montées sur des supports respectifs (5) dont au moins un est muni d'un moteur (7) pour entraîneur en rotation lesdites pièces. 4. Machine-outil selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits supports (5), portant lesdites pièces et susceptibles de les entraîner en rotation, sont agencés de façon déplaçable l'un par rapport à l'autre, sur un bâti (6) fixé à ladite table (2), pour régler l'écartement des axes desdites pièces en fonction du profil à réaliser et du disque utilisé. 5. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes l à 4, caractérisée en ce que ledit équipage mobile (8) comprend une poutre (9) disposée orthogonalement auxdits axes des pièces et audit disque et déplaçable parallèlement à ceuxci, et une potence (10) montée, de façon coulissante, perpendiculairement à ladite poutre et portant à l'une de ses extrémités ledit outil de coupe à disque. 6. Machine-outil selon la revendication 5, caractérisée en ce que les extrémités de ladite poutre (9) sont montées coulissantes sur des rails (11) parallèles entre eux et auxdits axes des pièces et du disque, lesdits rails étant fixés à une structure portante (12), de sorte que ladite poutre (9) surplombe ladite table (2) et que ladite potence (10) portant ledit outil (3) peut se déplacer verticalement pour s'éloigner ou se rapprocher des deux pièces à usiner, disposées alors horizontalement. 7. Machine-outil selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que ledit outil de coupe (3) est monté sur une tête orientable (16) liée à l'extrémité correspondante de la potence (10) dudit équipage mobile (8). 8. Machine-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite table (2) est montée rotative sur un socle autour d'un axe perpendiculaire au plan de celle-ci (2A). 9. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes l à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux tables (2, 2') disposées en parallèle l'une de l'autre, de sorte que pendant l'usinage des deux pièces liées à l'une des tables, deux autres pièces peuvent être montées et réglées en position sur l'autre table, et réciproquement. 10. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes l à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens fluidiques (15) pour refroidir l'outil durant l'usinage et évacuer les particules usinées.