Brevet FR2742372A1 — publié le 19970620

DISPOSITIF DE DEPLACEMENT D'UNE BROCHE D'UNE MACHINE OUTIL La présente invention concerne un dispositif de commande numérique et plus particulièrement un dispositif destiné à commander le déplacement d'une broche d'une machine-outil telle qu'un tour ou une perceuse sensitive. Sur la plupart des machines-outils, à l'heure actuelle, il existe des dispositifs de commande numérique adaptés spécifiquement à chaque machine-outil, ce qui présente l'inconvénient de multiplier les frais et l'encombrement du parc de machines pour une entreprise. En outre, certaines entreprises sont équipées de machines-outils du type comprenant un chariot porte-outil dont le déplacement est obtenu grâce à un cabestan actionné manuellement et ne veulent pas changer l'ensemble de leur parc de machines-outils pour passer en commande numérique. Ainsi, le dispositif de commande selon l'invention propose par des moyens simples de gérer le déplacement du chariot porte-outil, et ce, de façon à pouvoir s' adapter sur les différents types de machines-outils dont la translation dudit chariot est commandée par la rotation d'un axe de commande de cabestan ainsi que de gérer la vitesse de rotation du moteur de la machine-outil commandant soit la rotation de la pièce à usiner, soit la rotation de l'outil. Le dispositif de commande est destiné à automatiser le déplacement d'un chariot porte-outil d'une machine-outil. Le déplacement commandé par la rotation d'un axe de commande de la machine-outil est caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de commande monté directement sur ledit axe de commande. De plus, le boîtier de commande comprend un moteur commandant grâce à des moyens intermédiaires de transmission la rotation d'un axe d'entraînement de sortie destiné à être monté sur l'axe de commande de la machine-outil. Selon une caractéristique complémentaire, les moyens intermédiaires de transmission sont composés - d'une vis entraînée en rotation par le moteur, - d'un écrou de transmission, - d'une courroie crantée solidaire de l'écrou, - d'un ensemble de pignons et poulies comprenant au moins un pignon principal d'entraînement solidaire de l'axe d'entraînement de sortie. Selon une autre caractéristique, le boîtier de commande est solidaire en translation du chariot porte-outil et l'axe d'entraînement de sortie dudit boîtier est solidaire en rotation de l'axe de commande du chariot porte-outil. En outre, le dispositif suivant l'invention comporte une unité de commande du type numérique commandant le moteur du boîtier de commande et également le moteur de la machine-outil qui permet la rotation soit de l'outil proprement dit, soit de la pièce à usiner. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 et 2 illustrent un type d'utilisation sur un tour du dispositif. La figure 1 représente le tour et le dispositif en vue de face. La figure 2 représente le chariot porte-outil et le boîtier de commande en vue de dessus. Les figures 3 et 4 illustrent l'utilisation du dispositif sur une perceuse. La figure 3 représente la perceuse et le dispositif en vue de face. La figure 4 représente le dispositif et la machine-outil en vue de dessus. La figure 5 représente le dispositif de commande dans son ensemble en vue de face. Le dispositif de commande (1) selon l'invention est destiné à être utilisé, par exemple, sur un tour (100a) dont la tourelle mobile (2a) connue en soi comporte un ensemble porte-outil (3a) pivotant dont le déplacement horizontal (H) est provoqué par rotation de l'axe de commande (4), le boîtier de commande (5) du dispositif de l'invention étant monté directement sur ledit axe de commande, tel qu'illustré figures 1 et 2. Le dispositif (1) de l'invention peut être également utilisé, par exemple, sur une perceuse sensitive (lob) comprenant une broche verticale (2b) portant un mandrin de retenue (3b) pour un forêt (6b) ou autre, tel qu'illustré figures 3 et 4. Le déplacement vertical (V) de ladite broche verticale (2b) s'effectue grâce à la rotation de l'axe de commande de cabestan (4). Comme précédemment et selon l'invention, le boîtier de commande (5) du dispositif (1) est monté directement sur ledit axe de commande (4). Selon un mode de réalisation préféré dudit dispositif de commande (1) celui-ci est constitué - d'une unité de commande (7) du type numérique, - d'un boîtier de commande (5) possédant un axe d'entraînement de sortie (8) dont la rotation est gérée par le biais de moyens intermédiaires de transmission (9) grâce à un moteur (10) dirigé par l'unité de commande (7). Le boîtier de commande (5) du dispositif selon l'invention comprend un carter (11) sur lequel sont prévus des moyens de liaison (12) destinés à permettre de solidariser en translation ledit carter (11) avec le chariot porte-outil (2) de la machine-outil (100), de manière à pouvoir obtenir une coopération permanente en rotation entre l'axe d'entraînement de sortie (8) dudit boîtier (5) et l'axe de commande (4) de ladite machine-outil (100). Les moyens de liaison (12) peuvent, par exemple, être constitués d'un manchon de solidarisation (12), fixé au carter (11) du boîtier de commande (5) et placé entre le chariot porte-outil (2) et ledit carter (11) du boîtier de commande (5) de façon à ce que la liaison entre l'axe d'entraînement de sortie (8) du boîtier (5) et l'axe de commande (4) du chariot porte-outil (2) s'effectue longitudinalement à l'intérieur d'un profil en U du manchon (12). Ladite liaison entre les deux axes (4, 8) pouvant être obtenue par tout système permettant de solidariser en rotation deux axes comme, par exemple, un système à goupille ou système à arbre crénelé. Ainsi, le boîtier de commande (5) peut se déplacer en translation avec le chariot porte-outil (2) lorsque les axes respectifs de commande (4) et d'entraînement (8) sont solidarisés et subissent une rotation commune, mais est bloqué en rotation par rapport aux dits axes, grâce au manchon (12). I1 va de soi que les moyens de liaison (12) envisagés entre le boîtier de commande (5) et le chariot porte-outil (2) peuvent être remplacés par d'autres moyens équivalents sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Le boîtier de commande possède à l'intérieur du carter (11) un moteur (10) qui par le biais des moyens intermédiaires de transmission (9) commande la rotation par rapport au carter de l'axe d'entraînement de sortie (8) du boîtier (5). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, lesdits moyens intermédiaires de transmission (9) sont constitués par - un écrou de transmission (13), - une vis horizontale (14) engagée dans ledit écrou de transmission (13), - une courroie crantée (15) solidaire de l'écrou de transmission (13), - un ensemble de pignons (16a, 16b, 17) et poulies (18). L'ensemble de pignons est selon le mode de réalisation préféré de l'invention composé de deux pignons secondaires de renvoi (16a, 16b), une poulie de renvoi (18), et un pignon principal d'entraînement (17) solidaire de l'axe d'entraînement de sortie (8), ledit axe d'entraînement possèdant à son extrémité un alésage dans lequel est destiné à être engagé et solidarisé, du moins en rotation, l'axe de commande de cabestan (4) d'origine du chariot porte-outil (2) de la machine-outil (100), le dispositif s'adaptant ainsi sur tout les types de machines-outils. Le boîtier de commande (5) possède une vis (14) dont la rotation selon son axe XX' est commandée par le moteur ou motoréducteur (10); ladite vis (14) pouvant avantageusement être constituée d'une vis à bille, elle est positionnée selon le mode de réalisation préféré de l'invention horizontalement dans la partie supérieure du carter (11). Ladite vis (14) est engagée dans un écrou de transmission (13) bloqué en rotation autour de X)C et libre en translation selon '. Cet écrou est porté par la vis (14) et une tige de guidage (19) parallèle à l'axe XX' de ladite vis (14) et fixée au carter (11) à ses deux extrémités, tel qu'illustré figure 5. Ainsi, l'écrou (13) peut se déplacer en translation le long de la vis, la tige de guidage fixe (19) empêchant sa rotation. I1 va de soi que d'autres moyens équivalents, par exemple du type rail de guidage, peuvent être utilisés pour bloquer la rotation de l'écrou de transmission (13), sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Ledit écrou (13) est fixé à une courroie crantée (15) qui par le biais de son engrènement avec les différents pignons (16a, 16b, 17) est destiné à commander la rotation du pignon principal (17) et ainsi de l'axe d'entraînement de sortie (8) du boîtier de commande (5). La courroie crantée (5) dont le déplacement est obtenu par la translation selon XX' de l'écrou de transmission (13) est tendue autour de trois pignons : deux pignons secondaires de renvoi (16a, 16b) et un pignon principal d'entraînement (17). Les deux pignons secondaires de renvoi (16a, 16b) sont avantageusement placés légèrement en-dessous et à l'aplomb des extrémités de la vis (14) dans la partie supérieure du carter (11) le long d'un axe XlX1 avantageusement parallèle à XX et le pignon principal d'entraînement (17) est, lui, positionné dans la partie inférieure du carter (11). Les dentures des trois pignons (16a, 16b, 17) coopèrent avec les dentures complémentaires de la face interne (20) de la courroie crantée (15). Une poulie de renvoi (18) non dentée est disposée contre la face externe (21) de la courroie crantée (15) entre un des pignons de renvoi secondaires (16a) et le pignon principal (17), ladite poulie non dentée pouvant être avantageusement positionnée de manière réglable afin de pouvoir faire varier l'angle de renvoi de la courroie sur le pignon principal (17). De plus, un des pignons secondaires de renvoi (16b) appelé galet tendeur peut avantageusement être monté sur un ensemble dont la position est réglable le long de l'axe XlX1 afin de pouvoir régler la tension de la courroie crantée (15). Lors de la rotation du moteur (10), la vis est entraînée en rotation autour de son axe XX, ladite rotation provoquant la translation de l'écrou de transmission (13) le long de Xx,, ladite translation qui grâce au déplacement de la courroie crantée (15) et à son engrènement sur les différents pignons (16a, 16b, 17) permet la rotation du pignon principal d'entraînement (17) et donc de l'axe d'entraînement de sortie (8) par rapport au carter (11) du boîtier de commande (5). Le déclenchement, c'est-à-dire la mise en route et l'arrêt du moteur (10) du boîtier de commande (5) du dispositif est assuré et géré par une unité de commande (1) du type numérique reliée au boîtier de commande (5) et au moteur (22) de la machine-outil (100) par des câbles électriques (23a, 23b) et qui comprend des circuits électroniques (24) et des moyens d'introduction de données (25) tels qu'un clavier matriciel ou autre. En outre, ladite unité de commande (7) permet de régler la vitesse du moteur (22) de la machine-outil (100) et son sens de rotation, ledit moteur (22) permettant soit la rotation de la pièce à usiner dans l'exemple du tour, soit la rotation de l'outil utilisé dans l'exemple de la perceuse en fonction de la position respective dans l'espace de l'outil et de la pièce. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande (1) destiné à automatiser le déplacement d'un chariot porte-outil (2) d'une machine-outil (100), déplacement commandé par la rotation d'un axe de commande (4) de la machine-outil (100), caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de commande (5) monté directement sur ledit axe de commande (4). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de commande comprend un moteur (10) commandant, grâce à des moyens intermédiaires de transmission (9), la rotation d'un axe d'entraînement de sortie (8), destiné à être monté sur l'axe de commande (4) de la machine-outil (100). 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens intermédiaires de transmission sont composés - d'une vis (14) entraînée en rotation par le moteur, - d'un écrou de transmission (13), - d'une courroie crantée (15) solidaire de l'écrou (13), - d'un ensemble de pignons (16a, 16b, 17) et poulies (18) comprenant au moins un pignon principal d'entraînement (17) solidaire de l'axe d'entraînement de sortie (8). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble de pignons comprend deux pignons secondaires de renvoi (16a, 16b) et un pignon principal d'entraînement (17), destinés à coopérer avec la courroie crantée (15). 5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le boîtier de commande (5) est solidaire en translation du chariot porte-outil (2) et l'axe d'entraînement de sortie (8) dudit boîtier (5) est solidaire en rotation de l'axe de commande (4) du chariot porte-outil (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande (7) du type numérique commandant le moteur (10) du boîtier de commande (5). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de commande (7) commande le moteur (22) de la machine-outil (100) qui permet la rotation soit de l'outil proprement dit, soit de la pièce à usiner. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'unité de commande (7) comprend des circuits électroniques (24) et des moyens d'introduction de données (25).