Brevet FR2845303A1 — publié le 20040409

Tête pivotante multiaxe de machine-outil La présente invention concerne une tête pivotante multiaxe de machine-outil, notamment une machine d'usinage 5 axes. L'usinage à grande vitesse a conduit les fabricants de machines-outils à faire évoluer la conception des commandes d'axe et, dans le domaine de l'usinage 5 axes, on a déjà proposé d'utiliser des moteurs couples, lesquels ont des performances intéressantes: vitesses élevées, par exemple de 50 à 10 100 tr/min, des accélérations élevées, une dynamique élevée, pas d'usure, simplicité de l'intégration, etc. On connaît par le document EP 0 885 081 une tête pivotante multiaxe de machine-outil, comportant un bloc-fourche monté pivotant autour d'un premier axe, un arbre-support monté tournant autour d'un second axe dans 15 le bloc-fourche, des premiers moyens d'entraînement en rotation du blocfourche autour dudit premier axe, des seconds moyens d'entraînement en rotation dudit arbre-support autour dudit second axe, et une broche montée sur ledit arbre-support et d'axe orthogonal audit second axe. Les deux moyens d'entraînement rotatif sont des moteurs-couples d'entraînement 20 direct. La broche montée sur l'arbre-support rotatif peut être montée sur cet arbre-support en rotation autour d'un troisième axe orthogonal aux deux premiers axes. La broche est centrée: son axe passe par le second axe ou à proximité de celui-ci. On pourra aussi se référer aux documents US 4 552 505 et US 5 257 883. Quoique cette solution soit souvent satisfaisante, il existe des cas o il n'est pas facile d'accéder à certaines pièces. Le but de l'invention est de proposer une tête de machine-outil pivotante qui ne présente pas cet inconvénient et permette un accès plus facile à un certain type de pièces à usiner. L'invention atteint son but grâce à une tête pivotante multiaxe de machine-outil, du type comportant un bloc-fourche monté pivotant autour d'un premier axe C, un arbre-support monté tournant autour d'un second axe B dans le bloc-fourche, des premiers moyens d'entraînement en rotation du bloc-fourche autour dudit premier axe C, des seconds moyens 35 d'entraînement en rotation dudit arbre-support autour dudit second axe B, et une broche montée sur ledit arbre-support et d'axe orthogonal audit second axe B, caractérisée en ce que la tête comporte au moins deux broches montées décalées sur l'arbre-support de sorte que leur axe est éloigné dudit second axe B. Ce décalage de chaque broche par rapport au support et donc 5 à la tête permet à l'outil de travailler plus près de certaines surfaces et un usinage contre paroi difficile autrement, tout en augmentant le volume usinable (course du support + deux fois le décalage de broche). Avantageusement, l'une des broches est une broche entraînée au travers d'une transmission angulaire, notamment spiroconique, par un arbre 1o rotor d'un moteur synchrone logé dans ledit arbre-support tournant, perpendiculairement audit second axe B. Avantageusement, l'une des broches est une broche de puissance, disposant d'un couple important, l'autre est une broche de finition. Les deux broches sont de préférence centrées dans un même plan 1 5 transversal de l'arbre-support et montées à des positions angulaires différentes sur cet arbre-support, par exemple en quadrature D'autres avantages et caractéristiques seront mis en évidence à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées suivantes: La figure 1 représente schématiquement de côté une tête bibroche conforme à l'invention, Les figures 2 et 3 sont deux vues schématiques en perspective montrant la tête bibroche dans deux positions de broches, La figure 4 est une coupe longitudinale de la tête, selon le plan IV-IV 25 de la figure 5 La figure 5 est une coupe longitudinale de la tête, selon le plan V-V de la figure 4, orthogonal au plan IV-IV. Les figures montrent la tête bibroche 1 de l'invention destinée à être accrochée à la base d'un support horizontal ou vertical 10 d'une machine à 30 portique (fixe ou mobile) ou à montant, par exemple à l'aide d'un dispositif d'accrochage de type dit "pick-up". La tête 1 comporte un bloc 2 mobile en rotation autour de l'axe vertical C grâce à un moteur-couple d'entraînement direct 3, auquel sont associés des moyens 4 de blocage hydraulique de l'axe C et une couronne 5 d'orientation avec mesure intégrée ou coopérant avec des capteurs de position 6. Le bloc-fourche 2 forme une chape 11 dans laquelle est monté en rotation un arbre-support 12 de broche, autour de l'axe B orthogonal à C. 5 L'arbre-support 12 tourne d'une part grâce à un tourillon 14 coopérant avec une couronne d'orientation 13 avec mesure intégrée et un dispositif de blocage hydraulique 15 de l'axe B et d'autre part grâce à un pivot à roulement 16, la mesure de position étant assurée par un capteur rotatif 17 ou par mesure intégrée de la couronne 13. Quoique l'invention pourrait 1o s'appliquer à une tête à moteur d'entraînement direct sur l'axe B tel que représenté très schématiquement sur les figures 2 et 3, elle s'applique de préférence à une tête à entraînement semi-direct tel que représenté sur la figure 5: le support 12 est entraîné en rotation sur l'axe B de manière semidirecte grâce à une roue dentée 18 équipée d'un dispositif de précharge et 15 engrenant avec un pignon 19 porté par la sortie d'un moteur de commande excentré disposé sur un côté du bloc 2 et alimenté électriquement par des connexions électriques 21 qui remontent à travers le support 10. De même l'intérieur du support 10 laisse passer des connexions hydrauliques, pneumatiques 22 et électriques. Dans cette disposition, les axes B et C sont 20 à débattement limité; l'adjonction d'un ensemble de collecteurs hydraulique et électrique (connu en soi et non représenté) permet la rotation sans limitation de l'axe C L'arbresupport 12 porte deux broches orientées à 900, d'une part une broche mécanique de puissance 30 et d'autre part une électrobroche de 25 finition 40. La tête de la broche 30 est entraînée au travers d'une transmission spiroconique 31 par un arbre rotor 32 coopérant avec un stator 33 de moteur synchrone. Le rotor 32 tourne dans des roulements 34 et coopère avec un capteur 35. L'électroboche de finition 40 comporte son moteur électrique intégré, alimenté, comme le moteur synchrone 32, 33 au 30 travers des connexions 21. Comme on le voit sur les figures 1 et 4, les axes aa et bb des broches et 40 sont éloignés d'une distance respective L et M de l'axe de rotation B de l'arbre-support 12. Ces distances L et M sont sensiblement égales. Les deux broches qui par ailleurs sont centrées dans le même plan médian de 35 l'arbre-support 12 passant par l'axe C, ont sensiblement le même encombrement, limitant ainsi les risques d'interférence pièce-tête d'usinage, entre les phases d'ébauche et de finition. Elles sont situées par exemple en quadrature l'une par rapport à l'autre ce qui permet de changer rapidement de process d'usinage ébauche finition. REVENDICATIONS 1. Tête pivotante multiaxe de machine-outil, du type comportant un blocfourche (2) monté pivotant autour d'un premier axe C, un arbresupport (12) monté tournant autour d'un second axe B dans le bloc-fourche (2), des premiers moyens (3) d'entramînement en rotation du bloc-fourche (2) autour dudit premier axe C, des seconds moyens d'entraînement (18-20) 10 en rotation dudit arbre-support (12) autour dudit second axe B, et une broche (30, 40) montée sur ledit arbre-support (12) et d'axe (aa, bb) orthogonal audit second axe B, caractérisée en ce qu'elle comporte deux broches (30, 40) montées décalées sur l'arbre-support (12) de sorte que leur axe (aa, bb) est éloigné dudit second axe B. 15 2. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une broche (30) est une broche entraînée au travers d'une transmission angulaire (31) par un arbre rotor (32) d'un moteur synchrone (32, 33) logé dans ledit arbresupport tournant (12), perpendiculairement audit second axe B. 20 3. Tête selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une broche (30) est une broche de puissance, disposant d'un couple important. 4. Tête selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce 25 qu'une broche (40) est une broche de finition. 5. Tête selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux broches (30, 40) sont centrées dans un même plan transversal de l'arbre-support (12) et montées à des positions angulaires 30 différentes sur cet arbre-support (12).