Brevet FR2972951A1 — publié le 20120928

Système de chargement-déchargement de grandes palettes porte-pièce pour machine-outil L'invention concerne le domaine des machines-outils d'usinage de pièces de grandes dimensions et plus précisément un dispositif de chargement et de déchargement de palette verticale de support de pièce pour une telle machine-outil, notamment dans le secteur de l'aéronautique. Dans ce secteur, il est fréquent d'avoir des pièces de grandes dimensions à traiter, et pour certains traitements, il est commode de traiter ces pièces verticalement dans la machine. Les pièces doivent donc être maintenues sur une palette de grandes dimensions qui est introduite verticalement dans la machine-outil. Par palette de grandes dimensions, on vise ici des palettes de plusieurs m2 et de plusieurs centaines de kilogrammes, typiquement des palettes dont les dimensions sont comprises entre 4 et 6 m de longueur et 2 et 3 m de largeur, pour des masses de 2 à 8 tonnes. Le document US 7653974 fait connaître un système de traitement d'une palette verticale portant une pièce à traiter dans une machine-outil ; la palette chargée de sa pièce de travail est maintenue dans la machine-outil par un récepteur de palette dans une position bien déterminée grâce à un réseau de trous reliés à une source d'aspiration qui plaquent la palette sur le porte-palette. Comme il faut que la palette soit en position horizontale pour les opérations manuelles de chargement ou de déchargement de la pièce sur la palette, en dehors de la machine-outil, le document précité et le document US2009/0252587 font connaître un dispositif de chargement et de déchargement de palette destiné à un poste de chargement-déchargement situé au regard de l'entrée verticale de la machine-outil, le dispositif comprenant des moyens de maintien de palette susceptibles de faire prendre à la palette deux positions, à savoir une première position, verticale, sensiblement en alignement avec l'entrée verticale de la machine-outil associée, et une seconde position, horizontale, de chargement-déchargement pour permettre à des opérateurs de placer une palette chargée d'une pièce à usiner sur le dispositif ou de l'en retirer, des moyens de déplacement de palette étant prévus sur le dispositif pour pouvoir faire entrer horizontalement la palette dans la machine- outil ou au contraire pour la charger sur le dispositif quand elle sort de la machine. Ces moyens de déplacement sont en l'occurrence des pignons qui engrènent avec une ou plusieurs crémaillères portées par la palette. Un tel dispositif de chargement-déchargement entraîne une perte de temps dans la mesure où l'on ne peut pas utiliser la machine-outil pendant l'étape manuelle de chargement/déchargement. Le but de l'invention est d'améliorer le dispositif de chargement-déchargement de palette verticale de support de pièce pour une machine-outil du type précité. L'invention atteint son but grâce à un dispositif de chargement- déchargement de grande palette verticale de support de pièce pour une machine-outil à entrée verticale, comprenant des moyens de maintien de palette susceptibles de faire prendre à la palette deux positions, à savoir une première position, verticale, sensiblement en alignement avec l'entrée verticale de la machine-outil associée, et une seconde position, horizontale, de chargement/déchargement pour permettre à des opérateurs de placer manuellement une pièce sur la palette ou de l'en retirer, le dispositif comprenant des moyens de guidage et de déplacement de palette pour pouvoir faire entrer/sortir horizontalement la palette dans/de la machine-outil, caractérisé en ce que le dispositif comporte un plateau porte-palette à deux faces adaptées pour maintenir chacune une palette porte-pièce, ledit plateau porte-palette étant monté sur des moyens de support au travers d'une liaison pivotante motorisée permettant de permuter la position des faces du plateau porte-palette, les moyens de support étant agencés pour faire prendre au plateau les deux dites positions verticale et horizontale, de manière à pouvoir présenter au chargement-déchargement ou à l'entrée de la machine-outil l'une ou l'autre des palettes du plateau porte-palette. Avantageusement, le support du plateau porte-palette est monté pivotant sur un axe horizontal et il est avantageusement déplacé entre ses deux positions à l'aide d'un vérin articulé. Avantageusement, les moyens de guidage de palette comprennent des rails et des galets disposés sur le plateau et les palettes. Avantageusement, les moyens de déplacement de palette comprennent un agencement à pignon et crémaillère disposé sur le plateau et les palettes. Avantageusement, la liaison pivotante motorisée du plateau porte- palette possède, outre deux positions de permutation 0°-180° pour desservir ladite machine-outil, au moins une position intermédiaire pour desservir au moins une autre machine-outil. Par exemple, la rotation pourrait faire +60°-120° ou +90°-90° pour desservir respectivement trois machines à 120° ou deux machines à 180°. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'une machine-outil et du poste de chargement-déchargement incorporant le dispositif de chargement-déchargement conforme à l'invention, dans une position de chargement. - la figure 2 est une vue partielle de l'installation de la figure 1, où le dispositif de chargement-déchargement de l'invention est en position de basculement entre sa position horizontale et sa position verticale. -la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, où le dispositif de chargement-déchargement de l'invention est en position de déchargement d'une palette de la machine sur ledit dispositif. - la figure 4 est une vue partielle de l'installation de la figure 1, limitée au poste de chargement-déchargement de l'invention, le dispositif étant en 20 train de pivoter pour la permutation des deux palettes. - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, où le dispositif de chargement-déchargement de l'invention est en position de chargement d'une palette dans la machine. - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, où le dispositif de 25 chargement-déchargement de l'invention retourne en position horizontale de chargement manuel. - la figure 7 est une vue schématique latérale du dispositif de chargement-déchargement de l'invention. - la figure 8 est une vue schématique partielle en coupe à travers le 30 plateau porte-palette et une palette montrant les moyens de guidage et d'entraînement de palette. La figure 1 montre une machine-outil 1 présentant un poste ou sas d'entrée 2 dans lequel s'introduit et se décharge une palette verticale porte- pièce 20, 20', l'entrée verticale se faisant par la face étroite latérale 3 du poste 35 2. La machine-outil 1 peut être du type montré dans le document US 7 653 974 et comprend, de manière connue, des moyens (par exemple à pignons et crémaillère) pour entraîner vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la machine une palette 20, 20', et des moyens, par exemple mécaniques et/ou pneumatiques, pour la maintenir à l'intérieur de la machine 1 dans une position bien déterminée pendant que la pièce qu'elle porte est usinée. En face de l'entrée 3 du poste d'entrée 2 se situe le poste de chargement-déchargement 10 conforme à l'invention et comportant un plateau porte-palette mobile 30 à deux faces 31, 31' (figures 7 et 8). Le poste de chargement-déchargement 10 peut être délimité par des cadres de protection haut et/ou bas symbolisés par la référence 11 et abriter une armoire électrique 12 située en dehors de la trajectoire du plateau porte-palette 30. Chaque face 31, 31' est adaptée pour maintenir, guider et entraîner une palette 20, 20'. Il peut notamment s'agir de moyens pneumatiques à dépression analogues à ceux utilisés à l'intérieur de la machine-outil pour le récepteur de palette. Il peut aussi s'agir de moyens magnétiques ou de moyens mécaniques. La figure 8 montre un exemple de réalisation dans lequel le plateau porte-palette 30 est équipé sur ses faces 31 et 31' de moyens de guidage horizontaux réalisés sous forme de rangée horizontale de galets 40, à axe horizontal orthogonal au plateau, les galets 40 coopérant avec un ou plusieurs rails horizontaux 41 disposés à l'arrière de la palette 20, par exemple en haut et en bas de la palette, pour effectuer un guidage horizontal de la palette 20 susceptible de supporter le poids de celle-ci et d'en permettre le coulissement parallèlement au plateau 30. Par ailleurs, d'autres moyens de guidages horizontaux sont formés par des rangées horizontales de galets 42 d'axe vertical, coopérant avec un rail horizontal 43 pour limiter le débattement de la palette 20 dans un sens orthogonal au plateau 30. Ces galets 42 peuvent être disposés comme représenté sur une pièce 44 rapportée au haut du plateau porte-palette 30. Par ailleurs, le plateau porte-palette 30 comprend sur chacune de ses faces un ou plusieurs pignons motorisés 45 susceptibles d'engrener avec une ou plusieurs crémaillères 46 portée par exemple sur le dos d'un ou plusieurs rails 41. Naturellement la position des rails et des galets peut être inversée sur le plateau et les palettes. L'ensemble de ces moyens permet de maintenir, de guider et de déplacer la palette 20 dans un mouvement de coulissement parallèle au plateau 30. Le plateau porte-palette 30 est monté pivotant autour d'un axe C grâce à un pivot central motorisé 32 qui le relie à un support mobile 33. Le support mobile 33 est lui-même monté pivotant sur le sol autour d'un axe horizontal X parallèle à la direction de déplacement des palettes 20 dans la machine ou hors d'elle. L'axe de pivotement C du plateau porte-palette 30 est orthogonal à l'axe X et lié au support 33. Le mouvement de basculement du support 33 autour de son articulation basse est commandé par un vérin télescopique 34, hydraulique ou électrique, articulé à son extrémité avant sur une partie haute 35 du support 33 et articulé à son autre extrémité sur un élément fixe du châssis de l'installation. Le fonctionnement du dispositif de l'invention dans ses différentes étapes va être décrit en référence aux figures 1 à 6. Dans la figure 1, on suppose qu'une palette chargée d'une pièce de travail est dans la machine 1 en train d'être usinée. Le plateau porte-palette 30 est en position basse horizontale, au niveau d'un opérateur 13, et celui-ci a pu monter sur la face supérieure du plateau 30 une palette 20 avec sa pièce de travail (la pièce de travail n'a pas été représentée). La palette 20 une fois en place est retenue sur le plateau 30 par tout moyen adéquat, tel que les moyens de succion et/ou les moyens 40-44 évoqués plus haut. Dans l'étape suivante, l'opérateur 13 commande le basculement du porte-plateau 30 grâce au pivotement du support 33 sur l'axe X obtenu par la rentrée du vérin 34 (non visible sur la figure 2). Le porte-plateau 30 passe donc d'une position horizontale à une position verticale (figure 3) dans laquelle il présente sa face vide 31' dans l'alignement de l'entrée/sortie du poste 2. Ce mouvement de basculement de 90° peut être lent puisqu'il s'effectue en temps masqué par rapport au travail de la machine 1. Dans cette position, la face 31' peut recevoir directement la palette 20' qui était à l'intérieur de la machine 1 et qui en est déchargée dans le sens de la flèche. Le déplacement horizontal de la palette est assuré par la coopération de la crémaillère 46 portée par la palette 20' avec un ou plusieurs pignons moteurs prévus d'une part dans le poste 2 de la machine et d'autre part (pignons 45) sur le porte-palette 30. Ce mouvement doit être rapide car il immobilise la machine et intervient fois deux fois par cycle, pour le déchargement de la palette et le chargement de la palette suivante. La palette 20' ainsi déchargée de la machine et chargée sur le plateau 30 y est maintenue à son tour. À ce moment, le plateau 30 porte donc deux palettes, respectivement 20 et 20'. Par ailleurs, l'axe C de pivotement du porte-plateau 30 est alors vertical. La figure 4 montre l'étape suivante de permutation des palettes 20 et 20' par un pivotement de 180° du porte-plateau 30 autour de son axe C, qui a pour effet de mettre la nouvelle palette 20 en position d'être introduite dans la machine 1. Ce mouvement de rotation est avantageusement rapide car il immobilise la machine 1. Il peut être réalisé par un motoréducteur électrique, un moteur hydraulique, un vérin rotatif hydraulique, deux vérins électriques ou deux vérins hydrauliques. Dans l'étape représentée à la figure 5, la palette 20 est déchargée du plateau porte-palette 30 après avoir préalablement désactivé les moyens de fixation au plateau porte-palette pour être chargée en direction dans la machine. La figure 6 montre le basculement final du plateau 30 en position horizontale, grâce à la sortie de la tige de vérin 34 qui fait pivoter le support 33 sur son axe horizontal X. En fin de basculement, la palette 20' avec la pièce qui a été usinée se présente donc horizontalement au-dessus du plateau 30 et peut être déchargée par l'opérateur 13 pour être remplacée par une nouvelle palette à usiner 20 comme dans la figure 1. On comprend que sur la figure 7 on a représenté les deux palettes 20 et 20' sur le plateau porte-palette 30 en position inclinée, mais en fait, au cours du processus décrit ci-dessus, les deux palettes ne se trouvent ensemble sur le porte-plateau 30 que lorsque celui-ci est en position verticale (figures 3, 4, 5), et que le seul mouvement à assurer à ce moment-là est le mouvement de pivotement autour de l'axe C, alors vertical. De ce fait, ce mouvement se fait dans des conditions d'équilibre qui ne fatiguent pas les mécanismes. Mais même si pour une raison quelconque une seule palette est utilisée, ce mouvement de pivotement sur un axe vertical proche du centre de gravité de l'ensemble porté, reste équilibré. Le mouvement de basculement autour de l'axe X se fait quant à lui uniquement avec une seule palette chargée. Dans les figures, on a illustré le cas d'un poste de chargement 10 alimentant une machine unique 1. Il va de soi que le même poste de chargement 10 pourrait alimenter une seconde machine placée symétriquement par rapport à la machine 1. Selon une variante de l'invention, il pourrait aussi alimenter une seconde ou une troisième machine placée perpendiculairement à la première machine 1, de l'autre côté de l'emplacement où se tient l'opérateur 13 ; il suffit que le mouvement de pivotement autour de l'axe C visible sur la figure 4 permette une position d'arrêt à +90° et -90°. On peut aussi prévoir trois machines disposées à 120° avec des angles d'arrêt correspondants du pivot 32. Selon une variante, il est possible de prévoir au sol, en dessous de l'emplacement de repos dans la position de la figure 1, un dispositif de nettoyage de la pièce qui vient d'être usinée. Dans ce cas, la palette extraite de la machine 1 est d'abord ramenée à terre sous la face inférieure du plateau porte-palette 30, elle est nettoyée, le plateau porte-palette 30 est relevé complètement, pivoté pour permuter les faces, et la palette nettoyée est ramenée dans la position horizontale basse, en étant sur la face supérieure du plateau où elle peut être prise en charge par l'opérateur. On a représenté sur les dessins la position du sol dans le poste de chargement 10 au même niveau que dans l'atelier environnant, mais il est possible de l'installer dans une fosse légèrement en dessous du niveau environnant. Il est également possible de prévoir que l'ensemble du poste de chargement 10 est monobloc grâce à un châssis inférieur sur lequel reposent ses différentes parties, l'ensemble étant alors mobile ou du moins transportable. Dans ce cas, un seul poste de chargement 10 peut suffire aux opérations de plusieurs machines placées de manière non nécessairement voisines. REVENDICATIONS1) Dispositif (10) de chargement-déchargement de grande palette verticale (20) de support de pièce pour une machine-outil (1) à entrée verticale, comprenant des moyens de maintien de palette susceptibles de faire prendre à la palette (20) deux positions, à savoir une première position, verticale, sensiblement en alignement avec l'entrée verticale de la machine-outil (1), et une seconde position, horizontale, de chargement-déchargement pour permettre à des opérateurs de placer manuellement une palette (20) sur le dispositif (10) ou de l'en retirer, le dispositif (10) comprenant des moyens de guidage (40-43) et de déplacement (45, 46) de palette (20) pour pouvoir faire entrer/sortir horizontalement la palette (20) dans/de la machine-outil (1), caractérisé en ce que le dispositif comporte un plateau porte-palette (30) à deux faces (31, 31') adaptées pour maintenir chacune une palette porte-pièce (20, 20' ), ledit plateau porte-palette (30) étant monté sur des moyens de support (33) au travers d'une liaison pivotante motorisée (32) permettant de permuter la position des faces (31, 31') du plateau porte-palette (30), les moyens de support (33) étant agencés pour faire prendre au plateau les deux dites positions verticale et horizontale, de manière à pouvoir présenter au chargement-déchargement ou à l'entrée de la machine-outil l'une ou l'autre des palettes (20, 20') du plateau porte-palette (30). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (33) du plateau porte-palette est monté pivotant sur un axe horizontal (X). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support pivotant (33) est pivoté entre ses deux positions à l'aide d'un vérin articulé (34). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de guidage (40-43) de palette comprennent des rails et des galets disposés sur le plateau et les palettes. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (45, 46) de palette comprennent un agencement à pignon et crémaillère disposé sur le plateau et les palettes. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison pivotante motorisée (32) possède, outre deux positions de permutation 0°-180° pour desservir ladite machine-outil (1), au moins une position intermédiaire pour desservir au moins une autre machine-outil.15