Machine-outil automatique. La présente invention a pour objet une machine-outil automatique destinée à effec tuer successivement plusieurs opérations sur une même pièce. L'expression machine-outil désigne ici, d'une façon générale, toute ma chine propre à effectuer sur lesdites pièces au moins une opération d'usinage, de mon tage, de remplissage, de finissage, etc.
La machine-outil automatique suivant l'invention se caractérise par le fait qu'elle comporte un magasin d'alimentation suscep tible d'occuper, par rapport à un barillet sup portant les pièces à travailler, soit une posi tion effacée, pour laquelle une pièce, venant d'être terminée, puisse être expulsée du ba rillet, soit une position active, dans laquelle le magasin est situé entre le barillet et l'élé ment porte-outils, position active pour la quelle une pièce, contenue dans le magasin, puisse être amenée sur le barillet aux lieu et place de la pièce venant d'être terminée.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem- ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
Les fig. 1 et 2 représentent respectivement en coupe axiale et en vue de côté, une ma chine- outil automatique pour usiner intérieu rement des obus.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes trans versales respectivement selon III-III et IV-IV, fig. 1.
La fig. 5 est une vue en bout avec par ties arrachées de la susdite machine.
La fig. 6 est une coupe transversale se lon VI-VI, fig. 1.
La fig. 7 représente; en coupe axiale et à plus grande échelle, certains organes de la susdite machine.
Les fig. 8 et 9 représentent, également à plus grande échelle, d'autres organes de cette machine, respectivement en coupe axiale et en vue en bout.
La fig. 10 représente, en coupe partielle, le magasin d'alimentation de ladite machine. La fi-. 11, enfin, montre, en développe ment, diverses cames de la susdite' machine.
La machine-outil automatique représen tée est destinée, à. titre d'exemple, à effec tuer plusieurs opérations d'usinage sur des pièces 1 que l'on supposera dans ce qui suit. être des ébauches d'obus devant être usi née intérieurement. La machine-outils com porte un élément porte-pièces constitué par un barillet 2, et un élément porte-outil 3, que l'on qualifiera dans ce qui suit de traî nard, ces deux éléments étant susceptibles de prendre, l'un par rapport à l'autre, des dé placements correspondant aux courses des ou tils 4, ces déplacements pouvant résulter, par exemple, d'un mouvement de coulissement du traînard 3, et des déplacements de rotation permettant d'amener chacune des pièces por tées par le barillet 2 successivement dans la.
zone d'action de chacun des susdits outils, ces déplacements pouvant être obtenus, par exemple encore, en faisant prendre audit ba rillet un mouvement de rotation discontinu.
On s'arrange alors pour que les outils aient en outre un mouvement de rotation rela tif autour de leur axe par rapport aux pièces 1 en regard desquelles ils se trouvent, ce ,pour quoi l'on peut, par exemple et comme il sera supposé ci-après, assujettir les outils 4 au traînard 3 et faire supporter lesdites pièces par des matelas rotatifs 5 eux-mêmes montés sur le pourtour du barillet 2.
Pour la mise en place automatique des pièces 1 sur le barillet 2, il est prévu un ma gasin d'alimentation 6 susceptible d'occuper, par rapport audit barillet, soit une position effacée, pour laquelle la pièce 1 venant d'être terminée puisse être expulsée de son mandrin, soit au contraire une position ac tive, pour laquelle l'une des pièces conte nues dans le susdit magasin puisse être adaptée sur le susdit mandrin aux lieu et place de la pièce venant d'être évacuée.
On conçoit alors que l'on pourra agencer de façon telle, le magasin 6 et son méca nisme de commande, que ledit magasin soit amené en regard de l'un des man drins 5, c'est-à-dire en position active, d'une part, lorsque ce mandrin, après être passé devant les divers outils 4, vient occuper une position angulaire pour laquelle il ne se trouve plus en regard d'aucun outil, ledit mandrin demeurant dans cette position un laps de temps correspondant à la durée d'une opération des susdits outils, et, d'autre part, dans la seconde partie seulement de cette période d'arrêt, la première partie de ladite période étant réservée à l'opération d'expul sion de l'obus 1 terminé.
Bien entendu, il est possible, compte tenu de ce qui vient d'être dit, de prévoir de nombreuses variantes d'établissement des mécanismes de commande des divers élé ments (barillet., mandrins, traînard, magasin d'alimentation, etc.) à faire comporter à la dite machine.
Dans la machine représentée, on a sup posé que l'un quelconque des mandrins 5 portés par le barillet 2 venait occuper suc cessivement six positions angulaires dis tinctes dont cinq correspondaient à des opé rations d'usinage, la sixième position étant réservée aux phases d'évacuation de l'obus terminé et de mise en place d'un nouvel obus à traiter.
Pour assurer l'entraînement en rotation des mandrins 5, il est prévu une poulie 7 qui est reliée par courroie à un arbre de trans mission, cette poulie étant clavetée sur un arbre 8 portant en bout un pignon 9 que l'on fait coagir avec des pignons satellites 10 soli daires en rotation respectivement de chacun des susdits mandrins.
Pour assurer la commande des divers élé ments de la machine, il est prévu un arbre principal 11 qui est entraîné (ainsi que mon tré aux fig. 1 et 4) par la poulie 7, ce par exemple par l'intermédiaire d'un. tambour 7' solidaire de ladite poulie et relié par cour roie à une poulie 12 propre à entraîner un couple conique 12', commandant un arbre in termédiaire 13 relié lui-même, par des pi gnons hélicoïdaux 14 et 15, au susdit arbre 11, l'ensemble de ce système de liaison étant agencé de façon telle que l'arbre 11 effectue un tour complet pendant le temps nécessité par l'une des opérations d'usinage.
On s'arrange alors pour qu'à chaque tour de l'arbre principal 11 corresponde un sixième de tour du barillet 2, c'est-à-dire une rota tion de ce dernier propre à amener chaque mandrin en regard d'un nouvel outil ou en position d'évacuation et d'alimentation. A cet effet, et comme représenté aux fig. 3 et 4, il est monté sur ledit arbre 11, une came 16 coagissant, par l'intermédiaire d'un poussoir 17 muni d'un galet 18, avec une ex trémité d'un levier oscillant 19 soumis à l'ac tion d'un ressort de rappel 20, l'autre extré mité dudit levier étant reliée, par l'intermé diaire d'une tige 21,à un cliquet ou sembla ble 22 agissant sur une roue à rochet 23 (six encoches) solidaire en rotation du barillet 2.
Pour immobiliser provisoirement ledit ba rillet après chaque rotation de un sixième de tour et pendant la durée d'une opération d'usinage, il est prévu un doigt 24, de pré férence tronconique, s'engageant successive ment dans six encoches 25 portées par un pla teau 26 solidaire du barillet 2, doigt qui est monté à une extrémité d'un levier oscillant 27 muni d'un ressort 28 tendant à écarter le doigt 24 du plateau 26, l'autre extrémité de ce levier étant soumise à l'action d'un pous soir 29 prenant appui par l'intermédiaire 'un galet 30, sur une came 31 calée sur l'arbre 11.
Pour ce qui est maintenant du traînard celui-ci est monté sur des glissières 32 (fig. 1), solidaires du bâti 33 de la machine, en regard du barillet 2 et coaxialement à ce dernier, et il est prévu pour assurer le mou vement de va-et-vient dudit traînard, une came circulaire 34 .montée sur un tambour 35 calé sur l'arbre 11 et coagissant par l'inter médiaire d'un galet 36, avec un doigt 37, de préférence de position réglable, solidaire dudit traînard, ce dernier étant soumis en outre à l'action d'un ressort de rappel 38.
De plus, le traînard 3 commande un sys tème de distribution de liquide propre à as surer la lubrification et le refroidissement des pièces en cours d'usinage. A cet effet, et comme représenté à la fig. 2, ledit traînard porte une came 39 propre à assurer, lors de la course aller du traînard, l'ouverture d'un robinet 40 disposé sur des canalisations 41 amenant de l'huile d'arrosage depuis une pompe jusqu'aux outils 4, la fermeture dudit robinet se produisant lors de la course de re tour du traînard.
Chacun des mandrins 5 est muni de moyens permettant, soit de rendre les obus 1 solidaires desdits mandrins pendant les opérations d'usinage, soit au contraire de libérer et d'expulser lesdits obus une fois le cycle opératoire de la machine terminé. Ces moyens comprennent (fig. 1 et 7), dans cha que mandrin, pour maintenir l'obus 1 y in troduit, des mors 42 avec lesquels coagissent des basculeurs 43 eux-mêmes reliés par des biellettes 44 à un élément tubulaire 45 logé à l'intérieur de l'axe du mandrin et soumis à l'action d'un ressort 46 tendant à assurer le blocage de l'obus 1 entre les susdits mors.
L'élément tubulaire 45 est relié par l'inter médiaire d'une clavette 45',à un manchon coulissant 47 monté autour de l'axe du sus dit mandrin et comportant à son extrémité antérieure une collerette 47', avec laquelle coagit un doigt de butée 48, muni d'un galet 49, ce doigt étant, d'une part, claveté sur une extrémité d'une tige 50 montée coulissante selon l'axe du barillet 2 et, d'autre part, orienté de façon telle qu'il vienne coagir, lorsque la tige 50 est déplacée, avec le man chon 47 de celui des mandrins 5 qui se trouve occuper la position angulaire d'évacuation et d'alimentation.
Pour assurer les déplacements de ladite tige 50, il est prévu un piston 51 monté coulissant dans un cylindre 52, piston qui est assujetti à l'extrémité libre de cette tige et sur l'une des faces duquel s'engage un res sort de rappel 53, tandis que son autre face peut être soumise à l'action d'un fluide sous pression (par exemple d'air comprimé), l'ar rivée d'air comprimé étant alors commandée par un robinet 54 asservi à une came 55 ca lée sur l'arbre principal 11 de la machine.
Dans l'axe du susdit mandrin est ménagé un conduit 56 par lequel peut être envoyé, jusqu'à l'obus 1, un jet d'air comprimé pro pre à assurer l'expulsion dudit obus une fois les mors 42 desserrés, le débouché de ce con duit venant, à cet effet, pour la position an gulaire du barillet correspondant à la phase d'évacuation, en regard d'un orifice 57 mé nagé dans les parties fixes de la machine et desservi par un robinet 58 soumis à l'action d'une came 59 calée sur l'arbre 11 sembla- blement à la came 55.
On s'arrange, en outre, avantageusement, pour que le mandrin 5 qui se trouve en posi tion d'évacuation et d'alimentation cesse d'être en rotation lors de l'évacuation de l'obus. A cet effet, chaque satellite 10 est relié au mandrin 5 correspondant, par un manchon à crabot 60 monté coulissant sur l'axe dudit mandrin et solidaire en rotation de ce dernier. Pour déplacer ce manchon, par l'intermédiaire d'une clavette 61 traversant l'axe du mandrin dans des glissières allon gées 61', il est prévu un poussoir 62 logé à l'intérieur dudit axe et soumis à l'action d'un ressort 63 tendant à assurer la solidarisation du mandrin 5 et de son satellite.
Le susdit poussoir est disposé pour coa- gir, lorsque le mandrin 5 considéré se trouve en position d'évacuation, avec un bossage 64 propre à assurer le découplement dudit man drin, ce bossage entourant en outre le débou ché de l'orifice 57 par lequel est amené l'air comprimé destiné à assurer l'évacuation de l'obus terminé.
Pour ce qui est alors du magasin d'ali mentation 6 de la machine, celui-ci est cons titué par une sorte de glissière articulée à une de ses extrémités autour d'un axe fixe 65, l'autre extrémité de ladite glissière com portant un ensemble cylindre 66 piston 67 (fig. 10) dont l'élément mobile est propre à assurer, au moment voulu, la mise en place sur un mandrin 5 de l'obus 1 qui se trouve en regard dudit élément. Pour assurer cette opération de mise en place, il est prévu un système de commande du piston 67, système que l'on peut constituer en reliant le cylin dre 66 à la source d'air comprimé de la ma- chine par un conduit 68 sur lequel on vient. monter un robinet 69 soumis à l'action d'une came 70 calée sur l'arbre 11 (fig. 3).
Avec la glissière 6 coagissent des moyens de commande tels qu'ils permettent d'ame ner ladite glissière, pendant le laps de temps affecté à l'adaptation d'un nouvel obus sur le barillet 2, dans une position, de préférence inclinée d'environ 30 par rapport à l'hori zontale, position pour laquelle le piston éjec- teur se trouve en regard du mandrin occu pant la position d'éjection et d'alimentation.
Ces moyens, comme représenté en fig. 5, sont réalisés en attelant la glissière 6, par l'intermédiaire d'une tige 71, à un levier 72 calé à une extrémité d'un arbre 73 portant à son autre extrémité un levier 74 sensible ment perpendiculaire au précédent et soumis à l'action d'un poussoir 75, avec lequel coa- git, par l'intermédiaire d'un galet 76 porté par ledit poussoir, une came 77 calée sur l'arbre 11.
Pour ce qui est alors des formes à attri buer aux diverses cames de la machine, ainsi que des calages relatifs à donner auxdites cames, on peut en prévoir de nombreuses va riantes.
Des cames avantageuses sont représentées aux schémas a à g de la fig. 11, schémas sur lesquels on a représenté les développe- inents des susdites cames en les disposant les un en dessous des autres, de façon à faire apparaître leurs calages relatifs.
Les schémas<I>a, b, c et d</I> représentant res pectivement les développements de la came 34 d'avance du traînard, de la came 16 de commande de rotation du barillet, de la came 31 de commande de verrouillage dudit ba rillet et de la came 77 de commande du ma gasin d'alimentation 6 de la machine.
Quant aux schémas<I>e, f</I> et<I>g,</I> ils sont rela tifs à des cames intéressant des distributions d'air omprimé, à savoir, respectivement, la carne 70, relative à la commande de mise en place d'un obus sur le barillet, la came 59 relative à la commande d'éjection de l'obus terminé et la came 55 de commande des mors. Pour ce qui est enfin des outils 4, on les choisit en tenant compte des opérations d'usi nage à effectuer à l'intérieur des obus 1, les dits outils pouvant être, par exemple, des forets ou des alésoirs assujettis au traî nard 3.
Cependant, dans le cas particulier où il s'agit de ménager, à l'intérieur desdits obus, une gorge 78, on prévoit, avantageusement, un outil spécial 4' monté de façon à pouvoir prendre, par rapport au susdit traînard, cer tains débattements permettant à la pointe du- duit outil de s'écarter de l'axe de l'obus.
A cet effet, et comme représenté aux fig. 8 et 9, l'outil 4' est porté par un bos sage 79 solidaire d'un axe 80 excentré par rapport à l'axe du mandrin avec lequel coa- git ledit outil, ce dernier étant, bien entendu, disposé en regard dudit mandrin. L'axe 80 est monté coulissant dans le traînard 3 contre l'action d'un ressort 81 en sorte que, lorsque l'outil 4' est buté par l'obus 1, il puisse prendre un déplacement relatif par rapport au traînard 3, parallèlement à l'axe de ce der nier.
Ledit traînard porte deux cames 82 et 82' propres à coagir de façon telle avec le bossage 79, lors des déplacements de coulis sement de l'axe 80, qu'elles contraignent ce dernier à prendre en outre des déplacements de rotation propres à assurer, d'abord, la pro gressivité de la pointe de l'outil 4' selon une direction radiale à l'intérieur de l'obus 1, puis, lors du mouvement de sens inverse du traînard, le retour de l'outil à sa position initiale, des canaux 83 étant ménagés dans l'axe 80 et le bossage 79 pour la circulation de l'huile d'arrosage.
Le fonctionnement de la machine auto matique décrite est le suivant: Aussitôt qu'un obus terminé vient d'être évacué, la came 77 provoque l'abaissement du magasin 6 dont l'extrémité vient se placer en regard du mandrin qui se trouve vacant du fait de l'évacuation dudit obus. La came 70 provoque alors l'ouverture du robinet 69 et le piston 67 assure la mise en place d'un nou vel obus entre les mors 42 dudit mandrin.
Le magasin 6 est alors relevé et les mors 42 se resserrent sous l'action du ressort 46 ren dant ainsi l'obus 1 solidaire en rotation du mandrin. La came 16 fait tourner le barillet 2 d'un sixième de tour, ce qui a pour effet d'amener l'obus 1 en regard du premier ou til. Ledit barillet est immobilisé provisoire ment dans cette position par le doigt 24 et le traînard 4 avance, sous l'action de la came 34, assurant ainsi la réalisation de la pre mière opération d'usinage.
Si l'on considère toujours le même obus, on voit que ce dernier vient successivement devant les cinq outils de la machine au cours de cinq rotations consécutives de un sixième de tour du barillet 2. Une fois la dernière opération d'usinage terminée, ledit barillet re vient occuper la même position angulaire qu'il avait lors de la mise en place de l'obus.
L'avancée du traînard assure alors, par l'in termédiaire du doigt 48, le desserrage des mors 42 et la came 59 provoque l'ouverture du robinet 58, ce qui a pour effet de laisser passer un jet d'air comprimé propre à assurer l'évacuation de l'obus terminé: Ensuite de quoi, le magasin 6 est à nouveau abaissé et le même cycle opératoire se reproduit.