CH688716A5 - Workpiece grinding machine with several grinding surfaces - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne une machine à meuler, en particulier une machine à meuler par contournage comportant plusieurs meules, bandes ou disques abrasifs. 



  Si les machines à meuler munies d'un seul outil abrasif, respectivement d'une seule meule, d'une seule bande ou d'un seul disque abrasif sont généralement connues de la technique, il peut être intéressant de disposer sur la même machine de plusieurs éléments abrasifs de type et/ou de granulométrie différente, afin de pouvoir successivement faire une ou plusieurs opérations d'usinage suivie d'une ou plusieurs opérations de finition sans changement de machine. Ajouter simplement une deuxième meule, une deuxième bande ou un deuxième disque à côté du premier peut conduire, selon la configuration de la machine, à des collisions inopportunes entre l'outil abrasif non utilisé et le bloc porte-pièce; en espaçant les outils abrasifs afin d'éviter ces collisions, on obtient alors des machines très encombrantes et des déplacements importants du chariot porte-pièce.

  Vu la nécessité de rapprocher la pièce à usiner de l'outil abrasif choisi lors de chaque changement d'outil, un dispositif de coulisse sensitive peut avantageusement être ajouté à la machine à meuler afin d'éviter des chocs lors de l'application de la pièce à usiner sur l'outil et de stopper la machine en cas de fausse manÖuvre. 



  Dans ce qui précède, dans la description qui suit ainsi que dans les revendications, il est fait mention d'une machine à meuler; sous cette expression on doit comprendre toute machine comportant des moyens de présentation d'une pièce à usiner en face d'au moins une portion d'une surface d'un outil abrasif en mouvement, par exemple la surface circulaire d'une meule en rotation, ou d'une bande abrasive se déplaçant selon un mouvement longitudinal ou d'un disque abrasif fixé à un plateau en rotation. L'opération d'usinage peut être un meulage ou un polissage de finition, dépendant du grain de la meule, de la bande ou du disque abrasif utilisé. La machine peut comporter un nombre limité d'axes de commande, par exemple, elle peut en comporter cinq. 



  Un but de l'invention est donc de proposer une machine à meuler équipée d'au moins deux outils abrasifs dont la disposition permet d'éviter les collisions entre l'outil abrasif actuellement non utilisé et les moyens de maintien et de déplacement de l'objet à usiner et dont l'encombrement ne soit pas trop grand. 



  Un autre but de l'invention est donc de proposer une machine à meuler comportant plus d'un outil abrasif et dont le dispositif de changement d'outil soit très simple. 



  Et dans une forme d'exécution de l'invention, il est de proposé une machine à meuler équipée d'une coulisse sensitive permettant de minimiser les chocs entre la meule et la pièce à usiner et d'augmenter la sécurité en cas de fausse manÖuvre. 



  Une machine à meuler telle que décrite dans la revendication 1 permet d'atteindre les buts mentionnés. 



  L'invention est décrite en détail ci-dessous en se référant au dessin en annexe comportant les figures où: 
 
   la fig. 1 représente une vue générale schématique d'une machine à meuler munie de deux meules ou disques de meulage/polissage selon une première forme d'exécution de l'invention, 
   la fig. 2 représente une vue de dessus du dispositif précédent, 
   la fig. 3 représente une vue générale schématique d'une machine à meuler munie de deux bandes abrasives selon une variante de la forme d'exécution précédente, 
   la fig. 4 représente une vue générale schématique d'une machine à meuler munie de deux meules ou disques de meulage/polissage selon une deuxième forme d'exécution de l'invention, 
   la fig. 5 représente une vue par dessus du dispositif de changement de meule de la machine à meuler selon la forme d'exécution de la figure précédente, 
   la fig.

   6 représente une coupe selon la ligne   Vl-VI de la fig. 5 précédente, 
   la fig. 7 représente une vue générale schématique d'une machine à meuler munie d'une pluralité d'outils abrasifs combinant les diverses formes d'exécution de l'invention, 
   la fig. 8 représente une vue par dessus d'une coulisse sensitive, et 
   la fig. 9 représente une vue en coupe latérale de la même coulisse. 
 



  La machine à meuler 1 représentée à titre d'exemple à la fig. 1 est constituée notamment d'une glissière 10 montée sur un bâti (non représenté). 



  Des moyens de glissière et de coulisse connus de la technique, (non représentés) supportent le chariot 11, lequel peut ainsi se déplacer selon l'axe de balayage X ainsi que selon l'axe de fonçage Y orthogonal à l'axe X. La portion supérieure du chariot 11 sert avantageusement de glissière à un autre chariot 12, lequel peut aussi coulisser selon l'axe Y et fait partie d'une coulisse sensitive qui sera décrite ultérieurement. La portion supérieure du chariot 12 supporte un plateau rotatif 13, apte à pivoter autour de l'axe A, orthogonal aux deux axes précédents. Un bloc 2 supportant un quatrième axe B et un cinquième axe C est fixé, de préférence de manière amovible par n'importe quel moyen idoine connu sur la face supérieure du plateau rotatif 13.

  L'axe B est un axe de pivotement perpendiculaire à l'axe A, alors que l'axe C qui est aussi un axe de pivotement est perpendiculaire à l'axe B. On remarque sur la figure que l'axe C est pris en bout de l'axe B. Une telle machine à meuler est décrite en détail dans le brevet du même titulaire susmentionné. La pièce à usiner 14 est fixée sur une extrémité de l'axe C, pour être présentée aux moyens de meulage ou de polissage 3 constitués ici par exemple de deux meules ou deux disques  30 et 31 en rotation dont les surfaces tournées vers la pièce à usiner 14 sont garnies chacune d'un disque abrasif. 



  Le type d'usinage que permet une telle machine est essentiellement un meulage ou un polissage par contournage. Chacun des axes décrits ci-dessus est de préférence motorisé, étant de préférence muni d'une commande numérique. La pièce à usiner 14 peut être fixe relativement à la surface de contact de la meule 30, orientée selon n'importe quel angle de l'espace, le chariot 11 servant alors à amener la pièce en contact avec la meule. Dans le cadre de la présente invention, on pourrait tout aussi bien avoir une machine à meuler plus conventionnelle comportant moins de cinq axes. 



   Le dispositif de meulage 3 selon l'une des formes d'exécution de l'invention comprend au moins deux meules ou deux disques 30 et 31, I'une des meules pouvant être une meule à gros grains pour un usinage relativement grossier, alors que l'autre meule peut être de grain plus fin pour une finition par exemple. Il est aussi possible d'avoir simultanément sur la machine au moins une meule et au moins un disque abrasif. Comme on le voit particulièrement sur la fig. 2, les deux meules 30 et 31 sont décalées, c'est-à-dire qu'elles sont situées dans deux plans parallèles séparés par une distance a. Grâce à cet espacement des plans de rotation des deux meules 30 et 31, il est possible de venir usiner la pièce 14 sur la meule 30, sans que le corps 21 de la machine à meuler vienne en collision contre la meule 31.

  De préférence la distance a entre les plans des deux meules est au moins équivalente à la distance b séparant la face du corps 21 la plus proche de la meule 31 de l'axe autour duquel s'effectue le pivotement selon B, de manière à ce que des objets 14 fixés très près ou directement sur cet axe puissent aussi être usinés sans que le corps 21 n'entre en collision avec la meule 31. 



  Chacune des meules 30 et 31 de cette forme d'exécution du dispositif de meulage est entraîné par son propre moteur 32, 33, ou alors un seul moteur peut entraîner simultanément les deux meules. Un dispositif de meulage selon cette première forme d'exécution peut comprendre plus de deux meules, comme par exemple la troisième meule 34 représentée en traits interrompus sur la fig. 2. La distance entre les plans de rotation de deux meules  successives reste de préférence la même, par exemple la valeur a comme déterminée précédemment. 



  Une variante de la forme d'exécution du dispositif précédent est représentée à la fig. 3 où la même machine à meuler 1 est ici équipée d'un dispositif 8 muni de deux bandes abrasives 80 et 81, chacun des deux dispositifs étant déjà connu pour lui-même. Dans le cas de la bande abrasive 80, une portion de la bande, proche de la pièce à usiner 14, passe devant une table d'appui 82 disposée entre deux rouleaux de renvoi 83. La table d'appui 82, fixée de manière rigide par des moyens non représentés au bâti de la machine 1, offre un appui rigide à la bande 80 lorsque la pièce à usiner 14 appuie sur cette bande. La bande 81 elle, ne passe pas devant une table d'appui mais le rouleau 84 sert directement d'appui à la bande 81 lors de l'usinage. Une telle configuration permet, en choisissant judicieusement le diamètre du rouleau 84, d'usiner des profils concaves sur la pièce 14.

  Dans le cas de l'invention, comme précédemment, les surfaces de contact de chacune des bandes 80 et 81 avec la pièce à usiner 14 sont décalées d'une distance a, afin d'éviter les collisions entre la bande non utilisée, ici la bande 81, et le corps 21 du bloc porte-pièce. Chacune des bandes 80 et 81 est représentée étant entraînée par son propre moteur 85, respectivement 86, étant bien entendu qu'il est aussi possible de n'avoir qu'un seul moteur entraînant les deux bandes. Des moyens, non représentés, doivent permettre d'assurer une tension régulière déterminée de chacune des bandes. Cette variante a été représentée avec deux bandes permettant deux types d'usinage différents, il est bien entendu qu'il est tout aussi possible d'avoir deux bandes permettant le même type d'usinage.

  De même on peut avoir plus de deux bandes, les surfaces de travail de deux bandes consécutives étant toujours décalées de la distance a. 



  Ainsi, en équipant une machine à meuler de n'importe quel type, d'une pluralité d'outils abrasifs dont les surfaces de travail sont décalées, il est possible de minimiser la longueur de la machine ainsi que les déplacements du chariot selon l'axe de balayage, le porte-pièce pouvant s'approcher de l'un des outils pour usinage, sans risquer la collision avec un autre outil, de par le décalage entre les deux outils. 



  La fig. 4 représente la même machine à meuler 1 sur laquelle est monté un dispositif de meulage 7 selon une deuxième forme d'exécution. Dans cette forme d'exécution, les deux meules 70 et 71 tournent dans un même plan, elles sont toutes deux montées sur un support de liaison 72 pivotant autour de I'axe D, de manière à ce que soit la meule 70, soit la meule 71 soit amenée en position pour y usiner l'objet 14. Comme on le voit sur la figure, la meule non utilisée, ici la meule 71, est nettement hors de portée du corps 21, faisant qu'aucune collision n'est possible. 



  A la fig. 5 on a une vue par dessus du dispositif de meulage 7 de la figure précédente. Les deux meules 70 et 71 sont entraînées chacune par une poulie 70A, respectivement 71A, lesquelles sont entraînées à leur tour par une courroie trapézoïdale ou crantée 73 de la manière qui sera décrite en regard de la figure suivante. Chacune des poulies 70A et 71A pivote librement sur une extrémité du support de liaison 72. Ce support de liaison 72 est lui aussi fixé de manière pivotante à un élément de châssis 74 étant prolongé vers l'arrière par un axe 75 fixé de manière pivotante audit châssis d'une manière connue. Un périmètre de l'axe 75 est muni d'une couronne dentée 75A, une portion de laquelle étant engagée dans une crémaillère 75B.

  La crémaillère 75B est mobile dans la direction indiquée par la flèche, soit dans une direction perpendiculaire à l'axe de pivotement D du support de liaison 72, ceci dans les deux sens. En avançant la crémaillère 75B, on commande le pivotement de l'axe 75 par l'intermédiaire de la couronne dentée 75A, faisant ainsi pivoter le support de liaison 72, éloignant ainsi la meule 70 de l'objet à usiner 14 et amenant ainsi la meule 71 en face du même objet. La commande de déplacement de la crémaillère 75B peut être obtenue par n'importe quel moyen connu, par exemple par un vérin pneumatique ou hydraulique à double effet. 



  La fig. 6 qui est une vue par devant de la figure précédente prise derrière les meules 70 et 71 montre les deux poulies 70A et 71A montées aux extrémités du support de liaison 72. La partie centrale dudit support porte un moteur électrique 76 (voir aussi fig. 4) dont le stator est fixé audit support. Ce moteur 76 entraîne une poulie 77, laquelle entraîne la courroie 73 et par conséquent les deux poulies 70A et 71A puis les deux meules 70 et 71. Des  moyens non représentés permettent d'assurer une tension régulière déterminée de la courroie 73. 



   Il est évidemment possible de prévoir un support de liaison 72 portant plus de deux meules, par exemple un support comportant trois bras chacun d'entre eux portant une meule à son extrémité; d'autres nombres de bras ou de meules sont encore possibles. Les moyens d'entraînement des meules sont à adapter en fonction du nombre de meules que porte le support de liaison. 



  Diverses variantes des moyens prévus ci-dessus pour l'échange des meules peuvent être envisagées, les moyens de couronne dentée 75A et de crémaillère 75B peuvent être remplacés par des moyens motorisés ou à piston ou des moyens à came permettant d'indexer angulairement le support de liaison 72 autour de l'axe D, afin de présenter successivement chaque meule devant la pièce à usiner selon les nécessités. De préférence ces moyens de pivotement autour de l'axe D doivent aussi permettre de provoquer un léger balancement angulaire limité du support de liaison, respectivement de la meule en travail, autour de la position d'indexation, selon les nécessités de l'usinage.

  Les moyens d'entraînement en rotation de chaque meule peuvent aussi être différents de ceux décrits plus haut, on peut par exemple avoir des poulies 70A et 70B de diamètres différents afin d'obtenir des vitesses de rotation différentes pour chaque meule. Il est aussi possible que chaque meule soit entraînée par son propre moteur. 



  La fig. 7 montre qu'il est possible de combiner ensemble les différentes formes d'exécution et variantes vues plus haut. La machine à meuler, semblable à celle décrite plus haut, est ici équipée d'un premier dispositif 7 selon la deuxième forme d'exécution décrite comportant les deux disques abrasifs ou meules 70 et 71, ainsi que d'un disque abrasif ou d'une meule supplémentaire 31 disposé en retrait du plan des deux meules 70 et 71 et d'une bande abrasive 81 disposée elle aussi en retrait de la meule 30. Cette représentation montre une combinaison possible des diverses formes d'exécution décrites ainsi que des divers outils abrasifs, d'autres combinaisons étant possibles, assurant sur un minimum de place la possibilité de pouvoir  utiliser divers outils abrasifs sans risque de collision entre le corps 21 et l'un quelconque des outils. 



  Vu le travail avec différents outils abrasifs dont la position peut ne pas être exactement déterminée avec précision, afin d'éviter les chocs lors de la présentation de la pièce à usiner 14 contre l'outil abrasif en travail, la machine à meuler est de préférence munie d'une coulisse sensitive 6 comme représentée aux fig. 8 et 9. Une pièce parallélipipédique 60 est fixée en une position centrale du chariot 11. La pièce parallélipipédique 60 est percée de deux trous cylindriques 61 parallèles à l'axe Y. Des bagues à roulements 61A sont logées dans lesdits trous cylindriques. Le chariot 12 est composé d'un plateau 62 comprenant les moyens de fixation du plateau rotatif 13 de la fig. 1.

  Les extrémités avant et arrière du plateau 62 sont munies de pièces support 63, supportant chacune les extrémités de deux barres cylindriques 64 disposées sous le plateau 62 et engagées de manière coulissante dans les bagues à roulements 61A. Ainsi, le chariot 12 peut se déplacer librement selon la direction Y, dans un sens ou dans l'autre, par rapport au chariot 11. 



  Si les fig. 8 et 9 sont orientées de telle manière que les moyens de meulage 3, 7 ou 8 (cf fig. 1, 3 ou 4) sont disposés sur la partie droite desdites figures, les extrémités des barres 64 situées du côté opposé à celui proche des moyens de meulage, respectivement sur le côté gauche des fig. 8 et 9, sont percées chacune d'un logement 65 sous la forme d'un trou borgne. Deux vis de réglage 66, disposées dans un support attenant au chariot 11, sont disposées chacune en face d'un logement 65 et compriment chacune une extrémité d'un ressort de compression 67, de type à boudin, dont l'autre extrémité est disposée dans le logement 65 correspondant. Ainsi, par l'effet des ressorts 67, le chariot 12 est poussé en direction des moyens de meulage, soit vers la droite des figures. Les vis de réglage 66 agissent sur chacun des ressorts 67 afin de modifier leur force d'appui.

  Lorsque l'objet à usiner entre en contact avec l'outil abrasif, la force de réaction est transmise au chariot 12 qui peut se déplacer vers la gauche, ainsi la force avec laquelle l'objet peut presser sur l'outil est limitée et dépend premièrement des caractéristiques des ressorts 67 ainsi que du réglage donné par les vis de réglage 66. De préférence la course en avant du chariot 12 doit être limitée de manière ajustable; pour ceci on peut  prévoir une vis micrométrique 68, fixée dans le support 63 en arrière du plateau 62 et dont la pointe de touche 68A peut venir en contact avec une portion de la face arrière du bloc 60. Il est ainsi possible d'ajuster avec précision la position en avant du plateau 62, respectivement de la pièce à usiner contre I'outil, ce qui permet un réglage fin de la profondeur d'usinage.

  De préférence, un détecteur 69A est disposé entre une partie fixe de la coulisse sensitive et une partie mobile de la même coulisse. Ce détecteur 69A, de type fin de course ou de tout autre type approprié permet de détecter un mouvement vers l'arrière de trop forte amplitude du plateau 62, un tel mouvement pouvant provenir d'une erreur de programmation ou d'un mauvais positionnement de la pièce à usiner sur le porte-pièce. Dans un tel cas, le détecteur 69A agit sur le programme afin de bloquer l'avance du chariot 11 supportant la coulisse sensitive vers les moyens de meulage ou coupe directement l'alimentation électrique de la machine. De préférence, la position arrière maximum détectée par le détecteur 69A est ajustable. Cette dernière fonction augmente notablement la sécurité en cas de fausse manÖuvre.

   La coulisse sensitive décrite ici correspond à une forme d'exécution préférentielle d'une telle coulisse, d'autres formes d'exécution pouvant être envisagées par l'homme du métier ayant le même effet. 



  Ainsi, il est possible d'équiper une machine à meuler d'une pluralité d'outils abrasifs, du même type ou de types différents, selon l'une ou l'autre ou une combinaison de formes d'exécution décrites. Une telle machine reste d'un encombrement réduit et n'impose pas de longs déplacements du chariot porte-pièce entre les outils consécutifs, tout en éliminant avec sûreté les collisions entre le bloc porte-outil et le ou les outils non utilisés. En équipant en outre la même machine d'une coulisse sensitive, les chocs lors du contact de la pièce à usiner avec l'outil sont réduits et la sécurité de fonctionnement est augmentée. 

Claims (13)

1. Machine à meuler (1) comportant notamment un bloc porte-pièce (2), caractérisée en ce qu'elle est équipée de plus d'un outil abrasif (30, 31, 34; 70, 71, 80, 81), des moyens (a; 72) étant prévus pour que le bloc porte-pièce (2) ne puisse entrer en collision avec l'un quelconque (31; 71, 81) des outils abrasifs actuellement non utilisées.

2. Machine à meuler selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'usinage des outils abrasifs (30, 31, 34, 80, 81) sont placées dans des plans parallèles, le plan de chaque outil étant espacé du plan de l'outil suivant d'une distance a, ladite distance étant au moins supérieure à une demi-largeur du bloc porte-pièce (2).

3.

Machine à meuler selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les meules (70, 71) sont disposées aux extrémités des bras d'un support de liaison (72) apte à pivoter autour d'un axe (D) parallèle à l'axe de rotation des meules, des moyens de pivotement indexables (75A, 75B) dudit support de liaison étant prévus pour amener l'une ou l'autre des meules (70, 71) en position d'usinage.

4. Machine à meuler selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de pivotement indexables sont constitués d'une crémaillère (75B) animée d'un mouvement de translation, engagée dans une couronne dentée (75A) solidaire d'un axe (75) fixé audit support de liaison (72).

5.

Machine à meuler selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les moyens de pivotement indexables (75A, 75B) sont aptes à provoquer un balancement angulaire limité du support de liaison (72) autour de chacune des positions indexées.

6. Machine à meuler selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que chaque meule (30, 31, 34; 70, 71) est entraînée par son propre moteur (32, 33).

7. Machine à meuler selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les meules (30, 31, 34; 70, 71) sont entraînées par un seul moteur (76) commun.

8. Machine à meuler selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins une meule et/ou d'au moins un disque abrasif et/ou d'au moins une bande abrasive.

9.

Machine à meuler selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre cinq axes de positionnement (X, Y, A, B, C) de la pièce à usiner (14), le quatrième axe (B) et le cinquième axe (C) étant des axes de pivotement ou d'indexation angulaire, ledit cinquième axe (C) étant équipé d'un porte-pièce (57) et étant disposé à une extrémité du quatrième axe (B), le cinquième axe étant perpendiculaire au quatrième axe.

10. Machine à meuler selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un chariot (11) correspondant à l'axe de fonçage (Y) est équipé d'une coulisse sensitive (6).

11.

Machine à meuler selon la revendication 10, caractérisée en ce que la coulisse sensitive (6) est constituée d'un plateau (62) mobile selon l'axe de fonçage (Y) par rapport au chariot (11) de déplacement selon l'axe de fonçage (Y), des moyens à ressort (67) étant prévus pour appuyer en avant ledit plateau en direction de l'outil abrasif (30, 70, 80), la force d'appui desdits moyens à ressort étant réglable (66).

12. Machine à meuler selon la revendication 11, caractérisée en ce que la coulisse sensitive (6) comprend en outre une vis micrométrique (68) fixée à un support (63) dudit plateau mobile (62), la pointe de touche (68A) de ladite vis micrométrique étant apte à limiter le déplacement vers l'avant dudit plateau mobile.

13.

Machine à meuler selon l'une des revendications 10 à 12, caractérise en ce que la coulisse sensitive (6) comprend en outre un détecteur de position (69A), apte à détecter une position extrême d'un mouvement vers I'arrière dudit plateau mobile (62), ledit détecteur agissant sur une commande afin de bloquer le mouvement selon l'axe de fonçage (Y) du chariot (11) portant ladite coulisse sensitive lorsque ladite position extrême est atteinte.