DISPOSITIF D'ALIMENTATION AUTOMATIQUE D'UN POSTE D'USINAGE D'UNE MACHINE-OUTIL EN PIECES DE MECANIQUE

Domaine technique La présente invention concerne un dispositif d'alimentation automatique d'un poste d'usinage de machine-outil en pièces de mécanique, ces pièces étant notamment des bagues intérieures ou extérieures de roulements et ledit poste d'usinage étant notamment une rectifieuse du chemin de roulement de ces bagues de roulements, ledit dispositif d'alimentation comportant des moyens de transfert pour acheminer lesdites pièces depuis une unité de stockage vers ledit poste d'usinage, des moyens de positionnement et de maintien de ces pièces et des moyens d'évacuation pour évacuer lesdites pièces après leur usinage, dans lequel lesdits moyens de positionnement et de maintien de ces pièces dans ledit poste d'usinage comportent au moins un support rotatif magnétisable pour recevoir lesdites pièces pendant leur usinage.

Technique antérieure

Les dispositifs conventionnels d'alimentation en pièces mécaniques de ce type comportent habituellement des organes robotisés de préhension et de transfert desdites pièces d'un magasin de stockage vers un organe récepteur dans lequel les pièces sont maintenues en position pendant une phase d'usinage. Les organes de- préhension et de transfert comportent des bras mobiles qui sont commandés de manière à déplacer les pièces à usiner pour les amener dans la zone d'usinage puis à les évacuer de cette zone après leur traitement.

Ces organes robotisés de préhension et de transfert ainsi que les bras mobiles sont adaptés à la géométrie et aux dimensions des pièces à usiner. De ce fait, pour chaque type de pièces, un jeu d'outillages spécifiques complexes doit être réalisé et ces outillages doivent être changés et nécessitent un réglage compliqué chaque fois que l'opérateur souhaite modifier les pièces à usiner. Non seulement le coût des outillages dont il faut disposer est élevé mais, de

plus, le temps requis pour les installer et les régler engendre un coût indirect qui s'ajoute au coût de fabrication.

Exposé de l'invention La présente invention se propose de pallier les inconvénients des dispositifs connus en offrant un dispositif d'alimentation automatique en pièces mécaniques qui est facile à fabriquer et de construction économique, qui peut être utilisé pour un grand nombre de types de pièces à usiner, réduisant ainsi le nombre de jeux d'outillages complexes et difficiles à régler, et qui est adaptable à une large palette de machines-outils, notamment à un grand nombre de marques de rectifieuses de bagues de roulements.

Ce but est atteint par le dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement et de maintien comportent au moins une surface de support intermédiaire sur laquelle lesdites pièces sont fixées par effet magnétique pour les amener vers ledit poste d'usinage, un premier organe de préhension pour pousser lesdites pièces successivement de ladite surface de support intermédiaire sur ledit support rotatif magnétisable et un second organe de préhension pour retirer lesdites pièces dudit support rotatif magnétisable après leur usinage en vue de leur évacuation.

Selon un premier mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, lesdits moyens de transfert pour acheminer lesdites pièces depuis une unité de stockage vers ledit poste d'usinage comportent au moins un ruban transporteur qui se déplace dans un champ magnétique agencé pour fixer et maintenir en position lesdites pièces à la surface de ce ruban transporteur.

Selon d'autres formes de réalisation, ledit ruban transporteur peut être un ruban magnétique ou un ruban magnétisable.

De façon avantageuse, ledit que ruban transporteur peut comporter un secteur sensiblement rectiligne et un secteur incurvé disposé dans le prolongement dudit secteur sensiblement rectiligne.

De façon préférée, ladite surface de support intermédiaire sur laquelle lesdites pièces sont fixées par effet magnétique est disposée en aval dudit secteur incurvé et en amont dudit support rotatif magnétisable.

Selon une première variante bien adaptée au rectifiage des bagues de roulements, ledit premier organe de préhension comporte un bras équipé à son extrémité d'un doigt et un actionneur agencé pour déplacer linéairement ledit bras et ledit second organe de préhension comporte également un bras équipé à son extrémité d'un doigt et un actionneur agencé pour déplacer linéairement ledit bras.

Selon une variante adaptée à des pièces à usiner ne comportant pas de dégagement intérieur, ledit premier organe de préhension comporte avantageusement un bras équipé à son extrémité d'un poussoir ou d'une palette et un actionneur agencé pour déplacer linéairement ledit bras et ledit second organe de préhension comporte un bras équipé à son extrémité d'un racloir ou d'une palette et un actionneur agencé pour déplacer linéairement ledit bras.

De façon particulièrement avantageuse, lesdits doigts ou lesdites palettes sont articulés respectivement autour d'axes sollicités dans une direction par des moyens élastiques contre un arrêt et libres de pivoter dans la direction opposée à rencontre desdits moyens élastiques sous l'effet d'une contrainte.

En outre, les doigts ou palettes des deux organes de préhension, sont agencés pour pivoter sous l'effet d'une contrainte à rencontre desdits moyens élastiques dans des directions respectives opposées.

Selon une autre variante de réalisation, les doigts peuvent être associés à des moyens d'actionnement dynamiques agencés pour les faire pivoter autour de leur axe respectif.

Description sommaire des dessins

La présente invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront mieux de la description suivante d'un mode de réalisation préféré en référence aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une forme de réalisation préférée ^• du dispositif d'alimentation de pièces de mécanique, notamment de bagues de roulements, selon l'invention,

la figure 2 représente une vue partielle en élévation latérale du dispositif de la figure 1 ,

la figure 3 représente une vue partielle en élévation frontale du dispositif de la figure 1 illustrant une première phase opératoire de ce dispositif,

la figure 4, représente une vue partielle en élévation frontale du dispositif de la figure 1 illustrant une deuxième phase opératoire de ce dispositif, pendant l'usinage d'une pièce,

la figure 5, représente une vue partielle en élévation frontale du dispositif de la figure 1 illustrant une troisième phase opératoire de ce dispositif, après l'usinage d'une pièce, et

la figure 6, représente une vue partielle en élévation frontale du dispositif de la figure 1 illustrant une quatrième phase opératoire de ce dispositif, pendant l'évacuation d'une pièce.

Meilleure manière de réaliser l'invention

En référence aux figures, et notamment aux figures 1 et 2, le dispositif 10 selon l'invention pour l'alimentation automatique en pièces de mécanique 11 d'un poste d'usinage 12 de machine-outil est représenté dans une utilisation particulière dans laquelle ces pièces de mécanique 11 sont des bagues intérieures de roulements et le poste d'usinage 12 de la machine-outil (non représentée) sur laquelle ce dispositif d'alimentation automatique 10 est destiné à être monté est une rectifieuse du chemin de roulement de ces bagues de roulements. La fonction de ce dispositif 10 est d'acheminer de façon automatique les pièces de mécanique 11 , à savoir les bagues de roulements intérieures (mais qui pourraient également être des bagues de roulements extérieures), vers le poste d'usinage 12 comportant principalement une meule de rectifiage 13.

Ce dispositif d'alimentation automatique 10 comporte des moyens de transfert 14 pour acheminer lesdites pièces 11 depuis une unité de stockage (non représentée) vers ledit poste d'usinage 12. Ces moyens de transfert 14 comportent au moins une surface de support qui comprend, dans la forme de réalisation décrite, un ruban transporteur 15 réalisé sous la forme d'un secteur sensiblement rectiligne 15a et d'un secteur 15b incurvé selon un angle d'environ 90° disposé dans le prolongement du secteur rectiligne 15a. En aval du secteur incurvé 15b et dans son prolongement, se situe une plaque intermédiaire de maintien 16 entre le secteur incurvé 15b et un support rotatif magnétisable 17, constitué de préférence d'une douille d'entraînement qui est pourvue de moyens électromagnétiques pour assurer la tenue par effet magnétique d'une pièce à usiner 11 pendant son usinage. Cette plaque intermédiaire de maintien 16 fait également partie de ladite surface de support mentionnée ci-dessus.

Ledit ruban transporteur 15 est situé dans un champ magnétique, ou est lui- même magnétique ou magnétisable, afin que les pièces à usiner soient maintenues sur sa surface par effet magnétique. Ce champ magnétique est par

exemple créé par une ou plusieurs rampes d'aimants permanents qui sont montés en dessous du ruban. Il pourrait aussi s'agir d'électroaimants actionnés de manière à adapter la puissance du champ magnétique en fonction de la nature et de la composition de la matière des pièces à traiter.

Les moyens de transfert 14 comportent en outre un premier organe de préhension 18 pour pousser lesdites pièces 11 successivement de ladite plaque intermédiaire de maintien 16 sur ledit support rotatif magnétisable 17 et un second organe de préhension 19 pour retirer lesdites pièces 11 dudit support rotatif magnétisable 17 après leur usinage en vue de leur évacuation. Le support rotatif magnétisable 17 est entraîné en rotation par un moteur approprié (non représenté) et la pièce à usiner 11 est retenue sur ce support par un champ magnétique généré par un électroaimant (non représenté) suffisamment puissant pour la maintenir en position. La pièce à usiner, qui est plaquée contre le support rotatif magnétisable 17, se trouve en appui contre deux butées fixes de positionnement 20, disposées sensiblement perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, la meule de rectifiage 13 exerce une poussée sur la pièce à usiner 11 maintenue sur le support rotatif magnétisable 17 afin qu'elle soit appuyée sur les deux butées fixes de positionnement 20.

Le premier organe de préhension 18 et le second organe de préhension 19 comportent chacun un bras, respectivement 18a et 19a, équipé à son extrémité d'un doigt, respectivement 18b et 19b, et qui est actionné par un actionneur linéaire, respectivement 18c et 19c. Ces actionneurs linéaires peuvent être des vérins hydrauliques ou pneumatiques ou des mécanismes d'entraînement électriques comme par exemple des moteurs linéaires. La position des bras 18a et 19a est déterminée pour que les pièces à usiner 11 puissent être déplacées, d'une part, entre une position d'attente sur la plaque intermédiaire de maintien 16 et le support rotatif magnétisable 17 avant leur usinage et, d'autre part, de leur position de traitement, en l'occurrence de rectifiage par la meule de rectifiage 13, vers une zone d'évacuation. Les doigts 18b et 19b sont

respectivement fixés à l'extrémité des bras 18a et 19a et sont respectivement articulés sur un axe, respectivement 18d et 19d. De plus, selon une forme de réalisation avantageuse, ils sont sollicités dans une direction contre un arrêt par des moyens élastiques, tels que par exemple un ressort de poussée (non représenté) et libres de se replier sous l'effet d'une contrainte dans la direction opposée, par exemple pour passer un obstacle comme le bord d'une bague de roulement avant ou après l'opération de rectifiage. Toutefois, selon une autre forme de réalisation, ces doigts peuvent être commandés par des moyens d'actionnement dynamique, par exemple par des moyens pneumatiques, électriques, électromagnétiques ou par tout autre moyen approprié. Les deux organes de préhension 18 et 19 agissent en sens contraire. Le premier est destiné à pousser une pièce 11 et le second est destiné à tirer la pièce après le rectifiage. Leur mode de fonctionnement sera expliqué plus en détail en référence aux figures 3 à 7 qui illustrent plus en détail la cinématique des différents composants du système.

Une première phase opératoire du dispositif est représentée par la figure 3. Le premier organe de préhension 18 est dans une position d'attente, c'est-à-dire que le bras 18a est retiré vers le haut et le doigt 18b est en butée et engagé à l'intérieur de la pièce 11 , en l'occurrence la bague de roulement, qui est en attente sur la plaque intermédiaire de maintien 16 pour être rectifiée.

Une deuxième phase est représentée par la figure 4. Le premier organe de préhension 18 a actionné le bras 18a vers le bas au moyen de l'actionneur linéaire 18c et le doigt 18b, engagé dans l'ouverture centrale de la bague de roulement, a déplacé cette dernière en direction du support rotatif magnétisable 17, en appui contre les deux butées fixes de positionnement 20. L'électroaimant du support rotatif magnétisable 17 est alimenté pour que ce support devienne magnétique et maintienne fermement en position la pièce à usiner.

La figure 5 représente la phase suivante au cours de laquelle le bras 18a se retire de sa position en remontant vers sa position d'attente où le doigt 18b pénètre dans l'ouverture centrale de la bague suivante à usiner. Au cours de cette remontée du bras 18a, le doigt 18b se déplie autour de son axe 18d en s'opposant à la force de rappel qui tend à le mettre en butée. De cette manière, ce doigt 18b glisse par-dessus la plaque intermédiaire de maintien 16 de façon automatique, sans nécessiter aucun mécanisme d'entraînement dynamique. Simultanément, la meule de rectifiage 13 entre en fonction après un déplacement latéral qui la met en contact avec la pièce 11 à usiner. Pour gagner du temps, les déplacements de la pièce 11 et de la meule 13 sont quasiment simultanés. La force exercée par la meule 13 maintient la pièce 11 en appui contre les deux butées fixes de positionnement 20. Le rectifiage s'effectue pendant une durée donnée qui est déterminée, soit par avance de façon programmée, soit en fonction de l'état de Ia pièce dont la géométrie est contrôlée au cours de l'usinage.

La figue 6 illustre le mode de fonctionnement du second organe de préhension 19 pour retirer lesdites pièces 11. L'actionneur 19c déplace le bras 19a vers la pièce 11 qui se trouve encore sur le support rotatif magnétisable 17 après le retrait par déplacement latéral de la meule 13. Le doigt 19b se replie en s'opposant à une force exercée par un organe de rappel (non représenté) qui tend à le mettre en butée, pour lui permettre de rentrer dans l'évidemment central de la bague.

A ce moment, le doigt 19b revient en butée et l'actionneur 19c retire le bras 19a vers le haut en entraînant la pièce 11 rectifiée vers une position d'évacuation, ce qui a pour effet de libérer la place pour que ledit premier organe de préhension 18 puisse commencer un nouveau cycle de mise en place d'une pièce à usiner 11 , comme le montre Ia figure 7. L'évacuation de la pièce 11 usinée n'est pas montrée plus en détail. Cette évacuation peut être obtenue par la simple chute par gravitation de la pièce 11 lorsque le doigt 19b la retire de la plaque intermédiaire de maintien 16. Elle peut tomber directement dans un

conteneur de stockage ou sur une goulotte d'évacuation ou sur tout autre dispositif de transport des pièces, notamment sur un tapis transporteur, qui les amène vers une station d'assemblage de roulements.

La présente invention présente de nombreux avantages pour toutes les pièces magnétisables à usiner et en particulier pour les bagues de roulements à rectifier. Le déplacement et le positionnement des pièces font appel à l'effet magnétique. L'amenée des pièces à usiner ainsi que leur évacuation sont effectuées par des organes de préhension dont la qualité essentielle est d'être universels. En effet, les doigts de ces organes de préhension s'engagent de la même manière dans des bagues de 12mm de diamètre que dans des bagues de 80mm de diamètre. La particularité du dispositif selon l'invention est de ne pas nécessiter d'outillage à remplacer et à régler chaque fois que la machine de rectifiage doit rectifier un autre type de bague. Par conséquent il permet de réduire le temps mort entre deux programmes de rectifiage de bagues de roulements de gabarits différents. D'où une réduction des coûts aussi bien à l'achat qu'à l'exploitation des machines.

En outre, le dispositif selon l'invention peut être adapté à toutes les machines de rectifiage de roulements, ou à d'autres types de machines d'usinage de pièces de mécanique. En effet, le doigt qui entre dans l'évidemment central des bagues pourrait être remplacé par un poussoir, lorsque la pièce à usiner ne présente pas de dégagement central. Dans ce cas, le doigt 18b du premier organe de préhension 18 sera remplacé par un poussoir ou une palette qui se déplie dans un sens et se bloque en butée dans le sens opposé. De façon similaire, le second organe de préhension 19 peut également être équipé d'un racloir ou d'une palette, en remplacement du doigt 19b, qui se déplie dans un sens, à savoir le sens opposé à celui du poussoir du premier organe de préhension, et se bloque en butée dans le sens opposé.