BE1018794A3 - Machine d'ebavurage automatisee. - Google Patents

Abstract

Une machine (10) d'ébavurage par usinage comprenant des moyens (121) de fixation d'un outil (123) d'ébavurage dans une position d'usinage et un bras manipulateur (11) automatique programmable dans au moins trois axes pour la manipulation d'une pièce autour de l'outil afin d'effectuer en co-opération avec l'outil une opération automatique d'ébavurage sur la pièce à la position d'usinage. La machine est caractériséé en ce qu'elle comprend un arbre rotatif (12) indexable à plusieurs positions de rotation, dont une desdites positions de rotation correspond à la position d'usinage, en ce que les moyens (121) de fixation de l'outil sont disposée auxdites plusieurs positions indexables sur l'arbre rotatif (12) et disposée en direction radiale sur l'arbre rotatif (12) et en ce que la machine (10) est programmable pour effectuer automatiquement une séquence d'opérations d'ébavurage dans la position d'usinage avec plusieurs outils (123), fixés en utilisation dans les moyens (121) de fixation disposée auxdites plusieurs positions indexables sur l'arbre rotatif, la progression d'une opération vers l'autre entraînant ....

Description

MACHINE D'EBAVURAGE AUTOMATISEE

[0001] La présente invention se rapporte à une machine d'ébavurage par usinage automatisée, particulièrement conçue pour ébavurer automatiquement différentes pièces qui lui sont présentées.

[0002] Pour un grand nombre de produits, le procédé de fabrication impose systématiquement une phase d'ébavurage par usinage, par exemple un polissage ou un ébavurage de contour. Il est connu d'effectuer ces opérations de manière automatique à l'aide d'un bras robotisé, qui positionne la pièce devant différents postes, chaque poste étant pourvu d'un outil d'ébavurage. Alternativement, la pièce est positionnée devant un bras robotisé qui dispose à son poignet d'un outil adéquat.

[0003] L'organisation de ces systèmes est conçue pour un produit spécifique. L'ébavurage automatique de différents types de pièces sur les systèmes actuels est -fortement restreint, car cela requiert un grand nombre de postes et nécessite donc des systèmes encombrants occupant une large surface au sol.

[0004] La présente invention vise à fournir une solution aux problèmes de l'art antérieur, et permet l'ébavurage par usinage automatisé sur différents types de pièces dans une même machine, qui soit compacte et comprenne moins de composants.

[0005] Selon un aspect de la présente invention, une machine d'ébavurage est prévue tel que décrit dans les revendications annexées.

[0006] La machine d'ébavurage par usinage selon la présente invention comprend des moyens de fixation d'au moins un outil d'ébavurage. Ces moyens permettent la fixation d'un outil ou d'un porte-outil dans une position d'usinage. La machine comprend en outre un bras manipulateur automatique programmable selon au moins trois axes, qui est adapté pour la manipulation d'une pièce autour de l'outil fixé dans les moyens de fixation, afin d'effectuer en co-opération avec l'outil une opération automatique d'ébavurage sur ladite pièce à la position d'usinage.

[0007] Selon la présente invention, la machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre rotatif autour de son axe principal (longitudinal). L'arbre rotatif est indexable à plusieurs positions de rotation. Une desdites positions de rotation correspond à la position d'usinage. Les moyens de fixation de l'outil sont placés à chacune des positions indexables sur l'arbre rotatif. De préférence, ils sont disposés de manière à fixer l'outil ou le porte-outil selon une direction radiale par rapport à l'arbre rotatif.

[0008] La machine est programmable de manière à effectuer automatiquement une séquence d'opérations d'ébavurage dans la position d'usinage avec plusieurs outils, fixés en utilisation dans les moyens de fixation disposés auxdites plusieurs positions indexables de l'arbre rotatif. La progression d'une opération vers l'autre entraîne une indexation des outils sur l'arbre rotatif. Cela donc comporte une rotation de l'arbre rotatif d'une position indexable vers une autre.

[0009] De préférence, les moyens de fixation de l'outil d'ébavurage sont conçus pour transmettre un mouvement de rotation à l'outil autour d'un axe radial par rapport à l'arbre rotatif.

[0010] De préférence, le bras manipulateur automatique comprend au moins six axes programmables, pour la manipulation de la pièce.

[0011] De préférence, le bras manipulateur comprend des moyens de compensation axiale conçus pour mesurer une force axiale exercé par l'outil sur la pièce. Ces moyens permettent, selon une programmation appropriée, de corriger de légères variations de positions, en adaptant la position du bras manipulateur aux forces mesurées.

[0012] De préférence, le bras manipulateur comprend aussi des moyens de compensation radiale, mesurant les efforts latéraux appliqués par l'outil, permettant d'adapter la position de la pièce aux efforts mesurés.

[0013] De préférence, le bras manipulateur comprend des moyens de préhension de la pièce. De préférence, les moyens de préhension sont interchangeables. De préférence, la machine comprend un magasin pour plusieurs moyens de préhension de la pièce.

[0014] De préférence, la machine d'ébavurage comprend des moyens d'alimentation automatique de pièces différentes et de retrait automatique desdites pièces différentes.

[0015] De préférence, la machine d'ébavurage comprend un magasin à outils et des moyens pour le changement automatique de l'outil ou d'un porte-outil sur les moyens de fixation disposés sur l'arbre rotatif indexable.

Brève description des figures

[0016] Les figures 1 à 3 représentent des vues respectivement frontale, du haut et latérale d'une machine d1 ébavurage selon une forme préférée de la présente invention.

Description détaillée de 11 invention

[0017] Divers aspects de la machine à ébavurage selon la présente invention sont détaillés à l'aide des figures 1 à 3. Une machine d'ébavurage 10 selon la présente invention comprend un bras manipulateur 11 automatique et programmable selon plusieurs axes de mouvement. Le bras manipulateur 11 peut être un bras robotisé 11, comprenant au moins trois et de préférence six axes (rotatifs) programmables. Le bras manipulateur 11 comprend à une extrémité des moyens 111 de préhension d'une pièce à ébavurer. Le bras manipulateur 11 est donc conçu pour la manipulation des pièces à ébavurer,

[0018] Les opérations d'ébavurage visées dans la présente invention se réfèrent à des opérations d'usinage ayant comme but l'enlèvement de bavures produites par les opérations de production de la pièce, comme par exemple l'ébavurage de trous au moyen d'outils alésoirs, l’ébavurage d'arêtes au moyen de limes rotatives, la réalisation de chanfreins au moyen de mèches, le ponçage au moyen d'une bande abrasive, le dressage de face et le limage de contour d'entrée d'alésage.

[0019] La machine 10 comprend en outre des moyens 121 de fixation d'outils d'ébavurage. Ces moyens peuvent prendre la forme d'un dispositif de fixation de porte-outils assurant la fixation de l'outil, comme par exemple un mandrin.

[0020] Selon un aspect de la présente invention, la machine comprend un arbre rotatif 12, dit «tourelle», qui est indexable selon plusieurs positions de rotation. L'arbre rotatif 12 est donc du type rotatif à pas sur le total de la circonférence de l'arbre. La rotation se réfère à une rotation autour de l'axe principal de l'arbre 12.

[0021] Les moyens 121 de fixation d'outils 123 (ou de porte-outils) sont disposés sur l'arbre rotatif 12, auxdites positions indexables. L'arbre rotatif 12 comprend donc sur la circonférence plusieurs moyens de fixation 121, qui sont placés aux endroits correspondants aux positions d'indexation.

[0022] L'association de plusieurs outils dans les moyens 121 de fixation de l'arbre rotatif 12 à différentes positions indexables permet d'effectuer en séquence différentes opérations d'ébavurage sur la pièce à une même position d'usinage. Ceci est rendu possible par simple rotation (indexation) de l'arbre rotatif 12.

[0023] Une fonction primaire de l'arbre rotatif 12 est donc de positionner en séquence différents outils d'ébavurage à une même position d'indexation (une même position de rotation), dit position d'usinage. Cette position est prédéterminée à être la position où, en fonctionnement, plusieurs opérations d'ébavurage sont effectués.

[0024] De préférence, les moyens 121 de fixation sont fournis autour d'un plateau 122 assemblé sur l'arbre rotatif 12, par exemple à une extrémité de l'arbre rotatif 12, comme présenté à la figure 1.

[0025] Les moyens 121 de fixation d'outils sont disposés sur l'arbre rotatif 12 de préférence en direction radiale par rapport à l'arbre rotatif 12. Ils permettent donc un montage selon un axe radial des outils 123 ou porte-outils. Selon le type de porte-outil, l'outil peut donc être fixé radialement par rapport à l'arbre rotatif. Il existe des porte-outils qui permettent la fixation de l'outil dans d'autres directions. Ceci dépend du type d'outil et de l'orientation relative qu'il doit assumer à la pièce à ébavurer.

[0026] Les moyens 121 de fixation d'outils permettent de préférence une rotation de l'outil autour de son axe. Ceci est possible, par exemple par transmission d'un mouvement rotatif, qui peut être effectué lorsque les moyens 121 de fixation (et l'outil) se trouvent à la position d'indexation prédéterminée (position d'usinage).

[0027] De préférence, la machine 10 est programmable pour effectuer différentes opérations d'ébavurage en séquence (en série) sur une même pièce à la position d'usinage. Les outils requis pour ces opérations peuvent être disposés (fixés) dans les moyens 121 de fixation sur l'arbre rotatif 12 aux différentes positions indexables autour de l'arbre rotatif 12. En fonctionnement, la succession d'une opération d'ébavurage à une autre s'effectue par rotation (indexation) de l'arbre 12, entraînant l'enlèvement de l'outil utilisé précédemment de la position d'usinage et la mise en place d'un autre outil à utiliser dans l'opération ultérieure.

[0028] La possibilité de fournir plusieurs outils sur un arbre rotatif indexable permet de démultiplier le nombre d'outils en minimisant l'encombrement (au sol) . L'encombrement total de la machine est fonction du nombre d'outils que l'arbre rotatif peut accueillir.

[0029] En outre, cette caractéristique de la machine selon l'invention permet le traitement automatisé en continu de plusieurs pièces de type différent sur une même machine, sans avoir l'obligation de devoir reprogrammer la machine entre une pièce et l'autre et sans la nécessité de devoir changer d'outils. En fonction des types de pièces à ébavurer, les outils nécessaires peuvent être disposés sur l'arbre rotatif. L'arbre rotatif comprend de préférence au moins six positions indexables auxquelles sont disposés des moyens 121 de fixation, et de préférence au moins douze positions indexables.

[0030] Le bras manipulateur 11 est programmable pour la manipulation de la pièce qui doit subir plusieurs opérations d'ébavurage au même endroit (à la position d'usinage) .

[0031] Pour la manipulation des pièces, le bras manipulateur 11 peut comprendre un moyen de préhension 111. De préférence, le moyen de préhension 111 est interchangeable. Dans ce cas, le moyen de préhension 111 comprend un dispositif permettant le changement automatique de celui-ci.

[0032] Le bras manipulateur 11 pouvant changer automatiquement de moyen de préhension, la machine 10 peut être équipée d'un magasin 13 pour plusieurs moyens de préhension lll. Ceci permet la manipulation automatique de pièces de différents types et donc l'exécution en continu de l'ébavurage de pièces de différents types. Le magasin 13 peut prévoir la disponibilité de moyens de préhension 111 non seulement adaptés à chaque type de pièces, mais aussi des moyens de préhension adaptés à saisir la pièce dans différentes positions, dépendant des besoins spécifiques. Il est à noter que la similitude de certaines pièces permet l'utilisation d'un même système de préhension et ne demande pas le changement de celui-ci. Le magasin 13 de systèmes de préhension peut aussi faciliter une préhension optimale d'une même pièce en différentes positions, comme le peuvent nécessiter certaines opérations d'ébavurage.

[0033] La précision du positionnement de la pièce par rapport à l'outil peut être optimisée par un dispositif de compensation 112, prévu sur le bras manipulateur 11. Ce dispositif de compensation est de préférence un senseur de force 112, disposé entre le système de préhension 111 et le bras manipulateur 11. De préférence, le dispositif de compensation 112 adapte (contrôle) la position de la pièce sur base de la force exercée entre la pièce et l'outil (force de contact). Le système de compensation 112 peut être conçu pour mesurer la composante axiale et/ou radiale de cette force.

[0034] De préférence, la pièce est manipulée par le bras manipulateur 11, tandis que l'outil reste dans sa position pendant l'usinage (l'ébavurage) comme le décrivent certains systèmes d'ébavurages de l'art antérieur. La solution présentée permet une amélioration de la précision d'usinage, parce que la partie potentiellement rotative (l'outil) n'est pas manipulée et donc potentiellement, les vibrations à l'extrémité du bras manipulateur 11 du fait de la rotation de l'outil sont évitées, ce qui améliore la précision d'usinage.

[0035] En fonction de la flexibilité que l'on veut donner à la machine 10, elle peut comprendre de préférence les caractéristiques suivantes.

[0036] La machine 10 peut comprendre un magasin 14 entrée/sortie des pièces. Ce magasin 14 est accessible par le bras manipulateur 11. Selon une forme d'exécution préférée, le magasin comprend deux colonnes, conçues pour accepter des plateaux 141 comportant chacun un certain nombre de pièces. Les plateaux sont mobiles dans les deux colonnes. Le nombre de plateaux 141 et le nombre de pièces disposées dessus sont dépendants des dimensions de ces pièces. Les plateaux 141 en entrée sont disposés dans l'une des deux colonnes prévue pour 1'apport des pièces. Le plateau du haut se déplace vers un niveau maximal, d'où les pièces disposées dessus sont accessibles par le bras manipulateur 11. A ce niveau, le magasin permet un glissement du plateau haut vers la deuxième colonne, prévue pour le retrait des pièces (des plateaux 141) . De préférence, les deux colonnes sont conçues pour un déplacement du haut vers le bas des plateaux 141, permettant un stockage temporaire de pièces et donc une certaine autonomie de la machine 10.

[0037] La machine 10 à ébavurer peut être programmée avec d'autres types d'alimentation et de retrait des pièces, comme par exemple à l'aide de convoyeurs.

[0038] La machine 10 comprend de préférence un dispositif de reconnaissance de différentes pièces, par exemple par tag RFID, par code barre, etc.

[0039] La machine 10 peut comprendre un magasin à outils. Dans les cas où le nombre d'outils nécessaires aux opérations d'ébavurage de différents types de pièces est plus important que le nombre de positions indexables et donc du nombre de moyens 121 de fixation d'outils sur l'arbre rotatif 12 (par exemple 12 positions), un magasin à outils, de préférence avec changement automatique d'outils, ou de porte-outils permet un fonctionnement en continu de la machine pour l'exécution des opérations d'ébavurage sur toutes les pièces.

[0040] La machine 10 peut comprendre un ou plusieurs postes à outils indépendants de 1'arbre rotatif 12. On peut y fixer des outils utilisés très fréquemment. Ceci permet une utilisation optimale des moyens 121 de fixation sur l'arbre rotatif 12 et permet dans certains cas d'éviter un magasin à outils, qui est coûteux et encombrant. Les postes à outils sont de préférence intégrés dans la machine. Ils sont accessibles par le bras manipulateur 11.

[0041] La machine 10 peut comprendre un tapis abrasif, accessible par le bras manipulateur 11.

[0042] En outre, la machine 10 peut comprendre tous les moyens nécessaires au fonctionnement automatique. La machine 10 comprend de préférence un poste de contrôle, permettant à un opérateur la programmation des opérations à effectuer. La programmation préliminaire peut être rendue plus rapide et plus facile par des programmes canevas, comme décrit ci-dessous.

[0043] Le contrôle de la machine est de préférence conçu pour générer automatiquement un programme de mouvements pour une opération d'ébavurage sur base des données de la pièce entrées en paramètres. Dans ce cas, l'opérateur sera amené à entrer une série de paramètres par le biais de différents écrans de saisies de données, comme par exemple le numéro de référence de la pièce, les numéros de référence des outils nécessaires aux opérations d'ébavurage, la position de chaque outil sur l'arbre rotatif, etc. La saisie des données peut se faire par lecture d'un fichier de dessin assisté par ordinateur (fichier DAO), comprenant une référence aux zones à ébavurer. La machine 10 peut comprendre un générateur automatique de programmes d'opération de la machine 10 (du bras manipulateur 11 et/ou de l'arbre rotatif 12), potentiellement sur base d'un fichier DAO.

[0044] De préférence, le contrôle de la machine 10 permet de faire apprendre au bras manipulateur 11 les séquences-positions désirées pour une opération d'ébavurage. L'opérateur sera amené à entrer certaines séquences-positions et valeurs de variables, qui peuvent être introduites par «teaching/jogging» du bras manipulateur (bras robotisé) 11.

Claims (9)

1. Machine d'ébavurage (10) comprenant des moyens (121) de fixation d'un outil (123) d'ébavurage dans une position d'usinage et un bras manipulateur (11) automatique programmable dans au moins trois axes pour la manipulation d'une pièce autour de l'outil (123) à la position d'usinage afin d'effectuer en co-opération avec l'outil une opération automatique d'ébavurage sur la pièce, caractérisée en ce que la machine comprend un arbre rotatif (12) indexable à plusieurs positions de rotation, dont une desdites positions de rotation correspond à la position d'usinage, en ce que les moyens (121) de fixation de l'outil sont disposés auxdites plusieurs positions indexables sur l'arbre rotatif (12) et en ce que la machine (10) est programmable pour effectuer automatiquement une séquence d'opérations d'ébavurage dans la position d'usinage avec plusieurs outils, fixés en fonctionnement dans les moyens (121) de fixation disposés auxdites plusieurs positions indexables sur l'arbre rotatif, la progression d'une opération vers l'autre comportant une indexation des outils (123) par rotation de l'arbre rotatif (12) .

2. Machine d'ébavurage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (121) de fixation de l'outil (123) sont disposés en direction radiale sur l'arbre rotatif (12).

3. Machine d'ébavurage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens (121) de fixation de l'outil (123) d'ébavurage sont conçus pour transmettre un mouvement de rotation à l'outil.

4. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras manipulateur (11) automatique comprend au moins six axes programmables pour la manipulation de la pièce.

5. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras manipulateur (11) comprend des moyens de compensation (112) axiale conçus pour mesurer une force axiale exercée par l'outil (123) sur la pièce.

6. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras manipulateur (11) comprend des moyens de compensation (112) radiale conçus pour mesurer une force radiale exercée par l'outil (123) sur la pièce.

7. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras manipulateur (11) comprend un dispositif de préhension (111) de la pièce, le dispositif de préhension (11) étant interchangeable automatiquement et en ce que la machine (10) comprend un magasin (13) permettant de disposer plusieurs dispositifs de préhension.

8. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (14) d'alimentation automatique de pièces de différent types et de retrait automatique desdites pièces.

9. Machine d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un magasin à outils et des moyens pour le changement automatique de l'outil (123) ou d'un porte-outil sur les moyens (121) de fixation disposés sur l'arbre rotatif indexable (12).