FR2668730A1

FR2668730A1 - Device and method for changing tools on moving gantry machine tools

Info

Publication number: FR2668730A1
Application number: FR9013779A
Authority: FR
Inventors: Tillement Pierre; Batherosse Guy
Original assignee: Brisard Machines Outils
Current assignee: Brisard Machines Outils
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1992-05-07
Anticipated expiration: 2010-11-07
Also published as: FR2668730B1

Abstract

Within the context of a machine tool with a moving gantry (1) and a fixed bed (2) with 2 work areas (2A, 2B), a tool change device is proposed comprising: . 2 bars (13) with tools including means by which the moving gantry can grasp things (for example dummy tapers (20')). . 2 locations (10A, 10B) for bars in service, located in or close to each working area (2A, 2B). . one location (11) for changing tools for the two bars (13) located at the end of the table (2) outside of the working areas (2A, 2B).

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CHANGEMENT D'OUTILS
SUR MACHINE-OUTILS A PORTIQUE MOBILE
L'invention concerne d'une manière générale le changement d'outils sur les machine-outils.DEVICE AND METHOD FOR CHANGING TOOLS
ON MOBILE GANTRY TOOL MACHINE
The invention relates generally to the changing of tools on machine tools.

Pour masquer le temps de montage et démontage des pièces sur machine-outils, deux solutions sont couramment utilisées
. Machine à table mobile et changement
automatique de palettes de support de pièces.To hide the assembly and disassembly time of parts on machine tools, two solutions are commonly used
. Movable table machine and change
automatic workpiece support pallets.

. Machine à table fixe et portique mobile. . Machine with fixed table and mobile gantry.

C'est cette deuxième solution qui est concernée par l'invention.It is this second solution which is concerned with the invention.

Sur le banc fixe deux ou plusieurs zones de travail sont utilisées, une zone en travail, la deuxième ou les autres en chargement ou déchargement pièces. On the fixed bench two or more work areas are used, one work area, the second or the others for loading or unloading parts.

A chaque pièce (zone) est associé un lot d'outils qu'il faut mettre à disposition des broches pour usiner la pièce. Each part (zone) is associated with a set of tools which must be made available to spindles to machine the part.

Lorsque la fréquence de changement d'outils est faible, ce qui est souvent le cas, sur les machines destinées à l'usinage de panneaux aéronautiques, la solution consistant à avoir un magasin fixe sur banc est le plus souvent retenue car elle offre, par rapport à la solution d'un magasin fixé sur la poupée, les avantages suivants
- prix de revient nettement plus faible,
- cycle de montage et mise au point pratiquement
identique à celui d'une machine sans magasin,
- fiabilité liée à la simplicité,
- et surtout, contrôle et renouvellement des
outils beaucoup plus facile, car fixe au sol.When the frequency of tool change is low, which is often the case, on machines intended for the machining of aeronautical panels, the solution consisting in having a fixed magazine on a bench is most often chosen because it offers, by compared to the solution of a store attached to the doll, the following advantages
- significantly lower cost price,
- assembly and development cycle practically
identical to that of a machine without a store,
- reliability linked to simplicity,
- and above all, control and renewal of
tools much easier, because fixed to the ground.

Cependant, la présence d'un magasin fixe sur le banc ne permet un changement d'outils relativement facile que quand il n'y a que deux zones de travail, car il est possible de mettre les deux magasins fixes aux deux bouts du banc, ce qui les rend accessibles, encore qu'il faille qu'un opérateur se trouve à l'un et l'autre bouts du banc pour le changement d'outils. La même solution n'est plus envisageable quand il y a plus de deux zones de travail. However, the presence of a fixed magazine on the bench allows a relatively easy change of tools only when there are only two working areas, because it is possible to put the two fixed magazines on both ends of the bench, which makes them accessible, although it is necessary that an operator is at both ends of the bench for changing tools. The same solution is no longer possible when there are more than two work areas.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé de changement d'outils sur une machine-outils à portique mobile et table fixe à n zones de travail, n étant supérieur à 1. The object of the invention is to propose a device and a method for changing tools on a machine tool with a mobile gantry and a fixed table with n working zones, n being greater than 1.

Selon l'invention, il est prévu
- n barrettes à outil comportant des moyens de
préhension par le portique mobile,
- n emplacements de barrettes en service situés
dans ou près de chaque zone de travail,
- un emplacements de changement d'outil des n
barrettes situé en extrémité de table, en
dehors des zones de travail.According to the invention, it is provided
- n tool bars comprising means for
gripping by the mobile gantry,
- n locations of bars in service located
in or near each work area,
- a tool change location for n
bars located at the end of the table,
outside work areas.

Avantageusement, les moyens de préhension des barrettes sont constitués par des cônes d'outils et/ou des faux cônes portés par la barrette et susceptibles de coopérer avec les broches de la machine-outils. Advantageously, the means for gripping the bars consist of tool cones and / or false cones carried by the bar and capable of cooperating with the spindles of the machine tool.

Avantageusement, les emplacements des barrettes en service ou en changement d'outils sont matérialisés par des supports de barretttes. Advantageously, the locations of the bars in service or when changing tools are materialized by bar supports.

Selon un mode de réalisation particulier, l'emplacement de changement d'outils comporte une position de chargement/déchargement d'outils et une position d'attente. According to a particular embodiment, the tool changing location comprises a tool loading / unloading position and a waiting position.

Le procédé conforme à l'invention comprend les étapes suivantes
- on affecte à chaque zone de travail une
barrette à outil comportant des moyens de
préhension par le portique mobile disposé sur
un emplacement situé dans ou près de la zone
de travail
- en fin de traitement d'une des pièces dans une
zone de travail, on déplace le portique pour
saisir et emmener la barrette d'outils affectée
à cette zone vers un emplacement de changement
d'outils situé en extrémité de table, en
dehors des zones de travail, où l'on dépose
ladite barrette
- on saisit à l'aide du portique, une barrette
d'outils précédemment renouvelée, et on la
transporte pour la déposer sur l'emplacement
affecté à une zone de travail où une pièce
devra être traitée
- pendant que le traitement d'une pièce se
déroule dans une zone de travail, on décharge
la barrette d'outils amenée à l'emplacement de
changement d'outil, et on renouvelle ses
outils. The method according to the invention comprises the following steps
- we assign to each work area a
tool bar comprising means for
gripping by the mobile gantry placed on
a location in or near the area
of work
- at the end of the processing of one of the parts in a
work area, we move the gantry to
grab and take the affected toolbar
to this area to a change location
of tools located at the end of the table,
outside work areas, where you drop off
said bar
- using the gantry, you grab a bar
previously renewed tools, and we
transport to place it on the site
assigned to a work area where a room
will have to be treated
- while processing a part
unrolls in a work area, unload
the tool bar brought to the location of
tool change, and we renew
tools.

En d'autres termes, l'originalité de l'invention consiste à disposer d'un râtelier d'outils, de préférence protégé sur le banc par un capot, dont la partie support d'outils (barrette) peut être transférée à l'aide du portique de machine.In other words, the originality of the invention consists in having a tool rack, preferably protected on the bench by a cover, the tool support part (bar) of which can be transferred to the using the machine gantry.

La préhension de cette barrette peut être assurée soit directement par la prise d'outils, soit par un dispositif spécifique fixé sur les chariots verticaux supportant les poupées. The gripping of this bar can be ensured either directly by taking tools, or by a specific device fixed on the vertical carriages supporting the dolls.

A la fin de l'usinage de chaque pièce, si besoin, le portique ramène la barrette d'outils en extrémité de banc pour renouvellement. Une nouvelle barrette sera amenée par le même moyen avant de démarrer une nouvelle pièce. At the end of the machining of each part, if necessary, the gantry brings back the tool bar at the end of the bench for renewal. A new bar will be brought in the same way before starting a new part.

Cette solution préserve la possibilité d'avoir en cours deux pièces d'encombrement différentes, les barrettes avec leur capotage pouvant être indexées à l'endroit voulu sur le banc, par exemple tous les mètres. This solution preserves the possibility of having two different overall dimensions in progress, the bars with their cowling being able to be indexed at the desired location on the bench, for example every meter.

Le poste de préparation d'outils en extrémité de banc peut être alimenté soit manuellement par l'opérateur, soit à l'aide d'un moyen automatisé, directement depuis le magasin central d'outils (chariot automoteur). The tool preparation station at the end of the bench can be supplied either manually by the operator, or using automated means, directly from the central tool magazine (self-propelled trolley).

Les avantages de l'invention sont notamment les suivants
- le changeur reste très simple et bon marché
- il peut s'adapter aux machines-outils à une ou
plusieurs broches
- le temps de changement de barrettes d'outils
est pratiquement masqué par les mouvements
machine nécessaires pour passer d'un poste à
l'autre ;
- le stockage des barrettes en bout de banc est
lui aussi très simple. Le renouvellement des
outils sur ces barrettes est facilement
automatisable
- l'opérateur intervient en toute sécurité dans
une zone protégée en bout de banc sans
interrompre l'usinage. The advantages of the invention are notably the following:
- the changer remains very simple and inexpensive
- it can be adapted to machine tools with one or
multiple pins
- the change time of tool bars
is practically masked by movement
machine needed to move from station to
the other ;
- the storage of the bars at the end of the bench is
also very simple. The renewal of
tools on these bars is easily
automatable
- the operator intervenes safely in
a protected area at the end of the bench without
stop machining.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante. On se reportera aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective d'une
machine-outil conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une
barrette d'outils.Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the following description. Reference is made to the appended drawings on which
- Figure 1 is a perspective view of a
machine tool according to the invention;
- Figure 2 is a perspective view of a
tool bar.

La figure 1 montre une machine-outil comportant un portique mobile 1 susceptible de coulisser longitudinalement le long d'une table fixe 2 qu'il enjambe. Figure 1 shows a machine tool comprising a movable gantry 1 capable of sliding longitudinally along a fixed table 2 which it spans.

La table 2 comporte un plateau central 3 entouré de deux rails 4 servant de chemin de guidage aux jambes 5 du portique 2. Les jambes 2 supportent une traverse 6 à laquelle est (dans l'exemple illustré) associée une plate-forme mobile 7. Sur le traverse 6, trois broches à outils 8 sont montées avec une possibilité de coulissement vertical et horizontal (parallèlement à la traverse). The table 2 comprises a central plate 3 surrounded by two rails 4 serving as a guide path for the legs 5 of the gantry 2. The legs 2 support a cross-member 6 with which (in the example illustrated) is associated a mobile platform 7. On the cross member 6, three tool spindles 8 are mounted with the possibility of vertical and horizontal sliding (parallel to the cross member).

Deux zones de travail 2A et 2B de la table 2 reçoivent des pièces 9A et 9B. Sur la figure 1, la pièce 9A est en cours d'usinage par les broches 8 de la machine, tandis que la pièce 9B est en position de chargement ou de déchargement. Two working areas 2A and 2B of table 2 receive parts 9A and 9B. In FIG. 1, the part 9A is being machined by the pins 8 of the machine, while the part 9B is in the loading or unloading position.

Tout ce qui précède est connu et n'a pas besoin d'être décrit plus en détail. All of the above is known and need not be described in more detail.

Conformément à l'invention, il est prévu à l'extrémité de chacune des deux zones de travail 2A et 2B, un emplacement pour recevoir une barrette d'outil cet emplacement peut être matérialisé par un support approprié 10A, lOB de la barrette. According to the invention, there is provided at the end of each of the two working zones 2A and 2B, a location for receiving a tool bar, this location can be materialized by an appropriate support 10A, lOB of the bar.

Le support lOA de la zone de travail 2A actuellement en service porte une barrette 13A, tandis que la barrette qui était sur le support lOB a été transférée dans la zone d'outils qu'on va maintenant décrire. The support 10A of the working area 2A currently in service carries a strip 13A, while the strip which was on the support 10B has been transferred to the tool area which will now be described.

A l'une des extrémités de la table 2, en dehors des zones de travail, un emplacement 11 est réservé pour le changement des outils des barrettes. L'emplacement 11 comporte deux places matérialisées par les supports de barrettes 11C et llD destinés à recevoir respectivement une barrette 13C en cours de déchargement d'outils usés et chargement d'outils neufs, et une barrette 13D d'outils neufs en attente (esquissée en pointillés). At one end of the table 2, outside the work areas, a location 11 is reserved for changing the tools of the bars. The location 11 has two places materialized by the bar supports 11C and 11D intended respectively to receive a bar 13C during the unloading of used tools and loading of new tools, and a bar 13D of new tools waiting (sketched with dots).

Chaque barrette d'outils 13 peut être du type connu, par exemple comme représenté schématiquement en figure 2 : la barrette 13 comporte une plaque supérieure 14 bordée par un piétement 15 et pourvue d'alvéoles 16 sous forme d'encoches latérales. Chaque alvéole peut recevoir un outil 17 comportant, outre sa pointe de travail 18, un disque 19 de fixation temporaire dans l'alvéole, et un cône 20 de fixation aux broches 8 de la machine-outil. Each tool strip 13 can be of the known type, for example as shown diagrammatically in FIG. 2: the strip 13 comprises an upper plate 14 bordered by a base 15 and provided with cells 16 in the form of lateral notches. Each cell can receive a tool 17 comprising, in addition to its working tip 18, a disc 19 for temporary fixing in the cell, and a cone 20 for fixing to the pins 8 of the machine tool.

Les alvéoles 16 sont dotés de moyens 20 élastiques de retenue coopérant avec les disques 19 pour permettre l'insertion de l'outil 17 dans son alvéole et son dégagement ultérieur. Une telle barrette 13 classique peut être utilisée telle quelle selon l'invention, son transport par le portique 1 étant assuré par l'engagement d'au moins deux cônes 20 des outils en place dans les broches 8 de la machine. Mais, afin de ne pas rendre cet engagement dépendant du nombre et de la place des outils en place, il est préférable de transformer la barrette connue en lui adjoignant deux ou trois faux cônes fixes disposés sur la partie supérieure de la barrette 13, comme esquissé. sommairement par les faux cônes 20 des barrettes 13A et 12C montrées figure 1. The cells 16 are provided with elastic retaining means 20 cooperating with the discs 19 to allow the insertion of the tool 17 into its cell and its subsequent release. Such a conventional bar 13 can be used as it is according to the invention, its transport by the gantry 1 being ensured by the engagement of at least two cones 20 of the tools in place in the spindles 8 of the machine. But, in order not to make this engagement dependent on the number and the place of the tools in place, it is preferable to transform the known bar by adding two or three false fixed cones arranged on the upper part of the bar 13, as sketched . roughly by the false cones 20 of the bars 13A and 12C shown in FIG. 1.

De manière connue en soi, les barrettes porteoutils peuvent être équipées de capots de protection mobiles et des raccords instantanés nécessaires en alimentation hydraulique ou électrique par l'intermédiaire des supports 10. In a manner known per se, the tool holder bars can be equipped with mobile protective covers and the instant fittings necessary for hydraulic or electrical supply via the supports 10.

Le cycle de fonctionnement est le suivant
On suppose, au début du cycle, que la pièce 9A de la zone 2A est en usinage tandis que la pièce 9B de la zone 2B est en déchargement. Le support 10A de la zone 2A porte une barrette d'outils 13A, tandis que le support 10B n'en comporte pas.The operating cycle is as follows
It is assumed, at the start of the cycle, that the part 9A of the zone 2A is being machined while the part 9B of the zone 2B is in unloading. The support 10A of the zone 2A carries a tool bar 13A, while the support 10B does not have one.

La barrette d'outils 13C, qui a été rechargée d'outils neufs, est déplacée de sa position de rechargement sur le support llC à sa position d'attente sur le support llD. The tool bar 13C, which has been recharged with new tools, is moved from its recharging position on the support llC to its standby position on the support llD.

En fin d'usinage de la pièce 9A, le portique 1 vient saisir la barrette 13A d'outils usés et la transporte dans la zone d'outils 11, sur le support de déchargement llC. Au retour, le portique 1 transporte la barrette en attente 13D vers le support 103 pour amener dans la troisième zone le lot d'outils neufs destinés à une pièce 9B nouvellement installée. L'usinage peut alors démarrer sur la pièce 9B. At the end of the machining of the part 9A, the gantry 1 grasps the strip 13A of used tools and transports it into the tool zone 11, on the unloading support llC. On the return, the gantry crane 1 transports the waiting strip 13D to the support 103 to bring the batch of new tools intended for a newly installed part 9B into the third zone. Machining can then start on part 9B.

L'opérateur évacue alors la pièce 9A. Il évacue les outils de la barrette 13C disposée sur le support llC puis prépare les outils neufs suivants. Quand ils sont prêts, il les pousse de la position llC à la position llD. The operator then evacuates the part 9A. It removes the tools from the bar 13C disposed on the support 11C then prepares the following new tools. When they are ready, it pushes them from position llC to position llD.

Le cycle peut recommencer. The cycle can start again.

Dans la description du cycle qui précède, la position 11C correspondait à la zone de dépose par la machine de la barrette d'outils usés, tandis que la position llD correspondait à la zone de prise par la machine des outils renouvelés. In the description of the preceding cycle, the position 11C corresponded to the zone of deposit by the machine of the strip of used tools, while the position 11D corresponded to the zone of grip by the machine of the renewed tools.

Il est tout à fait envisageable de modifier cette configuration pour décharger alternativement les outils en position 11C et llD, et de façon inverse charger alternativement les outils depuis la position 11C et llD. It is entirely conceivable to modify this configuration to alternately unload the tools in position 11C and 11D, and conversely alternately load the tools from position 11C and 11D.

De même, il est possible d'affecter systématiquement la position 11C aux outils de la zone 2B et la position l à D à ceux de la zone 2A, ou inversement. Similarly, it is possible to systematically assign position 11C to the tools of zone 2B and position l to D to those of zone 2A, or vice versa.

Dans toutes ces configurations, il n'y a que deux barrettes d'outils dans le circuit. In all these configurations, there are only two tool bars in the circuit.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de changement d'outils sur machineoutil à portique mobile (1) et à table fixe (2) à n zones de travail (2A,2B), n étant un entier supérieur à 1, du type comportant au moins une barrette (13) d'outil,1. Tool change device on mobile gantry machine tool (1) and fixed table (2) with n working areas (2A, 2B), n being an integer greater than 1, of the type comprising at least one bar ( 13) tool,

caractérisé en ce qu'il est prévu characterized in that it is provided

.n barrettes (13) à outil comportant des moyens .n tool bars (13) comprising means

de préhension (20') par le portique mobile. gripping (20 ') by the mobile gantry.

(2A,2B). (2A, 2B).

situés dans ou près de chaque zone de travail located in or near each work area

.n emplacements (lOA,lOB) de barrettes en service .n locations (lOA, lOB) of modules in service

dehors des zones de travail (2A,2B). outside work areas (2A, 2B).

barrettes (13) situé en extrémité de table, en bars (13) located at the end of the table, in

.un emplacement (11) de changement d'outils des n a location (11) for changing the tools of the n

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de préhension des barrettes sont constitués par des cônes d'outils (20) et/ou des faux cônes (20') portés par la barrette (13) et susceptibles de coopérer avec les broches de la machine-outil.2. Device according to claim 1 characterized in that the gripping means of the bars consist of tool cones (20) and / or false cones (20 ') carried by the bar (13) and capable of cooperating with the machine tool spindles.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les emplacements des barrettes en service ou en changement d'outils sont matérialisés par des supports de barrettes (lOA, lOB, liC, lad). 3. Device according to any one of claims 1 or 2 characterized in that the locations of the bars in service or changing tools are materialized by bar supports (lOA, lOB, liC, lad).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'emplacement (11) de changement d'outil comporte une position de déchargement/ chargement d'outil (lit) et une position d'attente (lad). 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tool change location (11) includes a tool unloading / loading position (bed) and a standby position (lad ).

5. Procédé de changement d'outils sur machine-outil à portique mobile (1) et à table fixe (2) à n zones de travail, n étant un entier supérieur à 1, du type comportant au moins une barrette d'outils (13), caractérisé en ce que 5. Method for changing tools on a machine tool with a mobile gantry (1) and a fixed table (2) with n working zones, n being an integer greater than 1, of the type comprising at least one tool bar ( 13), characterized in that

on affecte à chaque zone de travail (2A,2B) une barrette (13) à outil comportant des moyens de préhension par le portique mobile (1) disposé sur un emplacement situé dans ou près de la zone de travail (2A,2B). each work area (2A, 2B) is assigned a tool bar (13) comprising means for gripping by the mobile gantry (1) placed on a location located in or near the work area (2A, 2B).

en fin de traitement d'une des pièces dans une zone de travail, on déplace le portique (1) pour saisir et emmener la barrette d'outil (13) affectée à cette zone vers un emplacement (11) de changement d'outil situé en extrémité de table, en dehors des zones de travail, où l'on dépose ladite barrette. at the end of the treatment of one of the parts in a work area, the gantry (1) is moved to grasp and take the tool bar (13) assigned to this area to a location (11) for tool change located at the end of the table, outside the work areas, where said bar is placed.

on saisit, à l'aide du portique (1), une barrette (13) d'outils préalablement renouvelés, et on la transporte pour la déposer sur l'emplacement affecté à une zone de travail où une pièce devra être traitée. by means of the gantry (1), a bar (13) of previously renewed tools is grabbed, and it is transported to place it on the site assigned to a work area where a part will have to be treated.

pendant que le traitement d'une pièce se déroule dans une zone de travail, on décharge la barrette (13) d'outils amenée à l'emplacement (11) de changement d'outils et on renouvelle ses outils. while the processing of a part takes place in a work area, the bar (13) of tools brought to the location (11) for changing tools is discharged and its tools are renewed.