Brevet FR2194530A1 — publié le 19740301

La présente invention concerne la technologie de l'usinage de pièces sur les machines-outils, plus particulièrement les procédés de réglage le la position de pièces grandes dimensions sur la table d'une /machine-outil, ainsi que les tables de machines-outils pour la mise en oeuvre desdits procédés. L'invention peut être utilisée avec le maximum d'avantages pour le réglage de la position de pièces de grandes dimensions, d'un poids supérieur à 50 tonnes, sur les tables des aléseuses horizontales et des raboteuses transversales. On connaît bien un procédé de réglage de la position d'une pièce de grandes dimensions sur la table d'une machineoutil, prévoyant le déplacement de la partie pivotante de la table dans un plan horizontal. La pièce est disposée sur une table de machine-outil pourvue d'un bâti à glissières longitudinales sur lesquelles se déplace un chariot portant la partie pivotante de la table. Pour assurer la précision de l'usinage, il faut que la position de la pièce à usiner soit réglée par rapport à l'organe de travail de la machine-outil, de telle façon que les surfaces de référence de la pièce soient parallèles ou perpendiculaires (suivant le cas)au déplacement de l'organe de travail de la machine-outil pendant l'usinage. Dans ce procédé connu, le réglage de la position de la pièce à usiner s'opère en déplaçant celle-ci dans le plan horizontal par rotation de la partie pivotante de la table. Pour régler la position de la pièce dans le plan vertical, on fait appel à différents procédés manuels, par exemple en interposant des cales(ou en modifiant leur hauteur#ntre les surfaces d'aEpai~is pièces et la surface de la partie pivotante de la table. La mise en oeuvre des procédés manuels mentionnés nécessite de la part de l'opérateur d'importants efforts physiques, la précision de réglage de la position de la pièce dépend de son expérience et, dans de nombreux cas, ne peut être considérée comme satisfaisante. En outre, la grue utilisée pour soulever la pièce subit une immobilisation prolongée ce qui entraîne des temps morts pour les machines-outils voisines devant elles aussi recevoir les pièces à l'aide de la même grue. On a pu déterminer que quand une pièce de grandes dimensions, d'un poids de l'ordre de 50 à 100 tonnes, est posée sur une table dont la position a été réglée préalablement par rapport à 11 organe de travail, la déformation de la table entraîne une modification de son orientation dans l'espace. Il faut donc effectuer un réglage de la position des pièces même si elles comportent des surfaces de base usinées avec précision pour leur montage sur la machine-outil. En outre, par suite des déformations, la modification de la position de la table par rapport à l'organe de travail de la machine-outil, dont la position initiale a été réglée avant la mise en place de la pièce, introduit, en cas d'usinage de plusieurs surfaces nécessitant une modification de la position angulaire de la partie pivotante de la table, des erreurs de disposition relative de ces surfaces l'une par rapport à l'autre, résultant des erreurs de positionnement de la table par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. On a pu déterminer que les valeurs de ces erreurs comportent une composante variable si le centre de gravité de la pièce n'est pas disposé dans l'axe de rotation de la partie pivotante de la table. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention vise un procédé de réglage de la position d'une Pièce de grandes dimensions posée sur une table de machine-outil, ainsi qu'une table de machine-outil pour la mise en oeuvre dudit procédé, grâce auxquels serait assurée une haute précision de la disposition, dans l'espace, de la pièce à usiner conjointement avec la table par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. Les objectifs mentionnés, ainsi que d'autres objectifs, sont atteints du fait que dans un procédé de réglage de la position d'une pièce de grandes dimensions sur la table d'une machines-outil par rapport à l'organe de travail de celui-ci, par déplacement de la partie pivotante de la table dans un plan horizontal, selon l'invention la table portant la pièce à usiner est déplacée en outre suivant un plan vertical de telle façon que les points d'appui de ladite table disposés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire, ne se déplacent sur des distances égales, que par paires de points d'appui voisins l'un de l'autre. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention il est avantageux d'utiliser une table de machine-outil, du type comportant un bâti à glissières rectilignes pour le déplacement d'un chariot portant la partie pivotante de la table, et qui est caractérisée, selon l'invention, en ce que le bâti est pourvu de quatre éléments d'appui situés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire et conçus de manière à permettre de modifier suivant un plan vertical, par rapport au bâti, la position d'une paire quelconque d'éléments d'appui voisins, ce qui permet de régler la position de la pièce dans l'espace par rapport à l'organe de travail de la maclirn.ne-outil, conjointement avec la table. Il est particulièrement avantageux d'utiliser des éléments d'appui dont chacun est formé d'une vis constituant, avec un écrou monté sur iditbâti, un couple à vis relié cinématiquement à une commande permettant de communiquer à la dite vis un déplacement vertical. Il est aussi frentageus de disposersur le bâti, à proximité de chaque élément d'appui, un vérin hydraulique dont la tige forme un support permettant de libérer l'élément d'appui correspondant au cours du déplacement vertical de ce dernier par rapport au bâti. Le procédé proposé et la table pour sa mise en oeuvre assurent une haute précision de disposition de la pièce à usiner et de la table dans l'espace par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. Dans l'exposé qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif, illustré par les dessins annexés, sur lesquels: -La figure 1 représente une table de machine-outil pour la mise en oeuvre du procédé de réglage de la position d'une pièce de grandes dimensions conformément à l'invention (vue en perspective avec arrachement partiel, la pièce à usiner étant représentée conventionnellement -#a figure 2 représente schématiquement une table de machine-outil conforme à l'invention, dont les points d'appui sontssitués aux sommets d'un rectangle a, b, c, d, (vue de dessus); -La figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 2 (à plus grande échelle). Le procédé de l'invention est du type consistant à régler la position d'une pièce 1 de grandes dimensions (figure 1) posée sur la table A d'une machine-outil, par déplacement de la partie pivotante 2 de la table A dans le plan horizontal suivant la flèche B. Selon l'invention, la table A est en outre déplacée, conjointement avec la pièce à usiner 1, suivant un plan vertical indiqué par la flèche C, de telle façon que ses points d'appui a, t, c et d (figure 2) disposés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire ne se déplacent, sur des distances égales, que par paires de points voisins l'un de l'autre. Ces paires de points peuvent être constituées par une combinaison des point ab, bc, cd ou bien ad. Il a été établi que quand les points d'appui de la table sont d4Pnaeés suivant un plan vertical par paires et sur des distances égales, les réactions d'appui qui en résultent à tous les points d'appui a, b, c, et d sous l'action du poids de la table A portant la pièce 1 restent invariables, donc les valeurs des déformations de la table restent elles aussi invariables. Il en résulte qu'à des valeurs imposées de déplacement des points d'appui correspondent des valeurs exactement identiques de déplacement de la table A portant la pièce 1, ramenées à ces points.Si cette condition n'était pas respectée ,il se produirait une variation irrégulière des réactions d'appui aux points a, c, d, ce qui conduirait à des déformations différentes de la table en ses différents points d'appui, et par conséquent à une valeur déterminée du déplacement d 'unpunt d'appuidonné nWpondrait une valeur différente de déplacement de la table. Cela rendrait le réglage de la position de la pièce de grandes dimensions plus délicate et en prolongerait la durée. Pour la mise en oeuvre du procédé de réglage de la position d'une pièce conformément à l'invention, est proposée une table A de machine-outil comportant un bâti 3 (figures 1 et 2) à glissières rectilignes D sur lesquelles se déplace le chariot 4 portant la partie pivotante 2 de la table A. Le déplacement du chariot 4 sur les glissières D du bati et la rotation de la partie pivotante 2 de la table A sont réalisés à l'aide de commandes de types connus appropriés, qui neseront#décrits ici afin de bien mettre en évidence l'idée essentielle de l'invention. Le bâti 3 conforme à l'invention comporte quatre éléments d'appui disposés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire (dans exemple considéré ces éléments d'appui sont disposés aux sommets d'un rectangle) et conçus de manière à permettre de modifier verticalement, par rapport au bâti, la position d'une paire quelconque d'éléments d'appui voisins, ce qui permet de régler dans l'espace la position de la pièce à usiner conjointement avec la table par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. Dans l'exemple considéré, chaque élément d'appui 5 du bâti 3 est constitué, conformément à l'invention par une vis 6 (figures 1 et 3) formant, avec un écrou 7 monté dans le bâti 3, un couple à vis relié cinématiquement à une commande 8 permettant de communiquer à la vis 6 un déplacement vertical par rapport à l'écrou 7, suivant la flèche C. Dans la commande 8, il est possible d'utiliser un moteur quelconque commandé à distance, mais on a pu établir que la meilleure solution est de faire appel à un selsyn-récepteur de puissance. En outre, dans le bâti 3, à proximité de chaque élément d'appui 5, est monté conformément à l'invention un vérin hydraulique 9 dont la tige 10 forme un support permettant de libérer l'élément d'appui 5 du poids de la table et de la pièce pendant son déplacement vertical suivant la flèche C par rapport au bati 3. Les commandes 8 de tous les éléments d'appui (vis 6) sont reliées à un système de commande assurant leur mise en action par paires de commandes 8 disposées aux points ab, bc, cd ou ad, et le déplacement de chaque paire d'éléments d'appui (vis 6) chaque fois sur des distances identiques en valeur et en direction. Tous les vérins hydrauliques 9, ou seulement ceux qui sont disposés à proximité des commandes 8 que l'on désire manoeuvrer, sont alimentés simultanément en liquide moteur sous une pression suffisante pour surmonter les réactions d'appui et d'élévation de la table. Après la manoeuvre des commandes 8 le liquide est évacué des vérins hydrauliques 9. Le système de commande qui vient d'être décrit peut être conçu d'une manière connue et appropriée quelconque. Le réglage de la position de la pièce de grandes dimensions 1 par rapport à l'organe. de travail de la machine-outil s'opère de la façon suivante. La pièce à usiner 1 étant montée sur la partie pivotante 2 de la table A de la machine-outil, on détermine, suivant un procédé connu en soi ,sa position réelle par rapport à l'organe de travail de la machine-outil et par conséquent les valeurs des déplacements d'ajustage qu'il est nécessaire de réaliser pour que la pièce occupe une position correcte par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. Ensuite, en faisant tourner la pièce 1 conjointement avec la partie pivotante de la table 2, on dispose la pièce 1 dans la position nécessaire par rapport à l'organe de travail de la machine-outil dans le plan horizontal. Pour obtenir la position nécessaire de la pièce dans le plan vertical conformément au procédé de l'invention, on manoeuvre les commandes 8 reliées cinématiquement, par des engrenages coniques 11 et 12, aux vis d'appui 6 correspondantes du bâti 3, on déplace sur la distance verticale nécessaire, par rapport à l'écrou 7 du bâti, la première paire choisie de points d'appui voisins dont est pourvue la table, par exemple la paire ab, ensuite la deuxième paire, par exemple bc. Si ces déplacements sont égaux aux valeurs désirées et sont réalisés suivant une même direction, la pièce 1, après la réalisation de tous les déplacements mentionnés des éléments d'appui du bâti, occupe la position nécessaire dans l'espace par rapport à l'organe de travail de la machineoutil. Si, après le pivotement angulaire de la partie 2 de la table portant la pièce, la table présente des déformations supplémentaires, il se produit une modification de l'orientation correcte de la pièce par rapport à ltorgane de travail de la machine-outil dans le plan vertical, cette modification sera décelée pendant la vérification de la position de la pièce, et il ne faudra dépenser que très peu de temps pour procéder, comme on l'a décrit plus haut, aux déplacements supplémentaires de la table pour corriger sa position. Il convient de noter qu'en principe on peut, à l'aide des commandes 8, déplacer les vis d'appui 6 alors que celles -ci supportent le poids de la table et de la pièce. Cependant il faudrait alors mettre en oeuvre des commandes de plus grande puissance et le dispositif aurait un fort encombrement et serait moins sensible aux déplacements de faibles valeurs. C'est pourquoi, conformément à l'invention, on libère de la façon suivante les éléments d'appui 5 du poids de la table et de la pièce. Simultanément avec la manoeuvre des commandes 8, on envoie le liquide moteur dans l'enceinte des vérins hydrauliques, sous une pression suffisante pour relever la table A portant la pièce 1. Sur les tiges 10 se développent alors des efforts qui soulèvent la table portant la pièce, et les éléments d'appui sont libérés du poids de la table et de la pièce. Grâce au fait que dans cette position la vis 6 est sollicitée seulement par son propre poids, la résistance à son mouvement peut être surmontée par un moteur de faible puissance. flecettefaçon,ii es-tpossih7e d'utiliser, en tant que commandes 8, des moteurs "légers", de faible puissance (dans le cas considéré des selsyns-récepteurs) et qui, tout en étant compacts, assurent de faibles déplacements avec une précision élévée Grâce au fait que les points d'appui de la table portant la pièce se déplacent par paires de points voisins et sur des distances égales, les valeurs des réactions d'appui restent invariables, ce qui supprime toute éventualité de déformation supplémentaire de la table.Il en résulte qu'à la valeur imposée de déplacement des points d'appui correspond une même valeur d'élévation ou d'abaissement de la table. Etant donné que, suivant l'invention, le réglage de la position de la pièce par rapport à l'organe de travail de la machine-outil s'opère conjointement avec celui de la table, tout travail manuel pendant ce réglage est exclu, ainsi que la nécessité de faire appel à une grue pour procéder à cette opération. De ceXefawct,le prnéde proposé pour le réglage de la position d'une pièce de grandes dimensions sur la table d'une machine-outil ainsi que la table de machine-outil pour la mise en oeuvre dudit procédé, assurent une précision élevée du réglage de la position de la pièce par rapport à l'organe de travail de la machine-outil, et par conséquent la précision de son usinage, et le travail manuel au cours du réglage est supprimé, ce qui à son tour assure un rendement élévé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENfilCATIONS 10. Procédé de réglage, par rapport à l'organe de travail d'une machine-outil, de la position d'une pièce à usiner de grandes dimensions montée sur la table de la machine-outil, par déplacement de la partie pivotante de la table dans un plan horizontal, caractérisé en ce que la table portant la pièce à usiner est susceptible en outre de déplacements suivant des plans verticaux, de telle façon que les points d'appui de ladite table, disposés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire, ne soient déplacés que sur des distances égales et par paires de points d'appui voisins l'un de l'autre. 20. Table de machine-outil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 10, du type comportant un bâti à glissières rectilignes sur lesquelles est monté un chariot portant la partie pivotante de ladite table, caractérisée en ce que le bâti comporte quatre éléments d'appui disposés aux sommets d'un parallèlogramme imaginaire et conçus pour permettre de modifier verticalement, par rapport au bâti, la position d'une paire appropriée quelconque d'éléments d'appui voisins l'un de l'autre, ce qui permet d'ajuster dans l'espace la position de la pièce à usiner conjoitement avec ladite table par rapport à l'organe de travail de la machine-outil. 70. Table suivant la revendication 20, caractérisée en ce que chaque élément d'appui précité est constitué par une vis formant avec un écrou monté dans ledit bâti un couple à vis relié cinématiquement à une commande permettant de communiquer à ladite vis des déplacements verticaux. 40. Table suivant l'une des revendications20 et 5, caractérisée en ce que le bâti précité comporte, à proximité de chacun de ses éléments d'appui un vérin hydraulique dont la tige joue le rale d'un support permettant de libérer l'élément d'appui correspondant du poids de la table et de la pièce pendant les déplacements verticaux dudit élément d'appui par rapport audit bâti. 50. Les pièces ou produits , caractérisés en ce qu'ils sont usinés avec utilisation du procédé de réglage faisant l'objet de la revendication 1.