Brevet FR2255993A1 — publié le 19750725

La fabrication en petites séries de faces avant d'appa relis ou pupitres quelconques, qui sont dans la plupart des cas en alliage d'aluminium, est généralement prévue dans des plaques de forte épaisseur (environ 3 à 5 mm). Les plaques obtenues sont percées d'une multitude de trous ronds et d'ouvertures carrées ou rectangulaires. La réalisation de ces plaques sur des machines traditionnelles, des fraiseuses par exemple, entraîne une perte de temps, les machines classiques n'étant pas bien adaptées à de tels travaux et ayant une exploitation horaire plus conteuse que le centre d'usinage décrit ci-dessous. Le centre d'usinage à deux axes et demi propose de sup- primer cet inconvénient. On appelle généralement centre d'usinage une machine à plusieurs fonctions, par exemple effectuant le pointage des cotes (machine à pointer), le fraisage et le perçage. Le centre d'usinage, objet de l'invention, est un centre d'usinage que nous appellerons "à deux axes et demi N puisque le troisième axe, c 'est-à-dire selon la descente, ne comporte aucune précision de déplacement. Ce centre d'usinage ne peut faire des travaux précis que sur deux axes et seulement sur des plaques de moins de 10 mm d'épaisseur. La profondeur est réglable sans précision puisqu'il s'agit seulement de passer à travers l'épaisseur du métal. Un tel centre d'usinage peut également servir à la fabrication de gabarits. Il est moins compliqué que les dispositifs connus. L'invention a donc pour objet un centre d'usinage dit "à deux axes et demi", comportant une tête d'usinage et caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison deux premières glissières parallèles et notablement écartées l'une de l'autre, montées sur une platine support, deux premiers chariots placés chacun sur l'une de ces premières glissières et portant au moins une deuxième glissière perpendiculaire aux deux premières, au moins un deuxième chariot porté par cette deuxième glissière et portant des moyens connus de montage de la tête d'usinage, et des moyens indicateurs de la position desdits chariots sur leurs glissières respectives. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de l'exemple non limitatif suivant décrit en se référant au dessin annexE dans lequel la figure unique représente une forme de réalisation préférée du centre d'usinage selon l'invention Le dispositif comporte une table ou platine 1 percée de trous pour y fixer des brides ou serre-piéces. Cette table porte deux glissières fixes 2, 2' qui sont parallèles entre elles et qui, comme on le verra plus loin, sont parallèles à l'axe des X. Ces glissières sont montées en surépaisseur permettant d'usiner des plaques dont les dimensions dépassent la capacité de déplacement de l'outil. Pour cela on établit deux origines zéro sur la platine.Sur chacune des glissières est monté à coulissement un chariot 3, respectivement 3'. veux autres glissières 4 et 4' sont fixées aux chariots 3 et 3'. Elles sont parallèles entre elles et, comme on le verra plus loin, sont parallèles à l'axe des Y qui est perpendiculaire a l'axe des s. Un chariot > coulisse sur les glissières 4 et 4' et porte une Gête d'usinage b par l'intermédiaire d'un montage / qui permet entre autres de la déplacer verticalement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe des Z. Les glissieres 2, 2', 3, 3' peuvent être des glissières à billes ou à aiguilles tout aussi bien que des glissières a friction, ou bien meme être des chemins de roulement si, par exemple, leurs chariots respectifs sont pourvus de patins a billes. ne mêmes on ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant le chemin de glissement, constitué par les deux glissieres 4 et 4', par une glissière unique de largeur sensiblement équivalente i l'intervalle compris entre leurs bords extérieurs, les chariots 4 et 4' étant alors remplacés par un chariot unique. Le dispositif (centre d'usinage) selon l'invention est destiné à réaliser avec précision des Opérations telles que pointage, traçage, perçage, fraisage bans des pièces constituées par des plaques en alnminium, fer, cuivre, matière plastique ou bois, l'épaisseur de ces pièces allant jusqu'à 10 mm environ et pouvant être de 1 mm seulement. La figure montre une telle pièce 8, ici une façade en alliage d'aluminium, pour un pupitre de commande. Il s'agit d'y percer en des cotes précises des trous 9 et d'g aménager une ouverture allongée 10 ainsi qu'une ouverture carrée Il. Pour cela la plaque 8 est posée et maintenue par des moyens connus en soi (un serre-pièce quelconque) sur la table 1, et l'on va amener la tête d'usinage 6 (ici une tête de perçage) à la position exacte du trou à percer. Cette teste est, de pré- férence, commandée par un variateur électronique permettant une grande plage d'utilisation pour une puissance et une vitesse données. P#iisq#'iI s'agit de perçage le chariov est immobilisé pendant le travail par deux patins à serrage par vis non repr6- sentés sur le dessin. Avant d'expliquer plus avant l'utilisation de l'appa reil, il convient de mentionner certains impératifs auxquels doivent satisfaire les pièces finies qui sont en général des façades de pupitre de commande, ou d'appareils de mesure, ou bien encore des gabarits. Les fabricants d'appareils ou les ateliers utilisa teurs de gabarits ne cotent pas leurs dessins uniquement en fonction d'une cote zéro (le bord d'une plaque par exemple) mais bien souvent en fonction de certains intervalles qui doivent être rigoureusement respectés (intervalles entre axes de perçage par exemple). Cela nécessite donc, pour le passage d'un point d'usinage de la pièce à un autre point d'usinage, des déplacements précis de la tête d'usinage selon des axes de réfé rence X et Y perpendiculaires entre eux (selon le système de cotation d'usage).Les différents points d'usinage sont cotés soit en coordonnées OX, OY (c'est-à-dire à partir d'une cote de zéro"), soit en "différences de I" et "différences Y" (ce qui exprime un intervalle entre points d'usinage). Par contre la profondeur d'usinage ne demande aucune précision particulière puisqu'il s'agit de traverser les pla ques en des points précis. C'est pourquoi le dispositif selon l'invention est appelé "centre d'usinage à deux axes et demis, puisque la position de l'outil sur l'axe des Z n'a besoin d'être précise qu'en direction et non pas en distance. Pour amener avec précision et rapidité la teste d'u- sinage d'un point à un autre. (ces points étant définis en x et T), le centre d'usinage comporte un double compteur 12 so lidarisé au chariot 3 au moyen d'un support 13, et un double compteur 14 dont le support 15 est fixé au chariot 5.chacun de ces doubles compteurs qui peut entre électronique ou mécnni que coopère avec une crémaillère de précision par 1' intermé- diaire d'une roue dentée 16, 17 de sorte que les indications des compteurs \sont fonction du chemin parcouru le long des crémaillères. Ira crémaillère 18 avec laquelle coopère le double compteur 12 est parallèle à l'axe des X et fixée à la table 1.Par contre, la crémaillère 19 est portée par les chariots 3 et 3' auxquels elle est fixée, ce qui lui permet d'être constamment en prise avec la roue dentée du double compteur 14. Chacun des doubles compteurs 12 et 14 comprend deux compteurs, respectivement 12a, 12b, et 14a 14b ce qui permet de positionner le chariot 5, et par conséquent la tête d'usinage 6, soit en fonction d'une origine fixe soit en fonction des cotes d'un point précédemment usiné. Pour cela on peut, par exemple, mettre à zéro le compteur 12a et le compteur 14a lorsque la tête d'usinage occupe la position d'origine des cotes, et remettre à zéro les compteurs 12b et/ou 14b chaque fois qu'à l'aide des indications des compteurs 12a et/ou 12b on a amené le chariot à occuper une position d'usinage par rapport à laquelle est coté un usinage ultérieur. On peut aussi faire remettre les compteurs partiels 12b et 14b automatiquement à zéro lorsque, après un arrêt, on descend la tête d'usinage. Enfin, pour limiter avec précision le débattement des courses du chariot 5 sur les deux axes, lorsque l'on veut obtenir des ouvertures carrées ou rectangulaires (telles que Il sur la figure), des butées réglables 20,- 21 sont prévues le long des crémaillères. Ces butées réglables peuvent être par exemple montées sur des regles à trous parallèles aux glissières. Bien entendu les moyens de lecture et/ou d'indication des coordonnées du chariot peuvent être perfectionnés ou simplifiés. C'est ainsi par exemple que les doubles compteurs peuvent être remplacés par des compteurs simples et que leurs dispositifs d'entraSnement peuvent être débragables ou non débrayables, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. De même les crémaillères peuvent être remplacées par des vis à billes, ou par des règles de haute précision à lecture optique ou photoélectrique. L'ensemble de la tête d'usinage 6 et de son support 7 est démontable ce qui permet une utilisation des plus variées avec divers moyens d'usinage. De plus, une pompe électrique, permettant l'arrosage des zones de travail, peut aussi être montée sur le chariot 5 ou le support 7. Quant à l'avance latérale (déplacements selon les X et les Y), elle est manuelle, ce qui diminue d'autant le prix de ce centre d'usinage qui est plus particulièrement destiné à la fabrication de plaques, façades, pupitres, gabarits ou analogues en petites séries. Gomme on le voit, le centre d'usinage selon ltinvention est de conception particulièrement simple, donc peu onéreuse, et permet d'effectuer dans des conditions économiques avantageuses les travaux sus-mentionnés sans avoir à recourir à des machines traditionnelles (fraiseuse, perçeuse, poinçonneuse, par exemple) dont l'adaptation et le réglage entraînent des temps morts incompatibles avec des travaux de petite série. REREVENDICATIONS 1. Centre d'usinage dit "à deux axes et demi comportant une tête d'usinage et caractérise en ce qu'il comprend en combinaison deux premières glissières paralleles et notablement écartees l'une de ltautre montées sur une platine support, deux premiers chariots placés chacun sur llune de ces premières glis siéres et portant au moins une deuxiéme glissiere perpendiculaire aux deux premieres, au moins un deuxième chariot porté par cette deuxième glissiere et portant des moyens connus de montage ae la tête d'usinage, et des moyens indicateurs de la position aesdits chariots sur leurs glissieres respectives. 2. Centre d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les glissieres ont une surépaisseur suffisante sur la platine support afin ae permettre l'usinage de plaques dont les dimensions dépassent les possibilités de déplacement de l'outil. 3. Centre d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens indicateurs de la position des chariots comportent un premier compteur mécanique ou électronique qui est solidaire de l'un des premiers chariots et coopère avec une première crémaillère solidarisee, directement ou non, à la glissière supportant ce premier chariot, et un deuxiéme compteur qui est solitaire du deuxième chariot et coopere avec une deuxieme crémaillére solidarisee à la deuxiéme glissiere. 4. uentre d'usinage selon la revendication ), caracterisé en ce que les compteurs sont des doubles compteurs attaques chacun par une roue dentée roulant sur la crémaillère correspondante. 5. entre d'usinage selon l'une quelconque des revendications i, 2 ou 3, caractérise en ce que la cremaillère est remplacée par une vis à billes. 6. Centre d'usinage selon la revendication i, caracte- rise en ce que les moyens indicateurs de la position des chariots comportent des regles à lecture optique. 7. Centre d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que-les premiers chariots portent deux deuxièmes glissieres sur lesquelles le deuxième chariot est porté par deux chariots intermédiaires. 8. Centre d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des butées réglables sont montées sur des règles à trous parallèles aux glissières afin de limiter les courses suivant les deux directions perpendiculaires déterminées par les glissières.