Brevet FR2379848A1 — publié le 19780901

La présente invention a trait à un procédé permettant de maintenir et de transporter des pièces soumises à une opération de travail provoquant une déformation entre la zone de prise de la pièce et la zone sur laquelle s'effectue le travail. Le procédé est particulièrement intéressant pour les pièces soumises à une opéra tion de forgeage ou d'estampage. L'invention a également pour objet un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé susvisé. Lorsque l'on soumet une pièce à une opération de forgeage ou dsestampage dite à la tenue", on tient la pièce par une zone de prise qui n'est pas soumise au travail et, lorsqu'on effectue le forgeage ou lXestawpage, il se produit une déformation de la pièce entre la zone travaillée et la zone de prise.On note donc une variation de la position relative de la zone travaillée et de la zone de prise de la pièce. Iwans une opération d'usinage de type classique, ai l'on dispose la pièce usinée sur un premier poste de travail au moyen d'un organe de positionnement automatique, on peut, après avoir effectué la première opération d'usinage, déplacer la pièce pour I 1amener à un deuxième poste de travail, sans que le po sitiann--nt pose de très gros problèmes car la position relative de la zone travaillée et de l'organe de positionnement ne varie pas d'une opération à l'autre. Dans le cas d'un forgeage ou d'un estam- page, la position relative de la zone de prise de la pièce par rapport à l'organe de positinnnement automatique ne varie pas mais, étant donne que la position relative de la zone de prise et de la zone travaillée de la pièce se modifie de façon aléatoire, il en résulte que ran ne peut pas, de façon souple, assurer, par rapport à un poste de travail rixe, la position de la zone travaillée de la pièce qui vient de subir une première opération de travail. Cette difficulté est particulièrement gênante pour l'automatisation des opérations de forgeage ou d'estampage dans le cas du travail wà la tenue". La présente invention a pour objet de proposer un procédé et un dispositif permettant le positiconement convenable de la zone travaillée d'une pièce n#ie s'il s'est produit une variation aléa- toire de la position relative de la zone travaillée et de la zone de prise de la pièce pendant une opération de travail antérieure. La présente invention a pour objet un procédé de position relent automatique, par rapport à un support, de la zone travaillée d'une pièce tenue par une zone de prise la position relative des deux zones précitées de ladite pièce pouvant subir des variations aléatoires discontinues, caractérisé par le fait qu'on interpose, entre l'organe de positionnement automatique et la zone de prise, un dispositif intermediaire susceptible d'assurer à volonté une liaison souple ou rigide ;; qufau moment ou se produit une variation de la position relative des deux zones précitées de la pièce, on commande le dispositif intermédiaire pour assurer une liaison sou- ple permettant de maintenir fixe la position relative de la zone travaill#e et de l'organe de positionnement automatique ; qu après la fin de chaque variation de la position relative des deux zones précitées de la pièce, on assure, par le dispositif intermédiaire, une liaison rigide entre la zone de prise de la pièce et l'organe de positionnement automatique v et que l'on agit sur l'organe de positionnement automatique pour amener ensuite la zone travaillée de la pièce sur le support désiré. Dans un mode préféré de mise ou couvre du procédé selon l'invention, la pièce positionnée automatiquement est une pièce soumise à un forgeage ou à un estampage, la variation de position rela torve entre la zone de prise et la zone travaillée de la pièce étant consécutive à une opération élémentaire de forgeage ou d'estampage. la présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue un dispositif intermédiaire permettant la mise En oeuvre du procédé ci-dessus défini. Selon l'in Invention, ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte deux articulations à rotule et une articulation à coulissement, ces trois articulations étant interposées entre l'organe de positionne- ment automatique et un organe de saisie de la zone de prise de la pièce, la blocage des trois articulations se faisant simultanément, de préférence par une commande unique. Dans un mode préféré de réalisation du dispositif intermé- diapre selon l'invention, l'organe de saisie de la zone de prise est relié à l'une des articulations à rotule du dispositif et l'organe de positionnement automatiqie est relié à l'autre articulation à rotule du dispositif, les centres des deux articulations à rotule ayant une position relative fixe ss l'organe de saisie est translac table par rapport à l'articulation à rotule à laquelle il est relié#; ; la sphère mâle de l'une des articulations à rotule est rigidement liée à l'organe de positionnement automatique, la sphère atle de l'autre articulation à rotule du dispositif internédiaire étant constituée de deux demi-sphères enserrant un élément coulissant, les deux sphères les des deux articulations à rotule étant en- serrées entre deux demi-coquilles où sont formés deux logements sphériques correspondants > ces demi-coquilles pouvant astre serrées autour des deux sphères mSless précitées pour rendre rigide la liaison constituée par le dispositif intermédiaire ; le serrage des deux demi-coquilles autour des deux sphères mules est obtenu par une pression pneumatique ou hydraulique et #1 effectue, de préférence, tout autour des deux demi-coquilles ; l'élément coulissant, qui traverse l'une des sphères mules du dispositif intermédiaire, est un tube solidaire de organe de saisie ; le tube, qui constitue l'élément coulissant, est le cylindre extérieur d'un vérin et com porte intérieurement un piston qui commande organe de saisie l'organe de saisie est avantageusement une pince. On conçoit que le dispositif intermédiaire ci-dessus défini permette lautomatisation des opérations de forgeage ou d'estampage. En effet, on amène par un organe de positionnement automatique de type classique, une pièce à forger sur un premier poste de tra- vail en tenant ladite pièce par la queue de l'ébauche, qui constitue la zone de prise ; on connatt alors le positionnement relatif de la partie de la pièce, qui va subir le forgeage, et de l'organe de po- sitionnement automatique. Au moment où l'opération élémentaire de forgeage est réalisée, il se produit une déformation aléatoire, qui entraxe une variation aléatoire de la position relative de la queue de la pièce par rapport à la zone travaillée.Au moment où l'on commence cette opération élémentaire de forgeage, on rend souple la liaison réalisée par le dispositif intermédiaire : il en résulte que la position relative de la zone travaillée et de l'organe de positionnement automatique n'est pas modifiée et que la déformation est encaissée entièrement par le dispositif intermédiaire. On peut donc, dès que la déformation est terminée, rendre à nouveau rigide la liaison constituée par le dispositif intermédiaire et assurer un nouveau positionnement de la pièce au moyen de ##organe de posi- tionnement automatique, puisqu'il n'y a pas eu de variation aléatoire de la position relative de la zone travaillée et de l'organe de po- sitionnement.Pour mieux faire comprendre ltobJet de lginvention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratff et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin : - la figure 1 représente schdmatiqueent en coupe axiale, un dispositif intermédiaire selon Itinvention ; - la figure 2 représente une coupe selon Il-Il de la figure -1. En se référant au dessin, on voit que iron a désigné par 1, un organe de positionnement automatique, qui peut, par exemple, assurer le transport d'une pièce à travailler d'un poste de travail fixe à un autre poste de travail fixe. t'opération, qui va entre décrite à titre d'exemple est celle qui correspond au forgeage en plusieurs étapes d'une pièce, dont ltdbauche a dté désignée par 2 dans son ensemble. L'ébauche 2 comporte une partie 2a destinée à eAtre forgée et une partie 2b constituant la queue de 11 ébauche et formant la zone de prise de la pièce 2.La zone travaillée 2a est mise en place sur une enclume 3 et soumise à l'action d'un marteau de forgeage 4. la zone de prise 2b est tenue dans une pince 5, dont le serra- ge est commandé par une tige de piston 6 associée à un piston 7, qui se déplace à irintérieur d'un tube cylindrique 8 fermé à son extré- mité qui est opposée à la pince 5. Le vérin à simple effet 6, 7, 8 est alimenté en air comprimé par une canalisation 9. Le tube cylindrique 8 peut coulisser à l'intérieur d'un alésage ménagé selon un diamètre d'une sphère msle de rotule constituée de deux demi-sphères lO# lOb. La sphère male lOa -lOb coopère avec un logement sphérique de diamètre correspondant pratiqué sur la paroi intérieure de deux demi-coquilles cylindriques indentiques Lla, llb. Entre les deux demi-coquilles cylindriques lla et llb se trouve également une autre sphère mgle de rotule 12 de m8me diamètre que la sphère 10v - lOb, la sphère 12 étant solidaire de l'organe de positionnement automatique 1.Les demi-coquilles lla et llb comportent donc intérieurement chacune deux calottes sphériques : les deux calottes sphériques de la demi-coquille lla coopèrent avec la sphère 12 et la demi-sphère lOa ; les calottes sphériques de la demi-coquille llb coopèrent avec la sphère 12 et la demi-sphère lOb. Les deux demi-coquilles cylindriques lla et llb sont espacées lune de autre le long de leurs génératrices de bordure qui se font vis-à-vis et, dans cet espacement, on a fait passer la canalisation souple 9 qui alimente le vérin 6-7-8. Les deux demi-coquilles lla et llb peuvent autre serrées l'une vers l'autre au moyen d1 une membrane élastique 14, qui délimite la chambre intérieure 15 d'un tore 13, qui entoure lesdites demi-coquilles sur une partie de leur longueur.La chambre 15 est susceptible autre alimentée en air comprimé par une canalisation 16 ; lorsque ltelimentatiOn en air comprimé est assurée, la membrane plastique 14 appuie extérieurement sur les deux coquilles lla et llb et provoque le blocage sinultané de l'articulation à rotule (12, 112 llb), de l'articulation à rotule (109 10S) llb), et de l'articulation coulissante (10a) 10Xs 8). Lorsque la zone travaillée 2a de la pièce 2 est mise en place sur l'enclume 3 pour subir une opération élémentaire de forgeage, le dispositif intermédiaire, qui vient autre décrit, est en position bloquée, c'est-à-dire que les canalisations 9 et 16 sont alimentées en air comprimé.Au moment où lton réalise le forgeage au moyen du marteau 4, on supprime la pression dans la canalisation 16, c'est-à-dire que la liaison réalisée entre la zone de prise 2b et l'organe de positionnement automatique 1 devient une liaison souple ; cette liaison souple permet au moment du forgeage la déformation de la queue de l'ébauche et, immédiatement après l'opération élémentaire de forgeage, on rétablit la pression dans la canalisation 16 pour rebloquer à nouveau toutes les articulations du dispositif intermédiaire.Selon la variation de position relative intervenue entre les parties 2a et 2b de la pièce 2, il y aura eu une modification de la position des articulations à l'intérieur du dispositif lntermédiaire, de sorte que l'on aura compensé les défor- mations aléatoires de la pièce mais que l'on aura maintenu le positionnement relatif de la partie travaillée 2a par rapport à l'organe de positionnement automatique 1.On peut alors, puisque ce posi tionnement n'a pas été modifié entre le début et la fin de ltopé ration élémentaire de forgeage, transporter la pièce 2 sur un autre poste de travail, le positionnement de cette pièce ne posant aucun problème particulier et tant résolu de façon classique comme le positionnement automatique d'une pièce, dont on réalise un usinage sur une machine-trans#ert. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes mo- difications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion ; en particulier, on peut prévoir, au moment où l'on prend l'ébauche 2 dans la pince 5 du dispositif intermédiaire, d'amener ladite ébauche dans une position de référence et, après la réalisa- tion de l'opération élémentaire de forgeage, de ramener ladite ébau- che à la même position de référence, le repérage de cette position de référence steffetuknt par rapport à organe 1. REVENDICATIONS 1 - Procédé de positionnement automatique, par rapport à un support, de la zone travaillée dtune pièce tenue par une zone de prise, la position relative des deux zones précitées de ladite pièce pouvant subir des variations aléatoires discontinues, caractérisé par le fait qu'on interpose, entre l'organe de positionnement automatique et la zone de prise, un dispositif intermédiaire susceptible d'assurer à volonté une liaison souple ou rigide qu'au moment où se produit une variation de la position relative des deux zones précitées de la pièce, on commande le dispositif intermédiaire pour assurer une liaison souple permettant de maintenir fixe la position relative de la zone travaillée et de l'organe de positionnement automatique ; qu'après la fin de chaque variation de la position relative des deux zones précitées de la pièce, on assure, par le dispositif intermédiaire, une liaison rigide entre la zone de prise de la pièce et l'organe de positionnement automatique ; et que l'on agit sur 11 organe de positionnement automatique pour amener ensuite la zone travaillée de la pièce sur le support désiré. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce positionnée automatiquement est une pièce soumise à un forgeage ou à un estampage, la variation de position relative entre la zone de prise et la zone travaillée de la pièce étant consécutive à une opération élémentaire de forgeage ou d'estampage. 3 - Dispositif intermédiaire de liaison entre un organe de positionnement automatique et une pièce tenue par une zone de prise et soumise à un travail dans une autre zone dite "zone travail lue", laposition relative des deux zones précitées de ladite pièce pouvant subir des variations aléatoires discontinues, ce dispositif intermédiaire permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte deux articulations à rotule et une articulation à coulissement, ces trois articulations étant interposées entre l'organe de positionnement automatique et un organe de saisie de la zone de prise de la pièce, le blocage des trois articulations se faisant simultanément, de préférence par une commande unique. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'organe de saisie de la zone de prise est relié à l'une des articulations à rotule du dispositif et que l'organe de posi tionnement automatique est relié à l'autre articulation à rotule du dispositif, les centres des deux articulations à rotule ayant une position relative fixe. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe de saisie est translatable par rapport à l'articulation à rotule à laquelle il est relié. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou S, caractérisé par le fait que la sphère mAle de l'une des articulations à rotule est rigidement lié à l'organe de positionnement automatique, la sphère male de l'autre articulation à rotule du dispositif intermédiaire étant constituée de deux demi-sphères enserrant un élément coulissant, les deux sphères mâles des deux articula- tions à rotule étant enserrées entre deux demi-coquilles où sont formés deux logements sphériques correspondants, ces demi-coquilles pouvant etre serrées autour des deux sphères mules précitées pour rendre rigide la liaison constituée par le dispositif intermédiaire. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le serrage des deux demi-coquilles autour des deux sphères nilles est obtenu par une pression pneumatique ou hydraulique et s'effectue, #de prdfdrence, tout autour des deux demicoquilles. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, ca ractdrisd par le fait que l'élément coulissant, qui traverse l'fine des sphères males du dispositif intermédiaire, est un tube solidaite de l'organe de saisie. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le tube qui constitue l'élément coulissant est le cylindre extérieur d'un vdrin et comporte intérieurement un piston qui commande l'organe de saisie. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 9, carac térisé par le fait que l'organe de saisie est une pince.