Brevet FR2364723A1 — publié le 19780414

La présente invention concerne une fraiseuse à copier pour le fraisage suivant dessin å l'aide d'un appareil de lecture photo-électrique, dont la tête de lecture qui peut se déplacer dans la direction des coordonnées X et Y repérées sur une table fixe de réception de dessin est couplée avec la fraiseuse au moyen d'un support circulant sur des guides. On connaît déjà en aifférehtes exécutions et en deux types différents, des fraiseuses à copier équipées d'appareils de lecture photo-électriques. Dans l'un de ces types de machines, l'appareil optique de lecture et la machine d'usinage sont con çus comme chacun une unité distincte, disposée dans l'espace de façon séparée. La liaison des deux unités se fait par l'intermé- diaire de ce que l'on appelle un arbre électrique avec la possibilité d'intercaler un appareil de réduction/multiplication travaillant sur une base électronique.Avec des installations connues de machines de ce type, (par exemple Ultraline et Oerlikon), on peut obtenir des rapports de réduction/multiplication de 1/1 à 1/20 et on peut également exécuter par exemple des travaux de perçage sur la base de repères particuliers du dessin. Un désavantage essentiel de ces machines connues réside dans l'exécution séparée de l'appareil de lecture, de l'unité électronique de réduction/multiplication et de la machine d'usinage. Des installations de machines de ce type demandent des surfaces importantes de mise en place et compromettent la surveillance simultanée du mouvement de poursuite de la tête de lecture et du mouvement d'avance de la fraiseuse. Du reste les appareils de transfert nécessaires sont très coûteux, particulièrement lorsqu ils doivent travailler sur gamme continue. Sur le deuxième type connu de fraiseuse, avec tête de lecture optique, on peut à vrai dire exécuter des travaux d'usinage avec des exigences d'encombrement comparativement faibles, il n'existe par contre aucune possibilité d'une réduction/ multiplication réglable des deux mouvements. Sur une fraiseuse à copier connue de ce type (Bridgeport), la tête de lecture et la têt? de fraisage sont fixées sur une traverse horizontale commune. De façon semblable, la table de réception du dessin et la table de blocage de la pièce à usiner sont disposées en commun sur un bâti de machiae.Cette disposition respectivement commune de la table et des têtes de commande et d'usinage sur un support respectivement commun garantit à vrai dire des déplacements exactement égaux, où il n'existe pourtant aucune possibilité d'intercaler un appareil de réduction/multiplication électronique ou mécanique De ce fait, par exemple des imprécisions de dessins sont transférées en totalité sur la pince à usiner. Dans une autre exécution connue de ce type de machine (DT-Gmb 7 213 483), la tête de lecture est également couplée à la tête de fraisage par l'intermédiaire d'une timonerie mécanique rigide. Cette disposition pose des limites à un rendement élevé de fraisage, du fait que une tête de fraisage mobile par suspension doit garder des cotes faibles. L'invention a pour objet de créer une fraiseuse du type mentionné au début qui permette , même par hautes exigences concernant les précisions d'usinage et hauts rendements, un réglage du rapport de réduction/multiplication dans les limites entre 1/1 et 1/100 et qui autorise la possibilité de mise en oeuvre de différents moyens de transfert et d'unités d'usinage de différents types. Cet objet est atteint, selon l'invention, par le moyen que le support de tête de lecture est couplé avec la table de travail, pouvant se déplacer dans la direction des coordonnées X et Y, de la fraiseuse, au moyen d'éléments de liaison qui travaillent dans un rapport réglable de réduction/multiplication et que les guides de la table de travail et du support de la tête de lecture, de même que le montant de la machine qui porte l'unité de fraisage sont fixés bur un bâti commun rigide de machine. Dans la machine selon l'invention, la tête de fraisage peut être disposée sur un montant quelconque conçu de façon rigide et être reliée rigidement avec le bâti non-fléchissant de la machine, par quoi on obtient une course calme et sans vibration de la broche et on obtient en outre l'avantage que la hauteur de la table de travail et de la table de réception du dessin se trouvent a peu près au même niveau, de sorte qu 'on peut commodément surveiller la lecture du dessin en même temps que l'usinage de la pièce. Le guidage de la tête de lecture et de la table de bridage de la pièce sur le bâti commun, extrêmement résistant à la flexion > de la machine conduit à une position relativement simple des pièces mobiles, garantit la haute stabilité nécessaire et offre en outre la #ossibilité, d'intercaler un appareil de réduction/multiplieation conçu en-conséquence pour obtenir des rapports d'échelle définis. En outre, une observation facile et parfaite du processus de lecture du dessin et de l'opération de fraisage est possible pour le personnel utilisateur. Si l'on doit exécuter exclusivement avec la fraiseuse à copier selon l'invention des travaux dans le rapport d'échelle 1/1, alors, pour des motifs de coût, il est approprié de relier le support de la tête de lecture directement à la table de travail, ce qui naturellement simplifie toute la machine. Pour travailler dans un rapport de changement d'échelle entre par exemple 1/2 à .1/100, on peut mettre en circuit comme unité de transfert soit un pantographe rigide, soit une unité électronique de réduction/multiplication. entre le support de la tête de lecture et la table de travail. L'emploi d'un dispositif électronique prdsente l'avantage qu 'on peut prévoir des rapports de transfert différents dans les différentes directions de coordonnées , par exemple on peut prévoir dans la direction des oeordonnées X, un rapport de 1/5 et dans la direction des coordonnées Y, un rapport de 1/7. Pour l'exécution des travaux les plus variés, il est en outre particulièrement approprié d'avoir une éxécution dans laquelle le fourreau coulissant de broche de fraiseuse est réglable dans son mouvement vertical par un moteur pas-à-pas. Dans une conception conforme du moteur pas-à-pas, la profondeur de broche de fraisage peut se modifier en continu pendant un parcours de fraisage. Avec l'emploi d'une unité électronique de réduction, les impulsions de profondeur de broche peuvent en outre provenir de èette-unité électronique, par quoi existe également la possibilité de manoeuvrer le moteur pas-à-pas du fourreau coulissant au moyen de repères sur le dessin, par I1 intermédiaire de la tête de lecture et de l'unité électronique. Lors de l'utilisation d'un pantographe, pour obtenir que dans toutes les positions de réglage de la table de travail, on se trouve dans une position favorable de la broche de fraisage, il est possible, selon une autre conception de la fraiseuse selon l'invention, que le point d'articulation du pantographe soit conçu de façon a pouvoir coulisser sur la table de travail dans la direction de l'axe des X sur le support dans la direction de l'axe des Y. La fraiseuse à copier selon l'invention permet, en plus d'un usinage de fraisage pur, l'exécution des procédés d'usinage les plus variés. Avec l'emploi des outils d'usinage correspondants, on peut par exemple exécuter des travaux de perçage, même avec un dispositif de broches multiples ou des travaux de fraisage aux modèles et aux dessins, où il est prévu pour suivre les lignes de niveau du modèle, un palpeur supplémentaire pour le déplacement vertical. En remplaçant les outils travaillant par enlèvement de copeaux, par d'autres appareils d'usinage appropriés, on peut par exemple découper des contours au fil diamanté.La plage, extraordinairement grande, de réduction, jusqu'à l'échelle de 1/100,permet en outre également l'exécution la plus précise de travaux de rectification en employant des meules à la place des outils de fraisage et/ou l'usinage de différentes pièces au moyen de rayons laser, par érosion à l'étincelle et par ultra-sons. Sont en outre également possibles les travaux spéciaux comme par exemple l'ébavurage de noyaux de fonderie en utilisant un fil métallique oscillant.La grande uni~ versalîté de la fraiseuse selon l'invention au regard des différents processus d'usinage doit être en premier lieu imputée au fait que l'unité d'usinage est fixée de façon stationnaire et rigidement au montant de la machine de sorte que, avec une conception constructive correspondante de ce montant de machine, les unités d'usinage de différents types peuvent être utilisées sans égard par exemple au poids ou aux problèmes de guidage de l'outil d'usinage. Des possibilités de misesen oeuvre multiples de ce type ne se rencontrent pas de la même façon dans les fraiseuses connues dont l'unité d'usinage est couplée directement ou indirectement avec une tête de lecture optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente la fraiseuse a copier en represen tation en perspective ; - la figure 2 est une vue d'en haut agrandie sur la table de bridage de la pièce à usiner et sur la tête de lecture avec table de réception de dessin de la machine selon figure 1. Dans la machine représentée, un montant 2 support de l'unité de fraisage 3 est fixé sur un bâti de machine rigide et résistant à la flexion 1. Cette unité de fraisage 3 qui peut se déplacer verticalement sur le montant 2 comprend une broche de fraisage avec une fraise ainsi que ses mécanismes d'entrarnement -non représentés en détail. Sur le bâti de machine 1 est disposée, avec possibilité de déplacement dans des guides, une table de bridage de la pièce 5, qui est couplée , soit par l'intermédiaire d'une timonerie rigide 6 soit par I'intermédiaire d'un pantographe 7 (figure 2) avec un support 8 pouvant également se déplacer sur le bâti de la machine 1 d'une tête de lecture 9. Pour le déplacement de la tête de lecture 9 et de la table de bridage de pièce 5 dans la direction des coordonnées X et Y, les deux mécanismes sont divisés de façon que les deux parties puissent se décaler l'une par rapport à l'autre dans une direction de coordonnées, sous réserve de prévoir les coulisses appropriées. Sous la tête de lecture 9, se trouve une table de réception de dessin qui peut également être réglée par rapport à un châssis dans la direction des coordonnées X et Y, au moyen de mécanismes appropriés d'entrainement à broche, pour amener en coincidence des points définis de référence d'un dessin avec des points correspondants de référence de la tête de lecture ou de la broche d'usinage. La possibilité de réglage de la table à dessin ne sert donc uniquement que pour un positionnement précis du dessin par rapport à une pièce bridée sur la table 5 et n'a pas à etre changée pendant un processus d'usinage. La table à dessin 10 s'appuie, de façon appropriée, sur un châssis formant caisson dans lequel sont logés les appareillages électriques et éventuellement les outils.Ce châssis 11 peut, de façon appropriée, être monté contre le bâti de machine 1. La fraiseuse décrite peut aussi être munie d'une liaison rigide entre le support de tête de lecture 8 et la table de bridage de pièce 4. Pour permettre un travail dans un rapport défini, réglable de réduction, cette liaison peut également se faire au moyen du pantographe représenté sur la figure 2 et de construction extrêmement robuste ou en intercalant des dispositifs électroniques de réduction - non représentés sur le dessin. Cette dernière méthode offre la possibilité que le rapport de réduction peut par exemple ne pas être le même dans la direction des X et dans la direction des Y. Les rapports de réduction peuvent être choisis entre 1/1 et lu100. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Fraiseuse à copier pour fraisage suivant dessin avec un appareil de lecture photoélectrique dont la tête de lecture, qui peut se déplacer dans la direction des coordonnées X et Y repérées sur une table fixe de réception de dessin est couplée à la fraiseuse au moyen d'un support circulant sur des guides, caractérisée en ce que le support de tête de lecture est couplé à la table de travail ,qui peut se déplacer dans la direction des coordonnées X et Y de la fraiseuse, avec disposition intercalaire en circuit de dispositifs qui travaillent avec des rapports réglables de réduction et en ce que les guides - de la table de bridage de la pièce à usiner et du support de la tête de lecture ainsi que le montant de machine qui porte l'unité de fraisage sont fixés sur un bâti de machine commun, rigide en flexion. 2. Fraiseuse à copier pour fraisage suivant dessin au rapport 1/1, caractérisée en ce que le support de la tête de lecture est directement relié à la table de travail 3. Fraiseuse à copier pour fraisage suivant dessin avec un rapport défini de réduction selon la revendication I, caractérisée en ce que le support de la tête de lecture est couplé à la table de travail par l'intermédiaire d'un pantographe rigide. 4. Fraiseuse à copier pour fraisage suivant dessin, dans un rapport défini de réduction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support de la tête de lecture est couplé à la table de travail par l'intermédiaire d'une unité électronique de réduction. 5. Fraiseuse à copier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la table de réception du dessin est disposée sur une armoire électrique fixée au bâti de la machine. 6. Fraiseuse à copier selon la revendication 6, caractérisée en ce que la table de réception de dessin peut être réglée dans la direction des coordonnées X et Y. 7. Fraiseuse à copier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les mécanismes de la tête de lecture pour la poursuite des contours du dessin et donc l'avance de la table de travail peuvent être réglés de façon continue. 8. Fraiseuse à copier selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le fourreau coulissant de la broche de fraisage est réglable dans son déplacement vertical par l'intermédiaire d'un moteur pas-#-pas. 9. Fraiseuse à copier selon la revendication 1 au 3, caractérisée en ce que le point d'articulation du pantographe peut se décaler dans la direction X par rapport à la table de travail et dans la direction Y par rapport au support de la tête de lecture.