Brevet FR2538727A1 — publié le 19840706

"Unité d'usinage pour effectuer des usipages sur des pièces de forme cylindrique ou conique11. La présente invention concerne une unité d'usinage pour effectuer des usinages dans la paroi exterieure de pièces de forme cylindrique ou conique. Lorsque l'on souhaite brancher par exemple par sou) dage un conduit lateralement à une pièce à paroi cylindrique de grande dimension telle qu'une colonne ou un élément de colonne, on doit tout d'abord réaliser une ouverture dans la paroi cylindrique puis exécuter des usinages sur le bord de cette ouverture. Actuellement, pour effectuer ces opérations, on utilise en général une aléseuse, la pièce à usiner étant disposée verticalement pour effectuer les usinages par le coté. L'utilisation d'une aléseuse pour effectuer les différentes opérations d'usinage pose cependant dif férents problemes. En effet, le positionnement de la pièce à usiner par rapport aux moyens d usinage statère difficile.Il est nécessaire d'effectuer des traçages sur la pièce à usiner. Lorsque l'on doit réaliser différentes ouvertures à la périphérie de la pièce à usiner, on doit changer la position de la pièce à usiner et à chaque fois la repositionner par rapport à l'aléseuse sans autre référence que le banc de l'aléseuse si bien qu'on ne peut se servir d'une position particulière de la pièce à usiner comme référence. ta présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients de l'état de la technique et propose une unité d'usinage permettant un positionnement rapide des pièces à usiner même si ces pièces ont des diamètres très différents et meme si on doit effectuer des ouvertures ou des usinages en des. endroits dif fervents de sa circonférence ou de sa longueur, L'unité d'usinage selon la présente invention pour effectuer des usinages dans la paroi extérieure de pièces de forme cylindrique ou conique est telle qu'elle comprend des moyens de support et de positionnement de la pièce à usiner sur lesquels la paroi extérieure de la pièce à usiner prend appui, un plateau rotatif disposé en dessous de la pièce à usiner, des moyens pour entraîner en rotation ledit plateau et des moyens d'usinage montés sur ledit plateau en vue d'usiner la pièce à usiner par le dessous, ces moyens d'usinage étant montés sur ledit plateau par l'intermédiaire de moyens de translation aptes à déplacer les moyens d' usinage par rapport audit plateau, Selon la présente invention, lesdits moyens de support et de positionnement peuvent avantageusement comprendre au moins deux parois d'appui espacées dans le sens de l'axe de la pièce à usiner, les appuis de chaque paire d'appui étant disposés de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe de la pièce à usiner, En vue de pouvoir s'adapter à des pièces à usiner de diamètres différents, l'écartement entre les appuis de chaque paire d'appui peut être prévu réglable Selon la présente inventions lesdits moyens de translation peuvent comprendre des moyens pour déplacer verticalement et horizontalement lesdits moyens d'usinage.Dans une variante, lesdits moyens de translation peuvent avantageusement comprendre un premier chariot monté mobile horizontalement sur ledit plateau, des moyens pour déplacer ledit premier chariot par rapport audit plateau, un second chariot monté mobile verticalement sur ledit premier chariot et portant lesdits moyens d'usinage et des moyens pour déplacer ledit second chariot par rapport audit premier chariot. En vue notamment d'exécuter des usinages sur la pièce à usiner en des endroits différents de sa longueur, lesdits moyens de support et de positionnement peuvent avantageusement coffi prendre des moyens pour déplacer la pièce à usiner axialement qui peuvent, dans une variante, comprendre des galets formant des appuis pour la pièce à usinser et des moyens pour entraîner en rotation les galets. En vue de déterminer le déplacement axial de la pièce à usiner, l'unité d'usinage selon la présente invention peut avantageusement comprendre des moyens pour mesurer le déplacement axial de la pièce à usiner. En vue de l'exécution de l'usinage en des endroits différents de la circonférence de la pièce à usiner, lesdits moyens de supports et de positionnement peuvent comprendre des moyens pour faire tourner la pièce à usiner autour de son axe, ces moyens pouvant avantageusement comprendre, dans une variante, des galets formant des appuis pour la pièce à usiner et des moyens pour entraîner en rotation ces galets. Four faciliter le positionnement de la pièce à usiner, l'unité d'usinage selon la présente invention peut avantageusement comprendre des moyens pour mesurer le déplacement angulaire de la pièce a usiner, La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'une unité d'usinage destinée à effectuer des usinages sur des pièces de forme cylindrique en vue de créer des ouverture s dans leur paroi périphérique et d'usiner les bords de ces ouvertures, décrite à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'une unité d'usinage selon la présente invention X et la figure 2 représente une vue en bout, partiellement en coupe, de l'unité d'usinage représentée sur la figure 1 L'unité d'usinage représentée et repérée d'une mani- ère générale par la référence 1 est destinée à effectuer des usinages sur un élément de colonne 2 à paroi cylindrique de grande dimension en vue de réaliser des ouverture s dans la paroi de cet élément de colonne 2 et d'usiner les bords des ouverture s créés pour, par la suite, brancher par esemple par soudage des conduits latéraux d'entrée ou de sortie. En se reportant à la figure 1, on voit que l'unité d'usinage I comprend un châssis repéré d'une manière générale par la référence 3, un plateau 4 à axe vertical monté tournant sur le chassies 3 par I'int-rrcédiLire d'un roulement à haute résistance 5! Dans sa partie basse, le plateau 4 porte un moteurréducteur 6 présentant un pignon de sortie 7 en prise avec une couronne dentée 8 pratiquée sur la face intérieure de la bague fixe du roulement 5, le moteur-réducteur 6 étant susceptible d'entraîner en rotation le plateau 4. Le plateau 4 porte un chariot 9 déplaçable horizontalement et radialement au plateau 4 le long de glissières 10 et 11 prévues sur ce plateau 4. Le chariot 9 s'étend au travers du plateau 4. Dans un exemple, le chariot 9 peut être déplacé le long de glissières 10 et 11 grâce à un moteur-réducteur et un système vis-ecrou non visibles sur la figure. Le chariot 9 déplaçable horizontalement porte un chariot12 mobile verticalement, ce chariot 12 étant formé, dans l'exemple, par un coulant s'étendant à l'intérieur du chariot 9 Pour déplacer le chariot 32 verticalement par rapport au chariot 9? on peut prévoir un moteur-reducteur et un système vis-écrou non visibles sur la figure. L'extrémité supérieure du coulant 12 porte une tete d'usinage 13 adaptée pour porter différents outils tels que des fraises dans différentes positions, Des moyens dtentraSnement classiques des outils peuvent être montés sur le coulant 12 et le chariot 9, Comte on peut le voir sur la figure I, la pièce à usiner 2 est disposée borizontalement au-dessus et à distance du plateau 4 et est supportée par des appuis formés par des vérins 14 portés par des supports 15 montés sur le châssis 3 de telle sorte que son axe est horizontal Dans un exemple, il est avantageux de prévoir deux paires de vérins 14 placées à distance et de part et d'autre du plateau 4, les vérins d'une paire de vérins étant placés de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe de la pièce à usiner ?. L'unité d'usinage 1 est particulièrement adaptée pour recevoir et positionner aisément les pièces à usiner 2 de diamètres très différents, la position courante de la pièce à usiner 2 étant telle que l'axe vertical du plateau 4 passe par l'axe horizontal de la pièce à usiner 2. En effet, pour disposer une pièce à usiner 2 de diamètre particulier, il suffit d'ajuster la distance entre deux vérins opposés 14 en déplaçant transversalement les supports 15 et fixer les supports 15 au chassis 3 dans la position souhaitée. En#agissant sur les vérins 15, on peut alors aster la position de la pièce à usiner 2 de telle sorte que l'axe de la pièce à usiner 2 soit horizontal et passe par l'axe vertical du plateau 40 On peut remarquer que, grâce auxvérins14 et à leur support 15, la distance Séparant la partie basse de la pièce à usiner 2 et le plateau 4 est peu variable quel que soit le diamètre de la pièce à usiner 2. En vue du maintien de la pièce à usiner 2, on a prévu, dans l'exemple, un câble 16 qui passe au-dessus de la pièce à usiner 2 et dont les extrémités sont reliées à deux supports opposés, le câble 16 pouvant être tendu par mi vérin 17. Grâce à l'unité d'usinage 1 qui vient d'être décrite, il est possible d'exécuter différentes sortes d'usinage dans la partie basse de la paroi cylindrique de la pièce à usiner 2 en faisant tourner le plateau 4, en déplaçant radialement au plateau 4 le chariot 9, en déplaçant verticalement le coulant 12 ou en combinant ces différents mouvements notamment pour que l'outil suive le profil de la paroi cylindrique 2. Par exemple, pour réaliser une ouverture. et des usinages sur le bord de cette ouverture dans la paroi cylindrique de la pièce à usiner 2, on peut procéder de la manière suivante, On règle la position radiale du chariot par rapport au plateau 4, de telle sorte que la fraise 13a portée par la partie Supérieure de la tête d'usinage 13 soit au diamètre souhaité pour l'ouverture à exécuter.Par rotation du plateau 4 et par déplacement vertical du chariot 12, on peut alors réaliser une saignée dans la paroi de la pièce à usiner 2, la rotation du plateau 4 et les déplacements ver@ ticaux du. chariot 12 étant réalisés de préférence par commande numé- rlque de telle sorte que la. fraise 13a puisse suivra le profil de la pièce à usiner 2 Lorsque la saignée exécutée de le sorte traverse complètement la paroi de la pièce à usiner 2, on peut alors évacuer par exemple par l'intérieur et par l'une des extrémités de la pièce à usiner 2 le moroeau de paroi ainsi Séparé, étant entendu que des moyens pour supporter ce morceau de paroi ont été préalablement installés en vue de son maintien et pour éviter sa chute, Ceci étant fait, on peut exécuter des usinages divers sur les bords de l'ouverture créée grâce à des outils montés par le dessus ou latéralement à la tête d'usinage 13 en utilisant les déple-. cement mentionnés plus haut qui peuvent être contrÔlés par commande numérique de telle sorte que l'outil suive le profil du bord de l# ouverture. Sur une même pièce à usiner 2, on peut avoir besoin d'exécuter des usinages en différents endroits de sa periphérie. On doit donc changer le position de la pièce à usiner 2. En se reportant à la figure 2, on va maintenant décrire des moyens qui permettent de déplacer la piece à usiner 2 axialement et des moyens qui permettent de faire tourner la pièce à usiner 2 et grâce auxquels il est possible de faire passer la pièce à usiner 2 d'une position quelconque à une autre position quelconque, Dans le but de déplacer la pièce à usiner 2 axial ment, on a prévu des ensembles repérés d'une manière générale par la référence 18 et comprenant chacun un galet 19, un moteur-réducteur 20 d'entraîneinent en rotation du galet 39 et un support 21 susceptible d'être fixé au châssis 3, l'un des ensembles 18 étant visible sur la figure. 2, pans un exemple; il est avantageux de prévoir au moins deux paires d'ensembles 18 espacées dans la sens de l'axe de la pièce à usiner 2 les ensembles 18 de chaque paire d'ensembles étant placés de part et d'autre du plan axial vertical de la piece à usiner de telle sorte que les axes des galets 19 forment un Vt Comme dans le cas des supports# 15, les supports 21 des ensembles 18 sont de préférence prévus déplaçables transversalement à la pièce à usiner 2 de maniere a pouvoir régler la position des galets 19 en fonction du diamètre de la pièce à usiner 2, En posant la pièce à usiner 2 sur les galets 19, par exemple en écartant les vérins 14, et en entraî- nant en rotation les galets 199 on peut déplacer axialement la pièce à usiner 2. En vue de faire tourner la pince à usiner 2, on a prévu des ensembles repérés de manière générale par la référence. 22 et comprenant chacun un galet 23 muni d'un moteur-réducteur d'entraînement non visible sur la figure et un support 24 fixé au châssis 3, l'axe des galets 23 étant parallèle à l'axe de la pièce à usiner 2. Comme précédemment, il est avantageux de prévoir deux paires d'ensembles 22 dont les galets sont placés de part et d'autre du plan vertical axial de la pièce à usiner 2. En outre, par déplacement transversal des supports 24 des ensembles 22 > on peut adapter la position des galets 23 au diamètre de la pièce a usiner 2, En amenant en appui sur les galets 23 la pièce à usiner 2 et en entraînent en rotation ces galets 23, on peut faire tourner la pièce à usiner 2. Il peut sembler intéressant de pouvoir déplacer sensiblement verticalement les galets 9 des ensembles 11 et les galets 23 des ensembles 22 de manière à faire porter la pièce à usiner 2 sur les uns ou les autres. En vue de mesurer' le déplacement angulaire et le déplacement longitudinal de la pièce à usiner 2, l'unité d'usinage 1 comprend un croisillon repéré d'une manière générale par la référence 25 fixé à l'une des extrémités de la pièce à usiner 2 et auquel est relié de manière articulée autour de l'axe de la pièce à usiner 2 un bras vertical 26 dont l'extrémité inférieure est guidée le long d'une glissière 27 s'étendant longitudinalement et en dessous de la pièce à usiner 2 de telle sorte que le croisillon peut tourner avec la pièce à usiner 2 et le bras vertical 26 peut se déplacer longitu dinalement ayec la pièce à usiner 2, En vue de détecter le déplacement angulaire de la pièce à usiner 2, on prévoit un détecteur de rotation 28 dont les parties sont associées l'une a l'extrémité Supérieure du bras 26 et l'autre au croisillon 25 et, en vue de détecter le déplacement longitudinal de la pièce à usiner 2#, on peut prévoir une règle 29 fixée le long du guide 27 et un détecteur 30 fixé au bras 26, représentés schématiquement sur le dessin Il ressort de ce qui pécèdeque l'unité d'usinage 1 permet de faire passer la pièce à usiner 2 d'urne position d'usinage à une autre position d'usinage et permet d'effectuer ce passage sans qu'il soit nécessaire de prévoir des traçages sur la pièce à usiner 2. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention défini par les reven dicatiqn annexées. RVENDICATIONS 1. Unité d'usinage pour effectuer des usinages dans la paroi extérieure de pièces de forme cylindrique ou conique, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de support et de positionement de la pièce à usiner sur lesquelles la paroi extérieure de la pièce à usiner prend appui, un plateau rotatif disposé en dessous de la pièce à usiner, des moyens pour entraîner en rotation ledit plateau et des moyens d'usinage montés sur ledit plateau en vue d'usiner la pièce à usiner par le dessous, lesdits moyens d'user nage étant montés sur ledit plateau par l'intermédiaire de moyens de translation aptes à déplacer les moyens d'usinage par rapport audit plateau. 2. Unité d'usinage selon la revendication 1 carac térisée par le fait que lesdits moyens de support et de positionnement comprennent au moins deux paires d'appui espacées dans le sens de l'axe de la pièce à usiner, les appuis de chaque paire d'appui étant disposés de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe de la pièce à usiner. 3. Unité d'usinage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'écartement entre les appuis de chaque paire d'appui est réglable. 4. Unité d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'axe dudit plateau est vertical, lesdits moyens de translation comprenant des moyens pour déplacer verticalement et horizontalement lesdits moyens d'usinage. 5. Unité d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que lesdits moyens de translation comprennent un premier chariot monté mobile horizontale- ment sur ledit plateau, des moyens pour déplacer ledit premier chariot par rapport audit plateau, un second chariot monté mobile verticalement sur ledit premier chariot et portant lesdits moyens d'usinage et des moyens pour déplacer ledit second chariot par rapport audit premier chariot 6.Unité d'usinage selon l'une quelconque des reyendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de support et de positionnement comprennent des moyens pour déplacer la pièce à usiner axialement, 7. Unirez d'usinage selon la revendication 69 carac térisée par le fait que lesdits moyens pour déplacer la pièce à usiner axialement comprennent des galets formant des appuis pour la pièce a usiner et des moyens pour entraîner en rotation ces galets 8 Unité d'usinage selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour mesurer le déplacement axial de la pièce à usiner 9 Unité d'usinage selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de support et de positionnement comprennent des moyens pour faire tourner la pièce à usiner autour de son axe 10. Unité d'usinage selon la revendication 7s carac térisée par le fait que lesdits moyens pour faire tourner la pièce à usiner comprennent des galets formant des appuis pour la pièce à usiner et des moyens pour entraîner en rotation ces galets, 11. Unité d'usinage selon l'une des revendications 9 et 10, caracterisee par le fait qu'elle comprend des moyens pour mesurer le déplacement angulaire de la pièce à usinera