Brevet FR2569136A1 — publié le 19860221

La présente invention est du do- maine de la confection des ébauches d'usinage, suivant un procédé d'apport de métal par soudage. Un dispositif de production, par- tielle ou totale, d'ébauches à usiner, au moyen d'apport de métal par soudage comprend un ensemble support de l'ébau- che, et au moins une tête de soudage pour appliquer le métal d'apport; il comporte en outre un châssis de moulage refroidi disposé de chaque côté de la paroi de l'ébauche confectionnée de façon à limiter cette paroi, ainsi que des moyens de production; un tel dispositif peut en outre comporter des moyens pour produire un mouvement relatif entre l'ensemble support de l'ébauche d'une part et la tête de soudage et les châssis de moulage d'autre part. On connait par un brevet US 3 558 846 un dispositif du type précité, dans lequel une pièce à usiner en forme de cylindre creux est produite sur une table rotative; ce dispositif met en oeuvre un châssis de moulage consistant en une pièce enveloppant la paroi de l'ébauche qui doit être façonnée des deux 'ctés à 'aide de deux machoires; plusieurs têtes de soudage sont affectées à ce châssis de moulage pour appliquer le métal d'apport; pendant que l'ébauche effectue une rotation le châssis de moulage et les têtes de soudage affectées à ce dernier sont mues parallèlement à l'axe longitudinal de l'ébauche au fur et à mesure que celle-ci se développe. Avec ce dispositif de l'art antérieur il n'est possible de produire que des corps de révolution uniformes à paroi d'épaisseur égale. On connait par ailleurs grâce au brevet DE 24 41 849 un procédé de production d'éléments de construction, par soudage électrique sous laitier. Suivant ce procédé un moule en métal en plusieurs parties est associé à un élément préformé de l'ébauche, et, dans le moule qui est fermé sur sa périphérie, on produit un bain de fusion pour compléter l'ébauche; puisque dans ce cas la forme de l'ébauche est prédéfinie par le moule en métal, chaque autre forme d'ébauche exige un autre moule métallique. La présente invention a pour but, au contraire, de proposer un dispositif grâce auquel des ébauches, ou autres pièces, de formes différentes peuvent être produites au moyen de soudage par superposi- tion. Ce but, nouveau a la connaissance de la Demande- resse, est atteind par un dispositif du type précité dans lequel, selon une caractéristique générale de l'invention, chaque châssis de moulage peut être actionné,indépendam- ment de l'autre perpendiculairement à la paroi de l'ébauche. Grâce à un dispositif de l'invention on peut fabriquer des ébauches qui jusqu'à présent se fabriquaient seulement au moyen de coulage, de forgeage, de soudage à partir de pièces détachées ou par enlèvement de copeaux pour leur donner une forme, par le fait que, avec les châssis de moulage, on peut donner aux parois des formes et des épaisseurs différentes. Le dispositif est surtout avantageux dans son utilisation pour produire un petit nombre d'ébauches d'une forme géométrique compliquée. Puisque les châssis de moulage prédéfinissent les contours des parois d'ébauches qui doivent être fabriquées, on peut obtenir une grande exactitude de la forme, qui éventuellement demande encore un polissage de sa surface en cas d'exigences plus élevées. - La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec les figures de la planches unique annexée dans laquelle: - La fig.1 illustre de façon schématique un dispositif de l'invention mettant en oeuvre un robot de soudage commandé par ordinateur et, - La fig.2 est une vue partielle de dessus, suivant la flèche II, et à échelle agrandie, d'une ébauche produite suivant des cordons de soudure disposés côte à côte. Sur la fig.1 un système CAO/FA0 (conception assistée par ordinateur/fabrication assistée par ordinateur) 2 est utilisé pour la définition, l'ordon- nancement et la fabrication de l'ébauche qui a été représentée dans la moitié inférieure de la figure, et qui est en cours de fabrication. Dans ce cas, dans une première phase de travail, la définition de l'ébauche 1, assistée par ordinateur 3, est réalisée sur un écran interactif 4 au moyen de données géométriques, mises en mémoire 5. Dans une deuxième phase de travail, l'ordonnan- cement de la pièce à usiner, assisté par ordinateur, est réalisé sur un écran 6, également interactif, en utili- sant des données technologiques et des ordonnancements, mémorisés dans une deuxième mémoire 7. Les données acquises pour la définition et l'ordonnancement sont transmises de l'ordinateur 3 à un robot de soudage 8 et à une installation support 9 de l'ébauche 1, sous forme d'instructions numériques. Le robot de soudage 8 est muni d'un support 10 pour une tête de soudage 12, qui évolue de façon oscillante suivant la double flèche 11. Des bras mobiles 13 sont disposés sur le support 10 guidant chaque fois des châssis de moulage 14 et 15. Le refroidissement des châssis de moulage 14 et 15 est indiqué par des conduites d'eau de refroidissement dessinées en traits pointillés. Les châssis de moulage 14 et 15 sont mobiles indépendamment l'un de l'autre, à l'aide des bras 13 suivant la double flèche 11. Ils peuvent aussi être inclinés, soulevés et déplacés vers le bas. Le robot 8 est en outre muni d'une installation 17 pour l'amenée du métal d'apport vers la tête de soudage 12. L'installation support 9 com- porte une table 18 de guidage en croix supportant une table rotative 19. Des mécanismes de commande non repré- sentés peuvent actionner la table de guidage en croix 18 dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre (double flèche 20) pendant que la table rotative 19 peut réaliser un mouvement rotatif (flèche 21). L'ébauche 1, représentée dans le schéma en coupe longitudinale, est exclusivement cons- truite par soudage par superposition; ceci signifie qu'elle est fabriquée au moyen d'une application d'un cordon de soudure 22 à côté d'un cordon de soudure 23, effectué en forme de méandres, dans un plan horizontal (fig.2). A cet effet, la tête de soudage 12 effectue un mouvement oscillant suivant la double flèche 11. La course du mouvement oscillant est prédéfinie per l'ordinateur 3 pour la largeur de la paroi de l'ébauche 24 qui doit être fabriquée. Les châssis de moulage 14 et 15 refroidis, qui sont disposés sur les deux côtés de la paroi 24 de l'ébauche, qui doit être fabriquée, limitent la masse fondue produite par la tête de soudage 12 et effectuent sa solidification à l'intérieur de la section transversale de la paroi en formation. La coordination des châssis de moulage 14 et 15, avec l'installation support 9, commandée par l'ordinateur 3, détermine, en relation avec la course de la tête de soudage 12, les dimensions et le contour de la section transversale de la paroi qui doit être fabriquée. Pour améliorer l'exactitude de la forme et la qualité de la surface de l'ébauche 1, on peut utiliser des châssis de moulage 15, tels qu'indiqués sur la fig.1 par des pointillés, qui sont particulièrement adaptés au contour de la partie de l'ébauche qui doit être fabriquée. Au point du retour du mouvement oscillant de la tête de soudage 12, la table circulaire 19, commandée par ordina- teur effectue un mouvement rotatif afin que le cordon de soudure suivant soit déposé à côté de celui qui vient d'être produit. La commande du robot de soudage 8 et de l'installation support 9 assure que la même quantité de métal d'apport est appliquée sur chaque unité de surface de la paroi de l'ébauche dans un plan horizontal. La construction de l'ébauche 1 s'effectue ainsi, abstraction faite de la couche des cordons de soudure 22, 23 en forme de méandres selon la fig.2, avec des couches de métal d'apport, se suivant et appliquées de manière vrillée. Selon le dispositif de l'inven- tion, on peut donc fabriquer des ébauches d'une forme régulière ou irrégulière, en produisant un mouvement relatif entre l'installation support 9 de l'ébauche 1, la tête de soudage 12 et les châssis de moulage 14 et 15, qui peuvent être actionnés indépendamment l'un de l'autre. R E V E N D I C A T I O N 1.- Dispositif de production, partielle ou totale, d'ébau- ches à usiner, au moyen d'apport de métal par soudage du type comprenant un ensemble support de l'ébauche, et au moins une tête de soudage pour appliquer le métal d'apport, et comportant en outre un châssis de moulage refroidi disposé de chaque côté de la paroi de l'ébau- che confectionnée de façon à limiter cette paroi, ainsi que des moyens de production, et pouvant comporter des moyens pour produire un mouvement relatif entre l'en- semble support de l'ébauche d'une part et la tête de soudage et les châssis de moulage d'autre part, carac- térisé: - en ce que chaque châssis de mou- lage 14 et 15 peut être actionné indépendamment de l'autre perpendiculairement à la paroi de l'ébauche en cours de formation.