Brevet FR2712220A1 — publié le 19950519

Outillage de tenue de pièces de formes complexes. La présente invention concerne un outillage de tenue d'une pièce de formes complexes dans un poste d'usinage. Pour l'usinage de pièces de formes complexes, il est nécessaire de disposer d'un grand nombre d'appuis, souvent équipés de "ventouses" à dépression ou électromagnétiques. Lorsque les pièces à usiner sont rigides, ces appuis sont constitués par une pluralité de vérins dont les tiges viennent en contact de la pièce préalablement posée sur ses points de référence et sont bloqués en position. Lorsque les pièces à usiner sont très déformables, on ne peut prendre appui sur elles, et il est donc nécessaire de positionner chaque tige de vérin individuellement. Cela a déjà été réalisé avec des outillages comportant des vérins dont les tiges sont positionnables verticalement avec une bonne précision. Ces vérins sont disposés en des positions connues en X et en Y et il en faut un grand nombre pour des pièces de faible épaisseur. Dans la solution connue, chaque vérin comporte une commande de déplacement de la tige de vérin par rapport au corps de cylindre, qui est asservie numériquement. Cette solution est donc très onéreuse. De manière à diminuer le nombre de vérins de l'outillage, certains constructeurs ont réalisé des outillages dont les vérins peuvent être déplacés automatiquement en X et en Y de façon à adapter le maillage des appuis à la pièce à usiner. Cette solution est elle aussi très onéreuse car, si elle utilise moins de vérins, elle fait appel à des supports de vérins réglables numériquement, individuellement en Y et, par groupes en X. EP-A-O 507 033 montre un mode de réalisation de la solution décrite cidessus dans lequel chaque vérin comporte son proprc moteur pour déplacer la tige de vérin à la bonne hauteur. L'objet de la présente invention est de proposer un outillage universel d'un prix très compétitif et d'une grande facilité de mise cn oeuvre, dans lequel le positionnement en hauteur de chaque tige de vérin par rapport au corps de cylindre correspondant peut être réalisé par un seul organe extérieur positionnable numériquement en X, Y et Z et qui peut être monté: - soit sur le portique mobile d'usinage et, dans ce cas, on peut avantageusement utiliser la tête d'usinage, - soit sur un portique indépendant, et plus léger, du portique d'usinage et pouvant donc procéder au positionnement d'une partie des vérins pendant l'usinage. Cet organe de commande extérieur comprend une tête capable à la fois de positionner le vérin et de lui transmettre l'ordre de blocage, soit par une pression hydraulique ou pneumatique, soit par un effort transmis à un organe interne du vérin. Par exemple, si on utilise la tête de fraisage, on pourra profiter de la tirette de blocage d'outil. L'invention concerne donc un outillage de tenue d'une pièce de formes complexes au-dessus d'une base, du type comportant un maillage d'une pluralité de vérins supportés par ladite base, chacun desdits vérins comportant un corps de cylindre monté sur ladite base, un ensemble mobile constitué d'un piston monté coulissant dans ledit corps de cylindre et d'une tige de vérin qui est solidaire dudit piston et qui présente à son extrémité supérieure une tête de vérin destinée à servir d'appui à ladite pièce, et des moyens pour positionner et immobiliser à la demande ledit ensemble mobile par rapport audit corps de cylindre. L'outillage selon l'invention est caractérisé par le fait que les moyens pour positionner et immobiliser à la demande l'ensemble mobile par rapport au corps de cylindre comportent: des moyens de blocage destinés à bloquer au moins temporairement ledit ensemble mobile par rapport audit corps de cylindre, des moyens de commande desdits moyens dc blocage permettant, soit de libérer lesdits moyens de blocage, afin de permettre le déplacement dudit ensemble mobile par rapport audit corps de cylindre, soit de mettre lesdits moyens de blocage dans la position de blocage, par le fait que lesdits moyens de commande sont actionnables à partir de ladite tête de vérin par un organe de commande extérieur audit outillage, positionnable en X, Y et Z et en appui sur ladite tête de vérin, et par le fait qu'il est prévu des moyens pour maintenir ledit ensemble mobile en appui sur ledit organe de commande, lorsque lesdits moyens de blocage~sont libérés. Cette conception de l'outillage permet de positionner et immobiliser chaque vérin à la bonne hauteur. ll suffit de placer l'organe de commande extérieur, qui peut être une tête de fraisage par exemple, en appui sur la tête du vérin à régler. L'organe de commande extérieur actionne les moyens de commande pour libérer les moyens de blocage. Le déplacement vertical de l'organe de commande permet de positionner la tête de vérin à la bonne hauteur, car l'ensemble mobile suit l'organe de commande, lorsque les moyens de blocage sont libérés. L'organe de commande extérieur actionne ensuite les moyens de commande pour mettre les moyens de blocage dans la position de blocage. L'organe de commande étant positionnable en X, Y et Z, la solution proposée permet d'éliminer les moyens de positionnement propres à chaque vérin de l'art antérieur. Cette conception permet outre de grouper les vérins dans des outillages modulaires, amovibles et faciles à transporter, puisqu'ils ne comprennent que les vérins, éventuellement un groupe hydraulique avec très peu d'électrovannes et un groupe à vide. Le raccordement à la machine d'usinage est très facile, car il nécessite peu de connexions électriques ou pneumatiques. Le positionnement de l'organe de commande extérieure est facilement obtenu par des "locatings". Bien que nécessitant une mise en oeuvre un peu plus longue, du fait du positionnement individuel des vérins, la rentabilité de l'outillage proposé est excellente, compte tenu de son faible coût et de sa mobilité. Avantageusement les moyens de blocage comportent une douille de blocage déformable entourant la tige de vérin et prenant appui par l'une de ses extrémités sur l'ensemble mobile, ladite douille de blocage étant susceptible de coulisser dans le corps de cylindre en l'absence de contrainte et de se bloquer par friction dans le corps de cylindre, lorsqu'elle est soumise à une force axiale, et des moyens de mise en contrainte de ladite douille de blocage, lesdits moyens de mise en contrainte prenant appui sur l'élément mobile et exerçant un effort sur l'extrémité mobile de ladite douille de blocage. Selon un premier mode de réalisation, les moyens de mise en contrainte de la douille de blocage comportent un ressort. Dans ce premier mode de réalisation, les moyens de commande desdits moyens de blocage comportent un attelage mobile interposé entre la douille de blocage et le ressort et une tige de commande disposée dans un alésage ménagée dans la tige de vérin et débouchant dans la tête de vérin, ladite tige de commande étant liée audit attelage et présentant une extrémité qui émerge de la tête de vérin et qui comporte une tirette pour l'actionnement de la tige de commande par l'organe de commande extérieur, ce dernier étant susceptible d'exercer sur la tige de commande un effort dirigé vers le haut dans le sens opposé à l'effort exercé par le ressort sur la douille de blocage, afin de libérer lesdits moyens de blocage et de maintenir l'ensemble mobile en appui sur l'organe de commande. Selon un deuxième mode de réalisation, les moyens de mise en contrainte de la douille de blocage comportent une chambre annulaire ménagée entre le piston et un bague d'étanchéité montée coulissante sur la tige de vérin et en appui sur l'extrémité mobile de la douille de blocage et des moyens pour relier ladite chambre à une source de fluide sous pression. Les moyens pour relier ladite chambre à une source de fluide sous pression comprennent un premier conduit ménagé dans ledit piston et mettant en communication ladite chambre avec la chambre inférieure du vérin, ladite chambre inférieure étant susceptible d'être reliée à ladite source de fluide sous pression ou mise hors pression. Les moyens de commande desdits moyens de blocage comportent une valve disposée dans un deuxième conduit traversant ledit premier conduit et communiquant avec un alésage borgne ménagé dans la tige de vérin et débouchant dans la tête de vérin, ladite valve étant prévue pour obturer ledit premier conduit en l'absence de pression dans ledit premier conduit et ledit alésage borgne sous l'action de moyens élastiques, pour dégager le premier conduit en cas de pression dans ledit alésage borgne fournie par l'organe de commande, pour se maintenir dans la position dégagée en cas de pression dans ledit conduit, et pour empêcher en permanence la communication entre le premier conduit et ledit alésage borgne. Ladite valve est constituée avantageusement par un piston étagé dont la portion de faible diamètre obture le passage entre le premier conduit et l'alésage borgne. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre un module d'un outillage selon l'invention, la figure 2 montre une coupe d'un vérin selon un premier mode de réalisation, la figure 3 est une coupe d'un vérin selon un deuxième mode de réalisation, la figure 4 montre à plus grande échelle les moyens de blocage et les moyens de commande du vérin de la figure 3, la figure 5 montre à grande échelle une valve du vérin de la figure 3 en position fermée et la figure 6 montre la même valve en position ouverte. Les dessins montrent un outillage 1 qui comporte essentiellement une base rigide 2 sur laquelle est montée une pluralité de vérins 3 disposés en rangs et en colonnes. Chaque vérin 3 comporte, de manière connue, un corps de cylindre 4 fixé sur la base 2, et un ensemble mobile 5 constitué d'un piston 6 monté coulissant dans le corps de cylindre 4 et une tige de vérin 7 solidaire du piston 6, dont l'extrémité supérieure 8 émerge de la face supérieure 9 du corps de cylindre 4 et présente une tête de vérin 10 destinée à servir de point d'appui à une pièce de formes complexes à usiner. Cette tête de vérin 10 peut être équipée d'une ventouse à dépression 11. Chaque vérin comporte de plus des moyens 12 pour positionner et immobiliser à la demande l'ensemble mobile 5 par rapport au corps de cylindre 4. Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 2, les moyens 12 comportent une douille de blocage déformable 13 entourant la tige de vérin 7 et dont l'extrémité inférieure est en appui sur la face supérieure 14 du piston. L'extrémité supérieure 15 de la douille de blocage 13 est mobile et en appui sur un attelage mobile 16 qui comporte des bras radiaux 17 traversant des ouvertures 18 ménagées dans la tige de vérin 7, cette dernière comportant un alésage longitudinal 19 qui débouche dans la tête de vérin 10. Une tige de commande 20 est disposée dans l'alésage 19. Cette tige de commande 20 comporte une extrémité supérieure 21 qui émerge dans la tête de vérin 10 et qui est munie d'une tirette 22 dont l'utilisation sera expliquée plus loin. L'extrémité inférieure 23 de la tige de commande 20 est disposée dans la chambre inférieure 24 du vérin 3. Un ressort de compression 25 est interposé entre la face inférieure 26 du piston 6 et un écrou 27 fixé à l'extrémité inférieure 23 de la tige de commande 20. La tige de commande 20 est liée aux bras radiaux 17 de l'attelage mobile 16. Le ressort de compression 25 exerce un effort sur la tige de commande 20 qui se transmet par l'attelage mobile 16 à l'extrémité supérieure 15 de la douille de blocage 13. Cette dernière est réalisée de telle manière qu'en l'absence de contrainte, elle puisse coulisser librement dans le corps de cylindre 4. En revanche, lorsque le ressort de compression 25 exerce une traction sur la tige de commande 20, la douille de blocage 13 se déforme et se bloque par friction dans le corps de cylindre 4, immobilisant ainsi l'ensemble mobile 5 par rapport au corps de cylindre 4. Normalement, en l'absence de force antagoniste exercée sur la tirette 22, le vérin représenté sur la figure 2 est toujours en position immobilisée. Pour libérer la contrainte sur la douille de blocage 13, on exerce sur la tirette 2 une force dirigée vers le haut à l'aide d'un organe de commande extérieur qui prend appui sur la tête de vérin 10. Ceci peut être effectué avantageusement par la tirette de blocage d'outil de la tête de fraisage d'une machine outil équipée de commandes numériques en X, Y et Z. Lorsque la douille de blocage 13 est libérée, le déplacement vertical de l'organe de commande extérieur permet de positionner la tête de vérin à la hauteur souhaitée. Lorsque l'organe de commande lâche la tirette 22, le ressort 23 exerce une contrainte sur la douille de blocage 13, ce qui immobilise l'ensemble mobile 5 par rapport au corps de cylindre 4. La chambre inférieure 24 du vérin 3 peut être reliée à une source à vide, afin de mettre la ventouse 11 sous vide, lorsque la pièce est en appui sur la tête de vérin 10. Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 6, les moyens 12 comportent également une douille de blocage 13 dont l'extrémité supérieure est en appui sur un épaulement annulaire 30 solidaire de la tige de vérin 7 et dont l'extrémité inférieure mobile 15 est en appui sur une bague d'étanchéité 31 montée coulissante sur la tige de vérin 7. Une chambre annulaire 32 est aussi ménagée entre la bague d'étanchéité 31 et le piston 6. Un premier conduit 33, ménagé dans le piston 6 met en communication la chambre 31 avec la chambre inférieure 24 du vérin 3, cette dernière pouvant être mise en communication soit avec une source de fluide sous pression P soit avec l'extérieur grâce à un robinet 34. Le premier conduit 33 peut être obturé par une valve 35 montée coulissante dans un deuxième conduit 36 et chargée par un ressort 36a. Ce deuxième conduit 36 communique avec un alésage borgne 37 ménagé dans la tige de vérin 7 et débouchant dans la tête de vérin 10. Un tube télescopique 38 est prévu dans l'alésage borgne 37. Ce tube télescopique permet de relier la ventouse 11 à une source à vide V. Comme on le voit clairement sur les figures 5 et 6, la valve 35 se présente sous la forme d'un piston étagé dont la portion de faible diamètre obture en permanence le passage entre le premier conduit 33 et l'alésage borgne 37. La force du ressort 36a est calculée de telle manière qu'en l'absence de pression dans le premier conduit 33 et dans l'alésage borgne 37, la valve 35 obture le premier conduit 33. Lorsque l'alésage borgne 37 est mis sous pression par un organe de commande extérieur en appui sur la tête de vérin 10, la valve 35 dégage le premier conduit 33. La chambre 32 est alors en communication avec la chambre inférieure 24 du vérin 3. Si cette dernière est sous pression, la douille de blocage 13 se met en position de blocage. La pression dans le premier conduit 33 permet de maintenir la valve 35 en position ouverte même en cas d'absence de pression dans l'alésage borgne 37. Avec le vérin représenté sur les figures 3 à 6, il est possible de remonter au maximum tous les vérins en même temps. Pour cela, on met le robinet 34 en liaison avec l'extérieur. il se crée une dépression dans les chambres 32 et 24. La douille de blocage 13 est libérée, la valve 35 se ferme. En remettant le robinet 34 en liaison avec la source de pression P, la chambre inférieure 24 est sous pression ce qui remonte l'ensemble mobile 5, car la valve 35 reste fermée. Au moyen d'un organe de commande extérieur en appui sur la tête de vérin, il est possible de redescendre l'ensemble mobile 5 à la hauteur désirée. L'organe de commande met alors l'alésage borgne 37 sous pression, la valve 35 s'ouvre, la chambre 32 est sous pression et la douille de blocage 13 immobilise l'ensemble mobile 5 dans le corps de cylindre 4. L'ensemble mobile 5 restera immobilisé tant que la chambre inférieure 24 restera sous pression. REVENDICATIONS 1. Outillage de tenue d'une pièce de formes complexes au-dessus d'une base (2), du type comportant un maillage d'une pluralité de vérins (3) supportés par ladite base (2), chacun desdits vérins (3) comportant un corps de cylindre (4) monté sur ladite base, (2) un ensemble mobile (5) constitué d'un piston (6) monté coulissant dans ledit corps de cylindre (4) et d'une tige de vérin (7) qui est solidaire dudit piston (6) et qui présente à son extrémité supérieure (8) une tête de vérin (10) destinée à servir d'appui à ladite pièce, et des moyens (12) pour positionner et immobiliser à la demande ledit ensemble mobile (5) par rapport audit corps de cylindre (4), caractérisé par le fait que les moyens (12) pour positionner et immobiliser à la demande l'ensemble mobile (5) par rapport au corps de cylindre (4) comportent: des moyens de blocage destinés à bloquer au moins temporairement ledit ensemble mobile (5) par rapport audit corps de cylindre (4), des moyens de commande desdits moyens de blocage permettant, soit de libérer lesdits moyens de blocage, afin de permettre le déplacement dudit ensemble mobile (5) par rapport audit corps de cylindre (4), soit de mettre lesdits moyens de blocage (13) dans la position de blocage, par le fait que lesdits moyens de commande sont actionnables à partir de ladite tête de vérin (10) par un organe de commande extérieur audit outillage, positionnable en X, Y et Z et en appui sur ladite tête de vérin (10), et par le fait qu'il est prévu des moyens pour maintenir ledit ensemble mobile (5) cn appui sur ledit organe de commande, lorsque lesdits moyens de blocage sont libérés. 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de blocage comportent une douille de blocage déformable (13) entourant la tige de vérin (7) et prenant appui par l'une de ses extrémités sur l'ensemble mobile (5), ladite douille de blocage (13) étant susceptible de coulisser dans le corps-de cylindre (4) en l'absence de contrainte et de se bloquer par friction dans le corps de cylindre (4), lorsqu'elle est soumise à une force axiale, et des moyens (25, 32) de mise en contrainte de ladite douille de blocage (13), lesdits moyens de mise en contrainte prenant appui sur l'élément mobile (5) et cxerçant un effort sur l'extrémité mobile (15) de ladite douille de blocage (13). 3. Outillage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de mise en contrainte de la douille de blocage (13) comportant un ressort (25). 4. Outillage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de commande desdits moyens de blocage (13) comportent un attelage mobile (16) interposé entre la douille de blocage (13) et le ressort (25) et une tige de commande (20) disposée dans un alésage (19) ménagée dans la tige de vérin (7) et débouchant dans la tête de vérin (10), ladite tige de commande (20) étant liée audit attelage (16) et présentant une extrémité (21) qui émerge de la tête de vérin (10) et qui comporte une tirette (22) pour l'actionnement de la tige de commande (20) par l'organe de commande extérieur, ce dernier étant susceptible d'exercer sur la tige de commande (20) un effort dirigé vers le haut dans le sens opposé à l'effort exercé par le ressort (25) sur la douille de blocage (13), afin de libérer lesdits moyens de blocage (13) et de maintenir l'ensemble mobile (5) en appui sur l'organe de commande. 5. Outillage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens dc mise en contrainte de la douille de blocage (13) comportent une chambre annulaire (32) ménagée entre le piston (6) et un bague d'étanchéité (31) montée coulissante sur la tige de vérin (7) et en appui sur l'extrémité mobile (15) de la douille de blocage (13) et des moyens pour relier ladite chambre (32) à une source de fluide sous pression (P). 6. Outillage selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens pour relier ladite chambre (32) à une source de fluide sous pression (P) comprennent un premier conduit (33) ménagé dans ledit piston (6) et mettant en communication ladite chambre (32) avec la chambre inférieure (24) du vérin (3), ladite chambre inférieure (24) étant susceptible d'être reliée à ladite source de fluide sous pression (P) ou mise hors pression. 7. Ouillage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de commande desdits moyens de blocage (13) comportent une valve (35) disposée dans un deuxième conduit (36) traversant ledit premier conduit (33) et communiquant avec un alésage borgne (37) ménagé dans la tige de vérin (7) et débouchant dans la tête de vérin (10), ladite valve (35) étant prévue pour obturer ledit premier conduit (33) en l'absence de pression dans ledit premier conduit (33) et ledit alésage borgne (37) sous l'action de moyens élastiques (36a), pour dégager le premier conduit (33) en cas de pression dans ledit alésage borgne (37) fournie par l'organe de commande, pour se maintenir dans la position dégagée en cas de pression dans ledit premier conduit (33), et pour empêcher en permanence la communication entre le premier conduit (33) et ledit alésage borgne (37). 8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite valve (35) est constituée par un piston étagé dont la portion de faible diamètre obture le passage entre le premier conduit (33) et l'alésage borgne (37).