Brevet FR2728493A1 — publié le 19960628

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de rattrapage d'usure d'un outil de rodage d'une pièce sur une machine de rodage, notamment d'un rodoir expansible pour alésages. On connaît un tel dispositif selon lequel un poignard entraîné par le piston d'un vérin solidaire du bâti de la machine de rodage est équipé de cônes assurant l'expansion, à chaque cycle de rodage, de bâtonnets abrasifs ou pierres du rodoir pour l'usinage de la pièce. Selon le dispositif connu ci-dessus, le vérin manoeuvrant le poignard portant les cônes d'expansion est commandé de façon à revenir toujours au même point de départ du cycle de rodage. Ceci a pour inconvénient que, du fait qu'à chaque passe de rodage les abrasifs s'usent, la course nécessaire du poignard pour aboutir à l'usinage d'alésages au même diamètre final s'allongera progressivement de cycle en cycle, se traduisant ainsi par un temps de cycle variable et une qualité d'usinage variable en fonction de la course du piston du vérin d'expansion. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus des dispositifs connus en proposant un procédé et un dispositif de rattrapage d'usure de l'outil de rodage permettant d'obtenir un cycle d'usinage constant tout au long de la durée de vie des abrasifs qui est d'environ 300 pièces usinées pour une usure d'environ 18 mm au diamètre du rodoir. A cet effet, selon l'invention, le procédé de rattrapage d'usure d'un outil de rodage d'une pièce sur une machine de rodage, notamment d'un rodoir expansible pour alésages, o les bâtonnets abrasifs ou pierres de rodoir subissent à chaque cycle de rodage une expansion par un poignard de poussée à cônes d'expansion entraîné par un piston du vérin, est caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la valeur de position, à partir d'une origine de cycle de rodage, du poignard à la fin de chaque cycle de rodage à laquelle la pièce est entièrement usinée et retrancher à la valeur mesurée de position du poignard une 2 2728493 valeur constante de course de dégonflage du rodoir pour obtenir une nouvelle origine du cycle de rodage suivant. Le procédé consiste également à déterminer préalablement la valeur de course constante de dégonflage du rodoir. Le dégonflage du rodoir est commandé jusqu'à atteindre la nouvelle origine calculée du cycle de rodage suivant. L'invention propose également un dispositif de rattrapage d'usure d'un outil de rodage d'une pièce sur une machine de rodage, notamment d'un rodoir expansible pour alésages, comprenant un vérin solidaire du bâti de la machine de rodage, un poignard entraîné par le piston du vérin et équipé de cônes assurant l'expansion, à chaque cycle de rodage, des bâtonnets abrasifs ou pierres du rodoir pour l'usinage de la pièce et qui est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer, à partir d'une origine de cycle de rodage, la valeur de position du poignard à la fin de chaque cycle de rodage o la pièce est entièrement usinée et retrancher à la valeur mesurée de position du poignard une valeur de course constante de dégonflage du rodoir pour obtenir une nouvelle origine du cycle de rodage suivant. De préférence, les moyens de mesure précités comprennent un élément solidaire du piston du vérin précité permettant de repérer la position du poignard et un capteur disposé en face de l'élément de repérage de façon à fournir une valeur de distance séparant l'élément de repérage du capteur proportionnelle à la position du piston par rapport au corps du vérin. Avantageusement, l'élément de repérage comporte une partie inclinée relativement à l'axe longitudinal du vérin et le capteur est fixé au corps du vérin en étant également incliné parallèlement à la partie inclinée de l'élément de repérage. Les moyens permettant d'obtenir la nouvelle origine d'un cycle de rodage comprennent un moyen mémoire mémorisant la valeur de course constante de dégonflage précitée et un moyen de calcul effectuant, à la fin de chaque cycle de 3 2728493 rodage, la différence entre la valeur de distance fournie par le capteur représentative de la position du poignard et la valeur mémorisée de course constante de dégonflage. Avantageusement, les moyens mémoire et de calcul précités font partie d'un automate de commande et de contrôle des cycles de rodage. De préférence, le capteur est du type analogique et est relié au moyen de calcul précité par l'intermédiaire d'un circuit de conversion analogique-numérique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un vérin de commande d'expansion et de dégonflage de bâtonnets abrasifs ou pierres d'un rodoir expansible; - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du vérin de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique représentant le principe de mesure du déplacement du poignard d'expansion des bâtonnets abrasifs; et -la figure 4 est un graphe représentant la position du poignard en fonction du temps. En se reportant aux figures, la référence 1 désigne un vérin hydraulique fixé au bâti d'une machine de rodage (non représentée) et destiné lors de chaque cycle de rodage à commander l'expansion des bâtonnets abrasifs ou pierres 2 d'un rodoir expansible pour usiner des alésages à un diamètre final déterminé et la rétraction ou dégonflage des bâtonnets abrasifs 2 une fois l'usinage terminé. Un tel vérin i est déjà connu en soi et seules les parties essentielles de celui-ci seront décrites ci-dessous en liaison avec l'invention. 4 2728493 Le vérin 1 comprend un piston 3 mobile axialement dans le corps 4 du vérin entre une position haute représentée en figure 2 et une position basse en injectant de l'huile sous pression dans une chambre annulaire supérieure 5 pour le mouvement de descente du piston 3 et une chambre annulaire inférieure 6 pour le mouvement de remontée de ce piston. Le piston 3 entraîne en translation une pièce longiligne formant poignard 7 dont une extrémité comporte des cônes 8 d'expansion ou d'écartement, dans une direction radiale, des bâtonnets abrasifs 2 par l'intermédiaire d'un poussoir 8a. L'autre extrémité du poignard 7 est fixée, par exemple par vissage, à une plaque transversale 9 solidaire du piston 3. Selon l'invention, le piston 3 comporte, solidaire de celui-ci, un élément de repérage 10 faisant saillie à l'extérieur du vérin 1 au travers d'une fenêtre 11 du corps 4 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du vérin 1. L'élément de repérage 10 comporte une partie formant rampe 12 inclinée par rapport à l'axe longitudinal du corps 4 du vérin et convergeant vers la partie supérieure du vérin 1 au vu des figures 1 et 2. Un capteur analogique 13 est fixé au corps 4 du vérin 1 par l'intermédiaire d'une patte de fixation 14 en étant également incliné relativement à l'axe longitudinal du vérin 1 parallèlement à la partie formant rampe 12 de l'élément de repérage 10 et faisant face à cette partie. L'ensemble constitué par l'élément de repérage 10 et le capteur analogique 13 constitue un moyen de mesure de la position du piston 3 et donc du poignard 7 relativement au corps 4 du vérin 1. Plus précisément, le capteur 13 mesure une valeur de distance d entre lui- même et la partie formant rampe 12 de l'élément de repérage 10 proportionnelle à la position du poignard 7 par rapport au corps 4 du vérin. Dans le but du rattrapage d'usure des bâtonnets abrasifs 2 du rodoir, le dispositif de l'invention comprend également un circuit électronique schématiquement représenté en 15 à la figure 2 comprenant une mémoire dans laquelle est 2728493 mémorisée une valeur constante de course dite de dégonflage du rodoir, c'est-à-dire une valeur de course constante de retour du poignard 7 après achèvement de l'opération d'usinage d'un alésage au diamètre final souhaité. Ce dégonflage s'accompagne d'un rapprochement radial des bâtonnets abrasifs 2 vers l'axe longitudinal du poignard 7. Le circuit électronique 15 est relié au capteur analogique 13 et peut comporter un convertisseur qui convertit sous forme numérique les valeurs analogiques mesurées de distance d entre le capteur 13 et l'élément de repérage 10. Le circuit électronique 15 est également adapté pour calculer, à la fin de chaque cycle de rodage o l'opération d'usinage de l'alésage au diamètre final souhaité est effectuée, la différence entre la valeur de position relativement au corps 4 du vérin 1 du poignard 7 et la valeur de course constante de dégonflage du rodoir de façon à obtenir une nouvelle origine du cycle de rodage suivant comme cela ressortira mieux de la description qui va suivre. De préférence, le circuit électronique 15 fait partie de l'automate (non représenté) commandant et contrôlant les cycles de rodage des alésages. Dans le cas o le convertisseur analogique-numérique est associé au capteur analogique 13, ce dernier peut être raccordé aisément à des cartes d'entrée d'automates classiques. Le principe de rattrapage de l'usure des bâtonnets abrasifs du rodoir lors de l'usinage d'alésages va être maintenant expliqué en se référant notamment à la figure 4. L'automate commande le déplacement du piston 3 à partir de sa position supérieure d'origine ou point de départ du premier cycle de rodage, ce qui s'accompagne d'un déplacement concomitant en translation du poignard 7 relativement au corps 4 du vérin. Le déplacement du poignard 7 produit une expansion des bâtonnets abrasifs 2 en les poussant radialement hors de l'axe du poignard 7 comme symbolisé par la double flèche en figure 2 jusqu'à ce que les bâtonnets abrasifs 2 aient usiné l'alésage correspondant à un diamètre ou cote théorique souhaité correspondant à la fin du cycle de 6 2728493 rodage. Le déplacement du poignard 7 à la fin de ce cycle de rodage est déterminé en mesurant la distance d entre le capteur 13 et la partie inclinée 12 de l'élément de repérage représentée en pointillés en figure 2 à une position qui correspond à la position du poignard 7 à la fin du cycle de rodage. La figure 4 montre la course d'expansion du poignard 7 de durée t1 de la position de départ P0 du poignard 7 à sa position P1 de fin de cycle d'usinage de l'alésage correspondant. A cette fin de cycle, le circuit 15 effectue la différence entre la valeur correspondante mesurée d par le capteur analogique 13 et la valeur mémorisée de course constante de dégonflage du rodoir pour calculer une nouvelle origine ou nouveau point de départ du cycle de rodage suivant. L'automate commande alors le dégonflage du rodoir, c'est-à-dire le retour du poignard 7 jusqu'à atteindre le nouveau point de départ calculé du cycle de rodage suivant. En modifiant l'origine de chaque cycle de rodage et donc le point de départ du piston 3 de la manière exposée ci-dessus, on s'affranchit de l'usure des bâtonnets abrasifs 2 à chaque passe de rodage de sorte que tous les cycles de rodage sont pratiquement constants en temps. La figure 4 montre le nouveau point de départ calculé P'o du poignard 7 pour un nouveau cycle suivant de rodage, la distance u entre Po' et Po étant représentative de l'usure des bâtonnets abrasifs du rodoir, Vc symbolisant la valeur constante de dégonflage intervenant entre les instants t1 et t2. Le procédé de rattrapage d'usure des abrasifs d'un outil de rodage conforme à l'invention permet donc d'éliminer efficacement l'inconvénient des procédés antérieurs connus selon lesquels le poignard portant les cônes d'expansion revenait toujours au même point de départ, ce qui allongeait progressivement, durant les cycles de rodage, la course nécessaire du poignard pour usiner les alésages au même diamètre théorique final. 7 2728493 REVENDICATIONS 1. Procédé de rattrapage d'usure d'un outil de rodage d'une pièce sur une machine de rodage, notamment d'un rodoir expansible pour alésages, o les bâtonnets abrasifs ou pierres du rodoir subissent à chaque cycle de rodage une expansion par un poignard de poussée à cônes d'expansion entraîné par un piston d'un vérin, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la valeur de position, à partir d'une origine de cycle de rodage, du poignard (7) à la fin de chaque cycle de rodage à laquelle la pièce est entièrement usinée et retrancher à la valeur mesurée de position du poignard (7) une valeur constante de course de dégonflage du rodoir pour obtenir une nouvelle origine du cycle de rodage suivant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer préalablement la valeur de course constante de dégonflage du rodoir. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à commander le dégonflage du rodoir jusqu'à atteindre la nouvelle origine calculée du cycle de rodage suivant. 4. Dispositif de rattrapage d'usure d'un outil de rodage d'une pièce sur une machine de rodage, notamment d'un rodoir expansible pour alésages, comprenant un vérin (1) solidaire du bâti de la machine de rodage, un poignard (7) entraîné par le piston (3) du vérin (1) et équipé de cônes (8) assurant l'expansion, à chaque cycle de rodage, des bâtonnets abrasifs ou pierres (2) du rodoir pour l'usinage de la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (10, 13 ) pour mesurer, à partir d'une origine de cycle de rodage, la valeur de position du poignard (7) à la fin de chaque cycle de rodage o la pièce est entièrement usinée et retrancher à la valeur mesurée de position du poignard (7) une valeur de course constante de dégonflage du rodoir pour obtenir une nouvelle origine du cycle de rodage suivant. 8 2728493 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure précités comprennent un élément (10) solidaire du piston (3) du vérin (1) permettant de repérer la position du poignard (7) et un capteur (13) disposé en face de l'élément de repérage (10) de façon à fournir une valeur de distance (d) séparant l'élément de repérage (10) du capteur (13) proportionnelle à la position du piston (3) par rapport au corps (4) du vérin (1). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de repérage (10) comporte une partie (12) inclinée relativement à l'axe longitudinal du vérin (1) et le capteur (13) est fixé au corps (4) du vérin (1) en étant également incliné parallèlement à la partie inclinée (12) de l'élément de repérage (10). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens (15) permettant d'obtenir la nouvelle origine d'un cycle de rodage comprennent un moyen mémoire mémorisant la valeur de course constante de dégonflage précitée et un moyen de calcul effectuant, à la fin de chaque cycle de rodage, la différence entre la valeur de distance (d) fournie par le capteur (13) représentative de la position du poignard (7) et la valeur mémorisée de course constante de dégonflage. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens mémoire et de calcul précités font partie d'un automate de commande et de contrôle des cycles de rodage. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur (13) précité est du type analogique. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur analogique (13) est relié au moyen de calcul précité par l'intermédiaire d'un circuit de conversion analogique-numérique.