Brevet FR2736294A1 — publié le 19970110

PROCÉDÉ ET MACHINE A COMMANDE ÉLECTRIQUE POUR L'AFFUTAGE D'OUTILS L'invention concerne un procédé pour l'affûtage d'outils d'usinage, ainsi qu'une machine à commande élec- trique pour l'affûtage de tels outils. Des machines d'affûtage à commande numérique sont connues notamment d'après les demandes de brevets européens EP-A-0 611 630 et EP-A-0 072 887. La machine d'affûtage à commande numérique connue d'après la demande de brevet européen EP-A-0 611 630 comporte un porte-outil qui est translatable horizontalement dans la direction X et Y et qui peut pivoter autour d'un axe vertical. L'outil d'usina- ge devant être affûté peut pivoter dans le porte-outil autour de son axe longitudinal. L'élément d'affûtage est déplaçable verticalement ainsi que dans l'une des direc- tions horizontales et peut basculer autour d'un axe de bas- culement perpendiculaire à l'axe horizontal de translation. La machine d'affûtage connue d'après la demande de brevet européen 0 072 887 possède un porte-outil qui est translatable dans une direction horizontale et peut pivoter autour d'un axe vertical. L'outil d'usinage qui est retenu dans le porte-outil peut basculer autour d'un axe horizontal. L'élément d'affûtage est translatable dans une direction par rapport à la direction de translation hori- zontale et peut pivoter autour d'un axe vertical et d'un axe horizontal. Les machines d'affûtage d'outils, les perceuses, les fraiseuses et les raboteuses sont désignées sous l'expression machines-outils. Avec une machine d'affûtage d'outils, on traite des outils d'usinage (forets, fraises, lames de coupe,...) de manière qu'on puisse les réutiliser dans l'un des autres types de machines-outils. Une perceuse ou une fraiseuse, etc. peut usiner une pièce à usiner uni- quement avec la précision que permet l'outil d'usinage uti- lisé. Pour le réaffûtage de ces outils, qui possèdent en général un profil compliqué, il faut procéder par consé- quent avec la plus grande précision. C'est-à-dire qu'une machine pour la rectification d'outils requiert, conformé- ment aux connaissances techniques générales, par rapport aux autres machines-outils, des moyens pour réaliser un ajustement extrêmement précis et une association extrême- ment précise au moyen d'affûtage de l'outil d'usinage devant être affûté. Cette précision élevée est obtenue dans les demandes de brevets européens EP-A-0 611 630 et EP-A- 0 072 887 par le fait qu'on oriente de façon précise res- pectivement un seul outil pour l'élément d'affûtage direc- tement dans le poste d'usinage. La durée d'usinage pour un outil à affûter se compose par conséquent de la durée de chargement, de la durée d'ajustement, de la durée d'affûta- ge et de la durée de prélèvement. Une autre machine pour l'affûtage d'outils est connue d'après la demande de brevet européen EP-A- 0 011 256. La machine connue pour l'affûtage d'outils pos- sède une tête porte-broches rotative et plusieurs postes sur une table de travail. La tête porte-broches porte quatre broches dans lesquelles peut être serré respective- ment un outil devant être usiné, parmi une multiplicité d'outils ayant les mêmes dimensions géométriques. Les quatre postes sont agencés sous la forme d'un poste d'affûtage alternatif, de dépouillage à la meule, d'affûta- ge de rainures et d'affûtage de pointes. Les outils serrés dans les broches sont amenés par pivotement, à l'aide de la tête porte-broches pivotante, jusque dans les postes res- pectifs. Les trois postes d'usinage possèdent chacun un dispositif d'avance servant à aligner l'outil d'usinage sur l'outil serré respectivement dans une broche. Pour l'usina- ge, on déplace les outils dans un plan parallèle au plan de la broche. L'invention a pour but de réduire de façon déter- minante la durée d'usinage d'outils d'usinage qui doivent être affûtés et diffèrent les uns des autres, par rapport aux durées d'usinage intervenant dans les machines d'affû- tage connues. L'invention part du fait étonnant selon lequel également pour obtenir une grande précision d'affûtage sur un outil d'usinage devant être affûté, ce dernier n'a pas besoin d'être placé directement devant l'élément d'affûta- ge, mais en un lieu de chargement séparé, qui est éloigné du lieu d'affûtage, auquel cas l'outil retenu sur le lieu de chargement est alors amené, tout en conservant son orientation et sa fixation, dans la position d'affûtage. Étant donné que le lieu de chargement et le lieu d'affûtage sont séparés l'un de l'autre, le chargement et également l'orientation, dans la mesure o ils sont nécessaires, sont déjà exécutés pendant l'opération d'affûtage d'un autre outil. Ceci réduit de façon conséquente la durée totale d'usinage. Contrairement à la machine connue pour l'affûtage d'outils selon la demande de brevet européen EP-A- 0 011 256, à l'aide de laquelle on ne peut usiner, après l'alignement que des outils identiques, avec la machine pour l'affûtage d'outils selon l'invention, on peut usiner les uns à la suite des autres des outils différents. Dans le cas de la machine pour l'usinage d'outils connue d'après la demande de brevet européen EP-A-0 011 256, il n'est pas possible, contrairement à la machine selon l'invention, d'aligner pendant l'opération de rectification un nouvel outil qui possède des dimensions géométriques qui diffè- rent de celles de l'outil précédent. Mais, conformément à l'invention, on peut utiliser la durée servant à l'opération d'affûtage pour aligner l'autre outil consi- déré. Contrairement à l'invention, le poste d'usinage respectif conformément au brevet européen EP-A 0 011 256 est en outre orienté sur l'outil à usiner. Conformément à l'invention on réalise cependant l'orientation de l'outil uniquement dans le poste de réception. En outre conformé- ment à l'invention, dans une variante de réalisation préfé- rée on exécute une "transformation de coordonnées" à l'aide d'une commande numérique reliée à un dispositif de mesure situé dans le poste de réception. Conformément à l'invention, il n'existe plus aucun élément d'usinage (élé- ment d'affûtage) devant être orienté sur l'outil devant être usiné. L'élément d'usinage exécute simplement les déplacements nécessaires pour l'usinage. De même on peut associer au lieu de chargement, outre un élément de référence, un poste de mesure qui peut être utilisé de préférence également simultanément comme élément de référence. Contrairement aux machines connues pour l'usinage d'outils, lors de l'orientation et de l'ajustement de l'outil à usiner l'élément d'affûtage n'est plus "situé dans le chemin". L'outil est librement accessible. On peut mesurer de façon simple un outil déjà affûté à l'aide du poste de mesure, alors qu'un autre outil est déjà en cours d'usinage. Grâce à cet agencement selon l'invention, non seulement la durée totale d'usinage est réduite, mais il est en outre possible d'obtenir un travail plus simple et par conséquent plus précis. Grâce à la séparation du lieu d'usinage et du lieu de chargement ou du lieu de mesure, le produit d'affû- tage et le produit de refroidissement ne parviennent pas en ces endroits et également l'inhalation de ces produits est de ce fait fortement réduite dans le cas d'un charge- ment manuel. Dans le cas d'utilisation d'un élément de séparation entre le lieu d'affûtage et le lieu de charge- ment ou le lieu de mesure, cette perturbation peut cepen- dant être encore réduite de façon supplémentaire. De même, des éléments de mesure utilisés sur le lieu de mesure sont protégés de façon efficace par cet élément de séparation. Comme élément de séparation, on peut alors utiliser un simple rideau ou une porte automatique. Dans la machine pour l'usinage d'outils selon l'invention, seul l'outil à usiner est amené dans la posi- tion d'affûtage et y est retenu de façon fixe. L'élément d'affûtage exécute alors les déplacements nécessaires pour l'opération d'affûtage ("machine d'affûtage à bâti mobile"). Contrairement au logement mobile d'outil selon la demande de brevet européen EP-A-0 072 887 et de la demande de brevet européen EP-A-0 611 630, on obtient de ce fait une forme de réalisation nettement compacte. Par consé- quent, même dans le cas d'une utilisation pour l'affûtage de longs outils, on peut conserver à la machine d'affûtage selon l'invention des dimensions nettement plus petites que celles des machines connues. Un chargement avec les outils à affûter peut alors être exécuté avantageusement à l'aide de moyens net- tement "plus primitifs" et par conséquent meilleur marché que dans les machines d'affûtage connues, dans la mesure o même cela est possible. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 représente une vue de face d'une machine pour l'affûtage d'outils comportant un poste de mesure; - la figure 2 représente une vue en élévation latérale de la machine d'affûtage représentée sur la figure 1; - la figure 3 représente une vue en plan de cette machine d'affûtage; et - la figure 4 représente une vue de face d'une machine d'affûtage dans laquelle un poste de chargement à magasin est disposé, en tant que variante, à la place du poste de mesure. La machine pour l'affûtage d'outils qui est représentée sur les figures 1 à 3 comporte deux unités de réception la et lb pour les outils d'usinage 5a et 5b à affûter. Les outils d'usinage 5a et 5b sont ici représentés par exemple comme étant des fraises. Dans les deux unités de réception la et lb, chaque outil 5a ou 5b est retenu autour d'un axe horizontal 7a ou 7b. Les deux unités de réception la et lb sont disposéees en vis-à-vis l'une de l'autre en diagonale sur un plateau rotatif 3. Le plateau rotatif 3 peut tourner autour d'un axe vertical 9. De ce fait, les unités de réception la et lb, disposées sur le plateau rotatif 3, peuvent être déplacées entre un lieu l0a de chargement d'outils et un lieu lO0b d'affûtage d'outils. Le plateau rotatif 3 peut être agencé par exemple sous la forme de ce qu'on appelle un appareil en plusieurs parties, ici un appareil en deux parties. Les axes horizontaux 7a et 7b pour le basculement des outils 5a et 5b sont perpendicu- laires à l'axe de rotation 9, c'est-à-dire parallèles au plan de translation (en général la surface 8 du plateau rotatif) des outils 5a et 5b. Le lieu lO0b de l'affûtage des outils est situé au-dessous d'un bâti de machine 15 équipé d'éléments d'affûtage 17. Par exemple une unité de mesure 11 est ici disposée sur le lieu de chargement 10a. L'unité de mesure 11 en tant qu'élément de réfé- rence comporte, comme cela est indiqué seulement schémati- quement sur les figures 1 à 3, les éléments de mesure 19 à l'aide desquels on peut contrôler et régler d'une part la position de serrage de l'outil à affûter, ici l'outil 5a. Une position de l'élément de mesure 19 sur l'outil consi- déré à mesurer 5a et 5b est réglable, comme cela est indi- qué schématiquement sur la figure 2, par la flèche double , cette flèche n'indiquant pas qu'un réglage ou une translation est possible uniquement dans la direction X. Ici également les trois directions de coordonnées X, Y et Z sont possibles. Après l'opération d'affûtage, on peut alors vérifier, avec la même unité de mesure 11, si les cotes de l'outil affûté 5b sont respectées et, dans le cas o cela est nécessaire, on peut soumettre l'outil à une autre opération d'affûtage au moyen d'une rotation du pla- teau rotatif 3. L'unité de mesure 11 peut par exemple être équipée d'un projecteur de profil ou d'un dispositif d'exploration de coordonnées. Pour obtenir une référence précise, il suffit de connaître la position spatiale du réseau de l'unité de mesure 11 par rapport à l'unité de réception dans le poste de chargement et la position de zéro de l'élément d'affûtage par rapport à l'unité de réception sur le lieu d'affûtage. La "transformation de coordonnées" s'effectue avec l'unité de commande numérique mentionnée plus loin. L'élément d'affûtage 17 est déplaçable au moyen du bâti mobile 15 dans le sens de la hauteur (direction Z) ainsi que dans les deux directions horizontales X et Y et peut pivoter autour d'un axe vertical 21 (direction C). L'entraînement de l'élément d'affûtage 17 s'effectue par l'intermédiaire d'un mécanisme non représenté et d'un moteur électrique 23 monté sur le bâti 15. Les commandes de position de l'élément d'affûtage 17 dans les directions X, Y, Z et C s'effectuent à l'aide d'une unité de commande numérique 25 dans laquelle sont introduites les données d'affûtage. Sur la figure 4, à la place de l'unité de mesure 11, on a indiqué schématiquement un poste de chargement automatique 27 avec un déchargement à partir d'un magasin 29. Le poste de déchargement n'est ici pas représenté afin de ne pas charger la figure 4. Le plateau rotatif 31 uti- lisé sur la figure 4 possède trois unités 33a à 33c de réception d'outils (non représentées explicitement), dont seules sont représentées la position de chargement 33a et la position d'usinage 33b. Il se produit alors en perma- nence le chargement d'un outil, l'affûtage d'un outil et le déchargement d'un outil déjà affûté. On peut disposer un poste de mesure dans la posi- tion de chargement et/ou dans la position de prélèvement ou on peut également prévoir une quatrième position avec un poste de mesure particulier. A la place du plateau rotatif 3 ou 31, une unité de translation horizontale, non représentée, peut également exécuter l'avance des outils à affûter avec l'orientation mesurée, nécessaire pour l'opération d'affûtage. Mais dans le cas d'une avance horizontale, on n'a plus la forme de réalisation compacte avantageuse telle qu'elle est fournie par le plateau rotatif, notamment une table circulaire. Dans une forme de réalisation préférée, le lieu d'affûtage est équipé d'un capot (de préférence étanche aux projections d'eau, par exemple correspondant à la norme IP 54), afin qu'il ne sorte aucun fluide de refroidissement et d'usinage. De ce fait on obtient une protection remarquable du ou des éléments de mesure. De même, l'opérateur faisant fonctionner la machine ne peut plus respirer des brouil- lards chargés de poussières et de liquides. Pour pouvoir amener l'outil serré dans l'unité de réception respective, dans une position stable par rapport au lieu d'affûtage, un élément de séparation pouvant être ouvert est monté dans le capot. Cet élément de séparation que l'on peut ouvrir peut être alors simplement un rideau, dans une forme de réalisa- tion moins élaborée. De même on peut disposer une paroi de séparation qui se translate ou tourne conjointement sur le plateau rotatif. Mais de préférence on utilise des portes pouvant être ouvertes ou fermées automatiquement, notamment des portes coulissantes. A la place d'un seul lieu d'affûtage, comme cela est représenté sur les figures 1 à 4, on peut également disposer plusieurs lieux d'affûtage autour du plateau rota- tif. De même, ces derniers peuvent être équipés d'un capot étanche aux fluides d'affûtage et aux fluides de refroidis- sement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour affûter des outils d'usinage (5a,5b), caractérisé en ce qu'on oriente un premier outil (5a) devant être affûté dans un poste de chargement (10) éloigné pendant l'opération d'affûtage au lieu d'affûtage (10b) d'un second outil (5b) qui diffère notamment du pre- mier outil, sur le lieu d'affûtage (10b), en prenant réfé- rence par rapport à l'élément d'affûtage (17) au niveau du lieu d'affûtage (10b), qu'on amène ledit outil sans qu'il perde son orientation, jusqu'au lieu d'affûtage (10b) pour son usinage par affûtage, notamment sans orientation manuelle de l'élément d'affûtage sur l'outil considéré, et qu'on le retire du lieu d'affûtage (10b), une fois terminée l'opération d'affûtage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise un ajustement du premier outil (5a) devant être traité et/ou de préférence un contrôle d'au moins un second outil (5b), déjà traité, pendant l'usinage d'un autre outil à l'écart du lieu d'affûtage (0lob), de préférence au niveau du lieu de chargement (10a). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on déplace automatiquement, d'une manière programmée, l'élément d'affûtage (17) servant à usiner l'outil (5b) dans les trois directions de coordon- nées (X, Y, Z) et qu'on le fait basculer notamment au moins autour d'un premier axe (21) qui est de préférence perpen- diculaire à l'axe de rotation de l'élément d'affûtage (17). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait basculer l'outil (Sa), de préférence pour l'orienter, autour d'un second axe (7a,7b) qui est parallèle au plan (8) de translation des outils (5a,5b). 5. Machine à commande électrique pour l'affûtage d'outils pour la mise en oeuvre du procédé selon les reven- dications 1 à 4 prises dans leur ensemble, caractérisée en il ce qu'elle comporte deux unités de réception (la,lb) dont la position est variable pour des outils d'usinage (5a,5b) qui doivent être affûtés, notamment des outils d'usinage différents, et que le premier outil (5b) peut être retenu par une unité de réception (lb) dans une position d'affûtage par rapport à un élément d'affûtage (17) sur le lieu d'affûtage (lob), que l'autre outil (5a) peut être inséré, au moyen de l'autre unité de réception (la), en un lieu de chargement (10a) éloigné du lieu d'affûtage (lob), qu'en cet endroit, pour placer cet outil dans la position de traitement, on peut l'orienter par rapport à un élément de référence (11,19) et qu'on peut déplacer l'unité de réception (la) sur un trajet de déplacement de telle sorte qu'une fois amené sur le lieu d'affûtage (lob), l'outil (5a) est positionné d'une manière correcte pour l'affûtage, sans positionnement ultérieur, par rapport à l'élément d'affûtage (17) qui doit être aligné sur l'outil consi- dere. 6. Machine pour l'affûtage d'outils selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de séparation qui sépare un lieu d'affûtage et un lieu de mesure/de chargement l'un de l'autre de telle sorte que seul un pourcentage négligeable d'un agent d'affûtage et/ou d'un agent de refroidissement peut se dégager à par- tir du lieu d'affûtage (lOb) et parvenir notamment au lieu de mesure/de chargement. 7. Machine pour l'affûtage d'outils selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les uni- tés de réception (la,lb) sont disposées sur un plateau rotatif (3). 8. Machine pour l'affûtage d'outils selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que chaque outil (5a ou 5b) peut basculer, conjointement avec son unité de réception (la,lb), autour d'un axe (7a,7b) qui est parallèle à la direction de translation (8) entre le lieu d'affûtage et le lieu de chargement (0la,lOb). 9. Machine pour l'affûtage d'outils selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que seul l'élément d'affûtage (17) est déplaçable ("machine d'affûtage à bâti mobile") pendant l'opération d'affûtage, suivant les trois axes de coordonnées (X, Y, Z). 10. Machine pour l'affûtage d'outils selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, notamment selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'unité d'affûtage (17) est disposée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe (21) qui est notamment parallèle à la direction (Z) de réglage en hauteur. 11. Machine pour l'affûtage d'outils selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'à la machine est associée une unité de mesure (11), notamment en tant qu'élément de référence pour le contrôle de la position d'orientation et/ou des surfaces affûtées d'un outil (5a,5b) dans une unité de réception, de préfé- rence dans l'unité de réception située sur le lieu de char- gement.