Brevet FR2743015A1 — publié le 19970704

La présente invention se rapporte à une machine à portique mobile utilisée pour l'usinage de pièces de grandes dimensions. Elle concerne plus précisément une machine à portique mobile comportant deux montants reposant sur un banc par l'intermédiaire de glissières parallèles définissant un axe longitudinal X, le déplacement desdits montants selon ledit axe X étant commandé respectivement par des chaînes cinématiques X1, X2, pilotées par une commande numérique, et une traverse reliant lesdits deux montants, ledit portique étant susceptible de porter des têtes d'usinage sur chaque montant, mobiles selon des axes Y et Z. Dans les machines à portique actuelles, la traverse peut être fixe par rapport aux montants ou mobile verticalement, mais les chaînes cinématiques X1 et X2 sont synchronisées, afin de permettre le déplacement à l'unisson des deux montants et de la traverse selon l'axe des X. La caractéristique fondamentale des machines existantes à portique est que toutes les têtes d'usinage se déplacent en même temps dans le sens longitudinal X, car elles sont solidaires de chariots portés par le portique. On dit que les têtes d'usinage ont un axe X commun. Cela empêche la réalisation de trajectoires très différentes même avec des axes Y et Z indépendants. Le but de la présente invention est de proposer une conception de portique qui permet d'obtenir pour des chariots placés sur chacun des montants, des axes X indépendants, au moins dans une certaine mesure. L'idée à la base de l'invention est de faire en sorte que les montants puissent être déplacés indépendamment l'un de l'autre dans le sens de l'axe longitudinal X sans nuire à la rigidité de portique. L'invention atteint son but par le fait que la traverse est constituée de deux éléments de traverse portés respectivement par les montants et susceptibles d'être déplacés l'un par rapport à l'autre dans le sens des X dans la limite d'un écart maximum donné A et par le fait que les chaînes cinématiques X1 et X2 sont indépendantes l'une de l'autre et sont pilotées par la commande numérique dans la limite dudit écart A. La rigidité du portique est maintenue par un guidage étroit et très rigide entre les deux éléments de traverse. Afin d'améliorer la précision de fonctionnement de l'ensemble, il est avantageusement prévu, en plus du guidage, une chaîne cinématique supplémentaire X3 entre les deux éléments de traverse, ladite chaîne cinématique X3 étant pilotée par la commande numérique avec la condition X1 + X3= X2. Cette nouvelle conception permet d'obtenir des trajectoires totalement différentes pour deux chariots portés respectivement par les montants et peut avoir de nombreuses applications, notamment: - l'usinage de deux pièces ou des faces différentes d'une même s pièce; - la mise en position dans l'espace d'une traverse mobile pour une tête d'usinage permettant l'usinage selon un axe W orientable dans l'espace; - la mise en place dans l'espace d'un Cé de rivetage. 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 est une vue en élévation d'une machine traditionnelle à portique; la figure 2 est une vue en élévation d'une machine à portique selon l'invention; la figure 3 est une vue de dessus de la machine à portique de la figure2; la figure 4 est une vue en élévation d'une machine à portique selon l'invention utilisée pour mettre en place dans l'espace une traverse mobile supportant une tête d'usinage; la figure 5 est une vue de dessus de la machine à portique de la figure 4; la figure 6 montre, en élévation, I'utilisation d'une machine à portique selon l'invention pour mettre en place dans l'espace un Cé de rivetage;; la figure 7 est une vue de dessus de la machine à portique de la figure 6. La figure 1 montre une machine à portique 1 traditionnelle qui comporte deux montants 2, 3 dont les faces inférieures reposent sur un banc 4 par l'intermédiaire de glissières 5, 6 parallèles à un axe horizontal X, ainsi qu'une traverse 7 monobloc reliant rigidement les deux montants 2, 3. La traverse 7 peut être fixe par rapport aux montants 2 et 3, ou mobile verticalement. Sur chaque montant 2, 3 et la traverse 7 sont montés coulissants selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X des chariots 8a, 8b, 8c. Les chariots 8a, 8b, 8c portent respectivement des têtes d'usinage 9a, 9b, 9c susceptibles d'être déplacées selon un axe Z perpendiculaire aux axes X et Y et porteurs d'outils. Le déplacement du portique 1 est commandé par deux chaînes cinématiques X1 et X2 synchronisées par une commande numérique qui pilote également le déplacement des chariots 8a, 8b, 8c et des têtes d'usinage 9a, 9b, 9c en fonction des travaux d'usinage à réaliser sur une pièce montée sur la table 4a. Les figures 2 et 3 montrent une machine à portique 10 selon l'invention qui diffère fonctionnellement de la machine traditionnelle par le fait que les deux montants 2 et 3 peuvent être déplacés dans le sens de l'axe horizontal X, indépendamment l'un de l'autre, dans la limite d'un écart maximum donné A. Cette machine à portique 10 comporte également deux montants 2 et 3 dont les faces inférieures reposent sur un banc 4 par l'intermédiaire de glissières 5, 6 parallèles à un axe horizontal X, ainsi qu'une traverse 7 qui relie les deux montants 2 et 3. La traverse 7 est constituée par deux éléments de traverse 7a, 7b portés respectivement par les montants 2 et 3, et dont les faces en vis-à-vis lia, llb, situées dans un plan de joint vertical parallèle à la direction X, sont équipées de moyens, sous forme de glissières parallèles à l'axe X qui assurent un guidage étroit et très rigide, entre les deux éléments de traverse 7a, 7b, et maintiennent la rigidité du portique, lors des déplacements relatifs selon l'axe des X des deux montants 2 et 3. Le montant 2 est déplacé dans le sens des X par une chaîne cinématique X1 pilotée par la commande numérique. Le montant 3 est déplacé, indépendamment du montant 2, par une chaîne cinématique X3 également pilotée par la commande numérique. Le déplacement relatif de l'élément de traverse 7a par rapport à l'élément de traverse 7b peut être commandé par une chaîne cinématique supplémentaire X3 pilotée par la commande numérique, avec la condition X1 + X3= X2, ce qui permet d'améliorer la précision de fonctionnement de l'ensemble. L'écart maximum admissible A entre les déplacements des deux montants 2, 3, selon l'axe des X, est fonction de la longueur des moyens de guidage entre les éléments de traverse 7a, 7b, et est au plus égal au double de la largeur des éléments de traverse 7a, 7b dans le plan de joint. De préférence, cet écart A sera au plus égal à la largeur des éléments de traverse 7a, 7b, afin que ces derniers soient en appui l'un sur l'autre sur au moins la moitié de leurs surfaces frontales en vis-àvis. La machine à portique 10 à montants 2, 3 déplaçables l'un par rapport à l'autre peut avoir de nombreuses applications. Elle permet notamment l'usinage de deux pièces différentes ou des deux faces différentes d'une même pièce. Dans ce cas, les têtes d'usinage 9a, 9b portées par les chariots 8a, 8b qui peuvent coulisser sur les montants 2 et 3 sont coulissantes et équipées d'outils pour le fraisage, le perçage, I'alésage, ainsi que cela est représenté sur les figures 2 et 3. Les figures 4 et 5 montrent une utilisation du portique 10 selon l'invention pour mettre en position dans l'espace une traverse mobile 12 portant une tête d'usinage 13, afin de permettre l'usinage selon un axe W orientable dans l'espace. Chaque chariot 8a, 8b est équipé d'un coulant 9a, 9b disposant d'un accouplement 13a, 13b à double pivot pour le support de la traverse mobile 12. La traverse mobile 12 peut être positionnée selon 5 axes : l'axe X par déplacement du portique 1, l'axe Y par déplacement vertical des chariots 8a, 8b, I'axe Z par déplacement de plongée des coulants 9a, 9b, l'axe A de rotation dans un plan vertical autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe X par déplacement relatif des chariots 8a, 8b, et l'axe B de rotation autour d'un axe vertical par déplacement relatif des montants 2 et 3 du portique. Si la traverse mobile 12 porte une tête d'usinage 13 au moyen d'une broche d'équerre 15, on peut réaliser des usinages de type perçage ou alésage, en utilisant un seul axe de déplacement W. Les figures 6 et 7 montrent une utilisation du portique 10 selon l'invention pour mettre en place dans l'espace un Cé de rivetage 16. Comme dans la mise en place de la traverse mobile 12, le Cé de rivetage 16 est lié aux coulants 9a, 9b des chariots 8a, 8b par des accouplements 13a, 13b à double pivot. On peut ainsi positionner le Cé dans l'espace et réaliser toutes opérations de perçage, lamage, alésage, vissage, rivetage avec une grande précision sur une pièce fixe bien maintenue dans un montage rigide sous le portique. REVENDICATIONS 1. Machine à portique mobile comportant deux montants (2, 3) reposant sur un banc (4) par l'intermédiaire de glissières (5, 6) parallèles définissant un axe longitudinal X, le déplacement desdits montants (2, 3) selon ledit axe X étant commandé respectivement par des chaînes cinématiques X1, X2, pilotées par une commande numérique, et une traverse (7) reliant lesdits deux montants (2, 3), ledit portique (1) étant susceptible de porter des têtes d'usinage (9a, 9b) sur chaque montant (2, 3), susceptibles d'être déplacées selon des axes Y et Z, caractérisée par le fait que la traverse (7) est constituée de deux éléments de traverse (7a, 7b) portés respectivement par les montants (2, 3) et susceptibles d'être déplacés l'un par rapport à l'autre dans le sens de X dans la limite d'un écart maximum donné A, et par le fait que les chaînes cinématiques X1 et X2 sont indépendantes l'une de l'autre et sont pilotées par la commande numérique dans la limite dudit écart A. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'il est prévu une chaîne cinématique supplémentaire X3 entre les deux éléments de traverse (7a, 7b), ladite chaîne cinématique X3 étant pilotée par la commande numérique avec la condition X1 + X3= X2.