Brevet FR2817785A1 — publié le 20020614

DISPOSITIF DE MONTAGE D'UNE PIECE SUR UN CENTRE D'USINAGE La présente invention concerne un dispositif de montage d'au moins une pièce sur un centre d'usinage automatique horizontal. De manière connue, un tel montage s'effectue par l'intermédiaire de brides mécaniques actionnées à l'aide d'une vis par l'opérateur pour obtenir un serrage. Les inconvénients de cette solution sont de : - présenter un temps de bridage très important et donc une productivité assez faible, ne pas assurer une répétabilité du positionnement du fait des différences possibles de serrage par l'opérateur, - présenter un encombrement important qui ne permet de monter qu'une ou deux pièces par montage. Il est également connu d'obtenir un tel serrage par des vérins hydraulique standards. Du fait des dimensions de certaines pièces et donc des forces requises pour les brider correctement, ces vérins hydrauliques standards sont donc très volumineux et empêchent de réaliser un montage compact. Chaque montage ne permet donc l'ablocage que d'une voire deux pièces et la productivité est médiocre. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet, un dispositif de montage d'au moins une pièce sur un centre d'usinage automatique horizontal s'effectuant par l'intermédiaire de vérins de serrage commandés hydrauliquement, destinés à assurer le maintien en position d'au moins une partie de ladite pièce dans un bâti formant berceau, caractérisé en ce que la totalité des vérins de serrage, d'une ou plusieurs pièces, disposées sur un ou plusieurs supports correspondants, et constituant autant de points isostatiques sont reliés à un réseau hydraulique commun, pour une commande simultanée, de manière à constituer un ensemble compact de bridage simple effet, modulable, permettant l'ablocage de pièces pouvant être différentes. Un tel dispositif selon l'invention permet, par exemple, la réalisation automatique des différents usinage sur un bras de suspension brut de fonderie, sans déplacement ou retournement de celui-ci et avec une productivité maximum. A titre d'exemple, ce dispositif a été conçu et développé de façon à pouvoir y usiner simultanément trois pièces. Il permet donc : la mise en position sur six points isostatiques de ces trois pièces, le maintien en position complet de ces pièces sans déformations et sans vibrations par bridage hydraulique simple effet. Ce système est modulable est permet l'ablocage de deux références de pièces différentes si nécessaire. Le changement des éléments spécifiques à chaque référence assure une parfaite mise en position et une étanchéité complète. Ce système s'adapte à l'environnement de centre d'usinage, à savoir : le volume utile à l'intérieur du centre, les dimensions et systèmes de fixation des palettes, les courses maximales du centre en prenant en compte la longueur des outils coupants, la connexion hydraulique tout en s'adaptant au déplacement de la palette. Le système hydraulique compact selon l'invention permet donc le bridage instantané et simultané, par exemple, de trois pièces et par conséquent une productivité jamais atteinte. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une vue en perspective d'un centre d'usinage comportant le dispositif de montage d'une pièce selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe selon la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe selon la figure 1. La figure 4 est une vue en plan à échelle agrandie de la partie inférieure du dispositif de montage. La figure 4 A est une vue en coupe selon la ligne CC de la figure 4. Les figures 5,6 et 7 représentent respectivement des variantes de réalisation des vérins cartouches selon l'invention. La figure 8 est une vue en perspective d'une pièce à usiner en l'occurrence un bras de suspension. Le dispositif de montage représenté sur les figures comprend une pluralité de vérins de serrage 10,12, 15 commandés hydrauliquement, destinés à assurer le maintien en position d'au moins une partie d'une pièce dans un bâti formant berceau. Selon l'invention, la totalité des vérins de serrage, d'une ou plusieurs pièces, disposées sur un ou plusieurs supports correspondants, et constituant autant de points isostatiques PI, P2, P3, P4, P5, P6 sont reliés à un réseau hydraulique commun, pour une commande simultanée, de manière à constituer un ensemble compact de bridage simple effet, modulable, par exemple, permettant l'ablocage des pièces 1 pouvant être différentes. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun des vérins forme une cartouche apte à être insérée dans un logement correspondant réalisé directement dans le support. Selon un exemple de réalisation et d'application non limitatif, le dispositif représenté sur la figure 1 permet de recevoir simultanément trois pièces 1 à usiner est constitué principalement de : - une plaque de base horizontale 2 (fig. 1) recevant l'ensemble des autres éléments et se fixant sur la palette du centre d'usinage. - trois plaques verticales 3 décalées les unes par rapport aux autres recevant chacune les différents éléments nécessaires à la mise en position et au bridage d'un bras de suspension l, à savoir : - un bloc 4 de mise en position de la rotule de la pièce 1 (fig. 1 et fig. 4) sur deux appuis en Vé 9, points P4 et P5 (fig. 4). Le bridage de cette même zone s'effectue également par deux vérins cartouches spéciaux 10, compacts, avec extrémité striée, montés en Vé (fig. 4). Ce bloc permet aussi à l'aide d'une butée 17 le détrompage pièce gauche/pièce droite (fig. 2) et reçoit le premier point d'appui 16 plan PI (fig. 2). - un ensemble 5 de mise en position de la zone A (fig. 1 et fig. 2 et 3) sur un Vé d'appui strié Il, point P2 (fig. 2), sur rotule. Le bridage de la zone s'effectue depuis le côté opposé par un vérin cartouche spécial, compact 12 (fig. 1), sur lequel est assemblé au autre Vé, également en liaison rotule 13 (fig. 3). - un ensemble 6 de mise en position et maintien en position de la zone B (fig. 1) constitué d'un appui fixe strié 14, réglable en hauteur, point P3 (fig. 3) et d'un vérin de bridage spécial, type cartouche 15 avec extrémité striée (fig. 3). - un vérin cartouche standard 7 assurant le positionnement correct de la pièce sur ses points d'appui PI, P2, P3 (fig. 1 et 2). - un bloc de mise en position 8 sur le point P6 (fig. 1) constitué d'une fourchette de butée 16 (fig. 3) et d'une fourchette d'appui 18 (fig. 3) actionnée par un vérin cartouche standard. Ces trois plaques 3 sont forées et reliées entre elles par des ponts également forés pour permettre l'alimentation hydraulique des différents vérins de bridage sans aucune tuyauterie. - un dispositif d'alimentation hydraulique par joint tournant et gaine flexible. Le fonctionnement du système est divisé en deux opérations simultanées et distinctes : chargement : sur la palette extérieure au centre d'usinage, mise en position des trois bras de suspension 1 par l'opérateur, sur les cinq premiers points isostatiques : - appui plan point 1 (fig. 8, point Pl et fig. 2, rep. 16) - appui plan point 2 (fig. 8, point P2 et fig. 3, rep. 11) - appui plan point 3 (fig. 8, point P3 et fig. 3, rep. 14) centrage sur la rotule points 4 et 5 (fig. 8, point P4 et P5 et fig. 2, rep. 9) validation du chargement bridage en deux phases pour éviter déformations et vibrations : - ère phase : serrage de mise en place sur la butée radiale, point 6 (fig. 8, point P6 et fig. 3, rep. 16) -2ère phase : serrage des trois points plans points PI, P2, P3 et de la rotule points P4 et P5 - usinage complet des trois pièces 1 sans débridage ni reprise. Selon un exemple de réalisation des vérins (figures 5,6, 7) chacun d'eux est constitué par une chemise 18 formant un corps cylindrique creux présentant d'une part un filetage externe 19 le rendant apte à se visser dans un logement correspondant d'un élément 20, et d'autre part un alésage interne 21 dans lequel est susceptible de coulisser longitudinalement un piston 22 dans un sens positif de poussée, sous l'effet d'une force hydraulique, et dans un sens négatif d'escamotage sous l'effet de moyens de rappel en position initiale, incorporés au piston. La chemise 18 et le piston 22 du vérin sont réalisés en un matériau trempé d'une dureté très élevée résistant au frottement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de rappel du piston sont constitués par un axe de rappel fixe 23 se logeant dans un évidement interne borgne 24 du piston 22 et qui est solidaire d'un bouchon de fermeture amovible 25 du vérin. Un organe élastique 26 est disposé autour de l'axe de rappel 23 dans un logement concentrique 27 qu'il délimite avec l'alésage interne 21 du piston 22 et prend appui d'une part sur une butée fixe constituée par une collerette 28 réalisée sur l'extrémité de l'axe de rappel 23, à l'opposé du bouchon 25, et d'autre part une butée mobile 29 réalisée à l'autre extrémité, dans l'alésage interne 21 du piston 22. En ce qui concerne la butée mobile précitée, celle-ci peut être avantageusement constituée par un circlip. Un vérin d'une telle conception permet de le réaliser par des opérations d'usinage particulièrement simple, d'où un bloc récepteur également très simple. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le corps creux 24 du piston 22 débouche une tige axiale excentrée 30 interposée entre la tête du piston 22 et l'axe fixe de rappel 23, de manière à constituer un moyen d'antirotation de l'un par rapport à l'autre, tout en autorisant le libre coulissement dudit piston 22 par rapport audit axe 23. Selon un exemple de réalisation de l'invention (fig. 5), le piston 22 du vérin présente à son extrémité active débouchante, un appui strié 31 interdisant tout mouvement relatif de la pièce 1 à usiner lors de l'usinage. Selon un autre exemple (fig. 6), le piston 22 du vérin présente à son extrémité active débouchante, une rotule 32 sur laquelle est susceptible de s'articuler un Vé 33 pour un appui parfait sur la pièce 1 dans toutes les directions, quelles que soient les tolérances. La figure 7 représente une variante simplifiée d'un piston de vérin. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'alimentation hydraulique des vérins est effectuée uniquement par bloc foré, de manière à exclure toute alimentation par tuyauterie. Selon ce cas de figure, un avantage réside dans l'interchangeabilité du bloc de la zone rotule suivant la série à usiner, qui est facilitée par l'utilisation d'un seul coupleur hydraulique, grâce à l'utilisation des blocs forés. Egalement, un autre avantage réside dans la fiabilité et la répétabilité du positionnement des pièces grâce à l'utilisation de l'hydraulique. Enfin, il est obtenu selon l'invention, une optimisation des espaces nécessaires pour la mise en place des pièces par l'opérateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage d'au moins une pièce (1) sur un centre d'usinage automatique horizontal s'effectuant par l'intermédiaire de vérins de serrage commandés hydrauliquement, destinés à assurer le maintien en position d'au moins une partie de ladite pièce dans un bâti (3) formant berceau, caractérisé en ce que la totalité des vérins de serrage (10,12, 15), d'une ou plusieurs pièces, disposées sur un ou plusieurs supports correspondants, et constituant autant de points isostatiques (pal, P2, P3, P4, P5, P6) sont reliés à un réseau hydraulique commun, pour une commande simultanée, de manière à constituer un ensemble compact de bridage simple effet, modulable, permettant l'ablocage des pièces (1) pouvant être différentes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des vérins (10,12, 15) forme une cartouche apte à être insérée dans un logement correspondant réalisé directement dans le support (3). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des vérins (10,12, 15) est constitué par une chemise (18) formant un corps cylindrique creux présentant d'une part un filetage externe (19) le rendant apte à se visser dans un logement correspondant d'un élément (20), et d'autre part un alésage interne (21) dans lequel est susceptible de coulisser longitudinalement un piston (22) dans un sens positif de poussée, sous l'effet d'une force hydraulique, et dans un sens négatif d'escamotage sous l'effet de moyens de rappel en position initiale, incorporés au piston. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de rappel du piston sont constitués par un axe de rappel fixe (23) se logeant dans un évidement interne borgne (24) du piston (22) et qui est solidaire d'un bouchon de fermeture amovible (25) du vérin, et par un organe élastique (26) étant disposé autour de l'axe de rappel (23) dans un logement concentrique (27) qu'il délimite avec l'alésage interne (21) du piston (22) et prenant appui d'une part sur une butée fixe constituée par une collerette (28) réalisée sur l'extrémité de l'axe de rappel (23), à l'opposé du bouchon (25), et d'autre part une butée mobile (29) réalisée à l'autre extrémité, dans l'alésage interne (21) du piston (22). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que dans le corps creux (24) du piston (22) débouche une tige axiale excentrée (30) interposée entre la tête du piston (22) et l'axe fixe de rappel (23), de manière à constituer un moyen d'anti rotation de l'un par rapport à l'autre, tout en autorisant le libre coulissement dudit piston (22) par rapport audit axe (23). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le piston (22) du vérin présente à son extrémité active débouchante, un appui strié (31) interdisant tout mouvement relatif de la pièce (1) à usiner, lors de l'usinage. 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le piston du vérin présente à son extrémité active débouchante, une rotule (32) sur laquelle est susceptible de s'articuler un Vé (33) pour un appui parfait sur la pièce (1) dans toutes les directions, quelles que soient les tolérances. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'alimentation hydraulique des vérins est effectuée uniquement par bloc foré, de manière à exclure toute alimentation par tuyauterie.