Brevet FR2815563A1 — publié le 20020426

Procédé de réglage d'une machine pour l'usinage de pièces comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention se rapporte à un procédé de réglage d'une machine d'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour adapter la machine à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner, ainsi qu'à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce problème de réglage de machines sur des pièces différentes se pose dans de nombreux domaines, par exemple pour la superfinition par pierrage ou par bande abrasive et pour le galetage des portées (tourillons, manetons) de vilebrequins de moteurs, la pièce à usiner étant dans ce cas entraînée en rotation autour de son axe pendant l'usinage des portées. Des machines de ce type sont commercialisées depuis de nombreuses années par la demanderesse. Pour permettre son adaptation à des pièces différentes en ce qui concerne l'espacement des emplacements à usiner, une telle machine comporte un support pour la pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec ces derniers sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support suivant cette direction. La machine comprend par ailleurs des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position par rapport à leur support. Le support de la pièce et le support des unités d'usinage sont mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation. La machine comprend, en outre, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de la pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités. Enfin, la machine comprend une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, un système d'introduction de données et un système de visualisation. Sur les machines connues, le réglage consistant en l'adaptation à des pièces différentes, par exemple pour passer de l'usinage d'une première pièce à l'usinage d'une seconde pièce qui diffère de la première par l'espacement d'une partie au moins des emplacements à usiner sur la pièce, s'effectue par translation manuelle de chacune des unités d'usinage par rapport au support de ces unités, avec contrôle visuel par l'opérateur du positionnement correct des unités d'usinage après translation et blocage manuel en position après contrôle. Il s'agit là d'une opération qui, même avec l'assistance d'une commande numérique et d'un système de visualisation, est non seulement longue, mais également sujette à caution dans la mesure où le résultat est directement conditionné par l'attention de l'opérateur chargé du réglage. Notamment dans le cadre d'une production en grande série, par exemple de moteurs automobiles, tout temps d'arrêt d'une machine intervenant dans la chaîne de production, par exemple d'une machine pour l'usinage de vilebrequins, se répercute sur l'ensemble de la chaîne. Il en est de même pour tout défaut de réglage d'une machine. Or, notamment dans le domaine de la fabrication de moteurs automobiles, on cherche de plus en plus à réaliser des chaînes de fabrication"flexibles"permettant de passer très rapidement d'un type ou modèle de moteur à un autre. Il serait donc désirable d'intégrer à une telle chaîne des machines conçues et mises en oeuvre de manière à permettre un réglage à la fois rapide et fiable. Le procédé selon la présente invention est basé sur la constatation surprenante que, sur une machine à plusieurs unités d'usinage pour l'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacement à usiner simultanément, espacés suivant cet axe, en faisant intervenir, pour le réglage de cette machine sur une pièce déterminée, directement la pièce en question et la commande de la machine, il était possible d'opérer ce réglage non seulement plus rapidement, mais encore de façon plus fiable, en s'affranchissant dans une large mesure des aléas inhérents à toute intervention manuelle. Le procédé selon l'invention a trait au réglage d'une machine d'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour l'adapter à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner. La machine comporte un support de pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec de ces derniers, sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation suivant cette direction les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support. La machine comprend par ailleurs des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support. Le support de pièce et le support des unités d'usinage sont mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation. La machine comprend, en outre, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités. Enfin, la machine comprend une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, des moyens d'introduction de données concernant la pièce à usiner et des moyens de visualisation. Le procédé consiste, à partir de positions quelconques, mémorisées dans la commande, des différentes unités d'usinage par rapport au support des unités d'usinage et du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce, après montage d'une nouvelle pièce à usiner sur ledit support et après introduction dans la commande des données concernant cette nouvelle pièce, à a)-déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, un premier des deux supports par rapport à l'autre pour faire coïncider un premier emplacement à usiner de la pièce et une première unité d'usinage, b)-serrer la première unité d'usinage sur la pièce à l'endroit du premier emplacement à usiner et la bloquer sur le support des unités d'usinage, c)-déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, ledit premier support par rapport à l'autre pour amener la pièce et avec elle la première unité d'usinage à une position dans laquelle le premier emplacement à usiner de la pièce et la première unité d'usinage occupent une première position de référence mémorisée dans la commande, d)-desserrer la première unité d'usinage, et répéter les opérations a) à d) successivement pour amener chacune des autres unités d'usinage à sa position de référence. Le déplacement du premier support par rapport à l'autre peut se faire à l'aide d'un système de translation pouvant agir soit sur le support de la pièce à usiner, soit sur le support des unités d'usinage. Le support de la pièce peut comprendre par exemple une pointe et une contre-pointe dans le cas de pièces entraînées en rotation autour d'un axe pendant l'usinage tels que des vilebrequins, la pointe et la contre-pointe pouvant par exemple être montées sur une table mobile en translation sous l'action d'un système par exemple à pignon/ crémaillère à commande numérique. Le support des unités d'usinage peut comprendre, par exemple, une succession de bras porte-outils montés mobiles en translation sur des rails de guidage dudit support, les bras porte-outils portant chacun de préférence plusieurs outils tels que par exemple des pierres abrasives ou des patins d'application de bande abrasive qui, lors de l'usinage, serrent entre eux l'emplacement à usiner, par exemple un tourillon ou maneton en cas d'usinage de vilebrequins. Le support des unités d'usinage peut être mobile en translation sur des rails de guidage de la machine sous l'action d'un système par exemple à vis/écrou à commande numérique. De préférence, chaque unité d'usinage de la machine peut être équipée de moyens de bridage actionnés à partir de la commande de la machine pour son blocage sur le support des unités d'usinage, ce qui évite également toute intervention manuelle pour le bridage. Avec référence aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail le procédé conforme à l'invention et plusieurs modes de réalisation de machines permettant la mise en oeuvre de ce procédé ; sur les dessins : la figure 1 est une vue latérale schématique d'un mode de réalisation d'une machine de superfinition des portées de vilebrequins à support de bras porte-outils mobile, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention ; la figure 2 est une vue de face d'un bras porte-outils dans son support sur la machine de la figure 1, la figure 3 est une vue selon la figure 1 d'une machine à support de pièce mobile, la figure 4 est une vue selon la figure 2 de la machine de la figure 3, la figure 5 est un schéma simplifié de la commande de la machine selon les figures 1,2 ou 3,4, et les figures 6a à 6k illustrent les différentes étapes du procédé de réglage d'une machine selon les figures 3 et 4. La machine telle qu'illustrée par les figures 1 et 2 est une machine de superfinition des portées (tourillons et manetons) de vilebrequins, dont la structure générale correspond à celle des machines de ce type telles que commercialisées depuis des années par le demanderesse. Pour plus de détails concernant la structure générale d'une telle machine et des outils utilisés sur une telle machine, il est fait référence aux documents EP 366 506,608 806,624 431 et 856 379 de la demanderesse. La machine illustrée comprend essentiellement un support 1 pour un vilebrequin 2 à usiner et un support 3 pour plusieurs unités d'usinage 4. Le support 1 comprend une pointe 5 et une contre-pointe 6 montées sur un banc 9, des vérins 7 et 8 permettant un réglage en translation en vue de la prise des vilebrequins et de l'adaptation à la longueur des vilebrequins. Le support 3 est monté mobile en translation sur des barres de guidage 10, la translation du support s'effectuant sous l'action d'un système de translation 11 constitué ici par un système à vis/écrou à moteur électrique. Tel que cela apparaît sur la figure 2, chacune des unités d'usinage 4 du support 3 comprend un bras 12 monté avec mobilité verticale et angulaire (coulisse 13, axe 14) dans un porte-bras 15 luimême monté avec mobilité horizontale sur des rails de guidage 16 du support 3. Le bras 12 porte à sa partie inférieure trois outils 17 décalés angulairement de 1200 les uns des autres pour l'usinage d'une portée 18 du vilebrequin 2 avec serrage de cette porté, par exemple trois outils d'application de bande abrasive. Des moyens de bridage 19 qui sont ici représentés comme étant du type hydraulique sont prévus pour bloquer et débloquer le porte-bras 15 par rapport aux rails de guidage 16 du support 3. La machine selon les figures 3 et 4 diffère de la machine selon les figures 1 et 2 par le fait que le support 3 des unités d'usinage 4 est fixe et ne comporte donc pas de rails de guidage (10) et de système de translation (21), la pointe 5 et la contre-pointe 6 du support 1 pour un vilebrequin 2 étant montées avec possibilité de réglage par des vérins 7 et 8 sur une table 20 qui est mobile en translation sous l'action d'un système der translation 21 constitué ici par un système à pignon/crémaillère à moteur électrique. En dehors de cette différence, on retrouve sur la machine des figures 3 et 4 les mêmes éléments que sur la machine des figures 1 et 2, à savoir plusieurs unités d'usinage 4 comprenant chacune un bras 12 monté par une coulisse 13 et un axe 14 dans un porte-bras 15 mobile horizontalement sur des rails de guidage 16 du support 3, le bras 12 portant trois outils 17 pour l'usinage d'une portée 18 du vilebrequin 2, ainsi que les moyens de bridage 19. La machine telle que décrite est équipée de façon connue en soi d'une commande 22 de préférence numérique, à laquelle sont reliés de façon usuelle le système de translation 11,21, des moyens 23 de détection de position des différents éléments mobiles de la machine, des moyens 24 d'introduction des données concernant les pièces à usiner et des moyens 25 de visualisation, ainsi que les moyens de bridage 19 qui peuvent ainsi être actionnés, sans intervention manuelle, directement à partir de la commande 22. Sur les figures 6a à 6k qui représentent de façon simplifiée les principaux éléments de la machine selon la figure 3, à savoir une pièce à usiner et son support mobile en translation (vilebrequin 2 à neuf portées 18.1 à 18.9, monté entre pointe 5 et contre-pointe 6), ainsi qu'un support 3 fixe avec neuf unités d'usinage (bras) 4.1 à 4.9 qui sont mobiles en translation par rapport au support 3 et peuvent être bloquées en position sur le support, on a illustré très schématiquement les différentes étapes du procédé pour le réglage de cette machine d'une première pièce 2.1 sur une deuxième pièce 2.2. Selon la figure 6a, les neuf bras 4.1 à 4.9 sont bloqués sur le support 3 avec un espacement réciproque qui correspond à l'espacement réciproque des portées 18.1 à 18.9 d'un premier vilebrequin 2.1, les bras étant représentés non serrés sur les portées. Selon la figure 6b, un second vilebrequin 2.2 dont les portées 18.1 à 18.9 présentent un espacement plus grand que sur le premier vilebrequin 2.1 est monté à la place du vilebrequin 2.1 entre la pointe 5 et la contre-pointe 6, cette dernière occupant toujours la même position (position de référence zéro). Selon la figure 6c, on déplace le vilebrequin 2.2, à l'aide du système de translation 21 du support 1 (pointe 5 et contre-pointe 6) et de la commande 22, dans une position dans laquelle la position du bras 4.9 coïncide avec la position de la portée 18.9 du vilebrequin. Selon la figure 6d, on serre le bras 4.9 (en fait les outils 17 du bras 4.9) dans cette position sur la portée 18.9. Selon la figure 6e, on déplace le vilebrequin 2.2, à l'aide du système de translation 21 du support 1 (pointe 5 et contre-pointe 6) et de la commande 22, en entraînant le bras 4.9 toujours serré sur la portée 18.9, dans une première position de référence mémorisée dans la commande 22 par rapport à la position de référence zéro, et on bloque le bras 4.9 dans cette position sur le support 3. Selon la figure 6f, on desserre le bras 4. 9 de la portée 18. 9. Selon la figure 6g, on répète la phase 6c, mais pour amener le vilebrequin 2.2 dans une position dans laquelle le bras 4.8 coïncide avec la portée 18.8 du vilebrequin 2.2. Selon la figure 6h, on répète la phase 6d, mais pour serrer le bras 4.8 sur la portées 18.8. Selon la figure 6i, on répète l'opération 6e, mais pour déplacer le vilebrequin 2.2 et entraîner le bras 4.8 dans une deuxième position de référence mémorisée et on bloque le bras 4.8 dans cette position sur le support 3. Selon la figure 6j, on desserre le bras 4.8 de la portée 18.8. Enfin, selon la figure 6k, après répétition du même cycle successivement pour les bras 4.7 à 4.1 et les portées 18.7 à 18.1, tous les bras 4.9 à 4.1 sont bloqués respectivement dans leurs positions de référence sur le support 3, de sorte que l'usinage simultané des portées 18.9 à 18.1 par les bras 4.9 à 4.1 peut commencer. Le procédé de réglage est analogue pour une machine selon les figures 1 et 2, sauf que l'on déplace en translation le support 3 des unités d'usinage (bras) 4 au lieu de déplacer en translation le support 1 de la pièce 2, comprenant la pointe 5 et la contre-pointe 6. Lors du réglage d'une machine telle que représentée et décrite d'une première pièce sur une seconde pièce sur laquelle l'espacement des emplacements à usiner (l'espacement du milieu de la longueur axiale des emplacements à usiner lorsque la largeur des unités d'usinage est inférieure à cette longueur comme c'est le cas pour la superfinition des portées d'un vilebrequin, qui implique un mouvement oscillatoire axial des outils de superfinition par rapport aux portées) est plus petit que sur la première pièce, il faut commencer la mise en position par l'unité d'usinage qui est la plus proche de la position de référence zéro, donc l'unité d'usinage 4.1. Bien entendu, la description donnée ci-dessus pour une machine de superfinition des portées de vilebrequins ne limite en rien la présente invention à cette application qui ne constitue qu'un exemple illustratif. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage d'une machine pour l'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour adapter la machine à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner, la machine comprenant un support de pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec de ces derniers, sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation suivant cette direction les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, le support de pièce et le support des unités d'usinage étant mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités, et une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, des moyens d'introduction de données concernant la pièce à usiner et des moyens de visualisation, caractérisé par le fait qu'il consiste, à partir de positions quelconques, mémorisées dans la commande, des différentes unités d'usinage par rapport au support des unités d'usinage et du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce, après montage d'une nouvelle pièce à usiner sur ledit support et après introduction dans la commande des données concernant cette nouvelle pièce, à a)-déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, un premier des deux supports par rapport à l'autre pour faire coïncider un premier emplacement à usiner de la pièce et une première unité d'usinage, b)-serrer la première unité d'usinage sur la pièce à l'endroit du premier emplacement à usiner et la bloquer sur le support des unités d'usinage, c)-déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, ledit premier support par rapport à l'autre pour amener la pièce et avec elle la première unité d'usinage à une position dans laquelle le premier emplacement à usiner de la pièce et la première unité d'usinage occupent une première position de référence mémorisée dans la commande, d)-desserrer la première unité d'usinage, et répéter les opérations a) à d) successivement pour amener chacune des autres unités d'usinage à sa position de référence. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on déplace le premier support par rapport à l'autre à l'aide d'un système de translation agissant sur le support de la pièce à usiner. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on déplace le premier support par rapport à l'autre à l'aide d'un système de translation agissant sur le support des unités d'usinage. 4. Machine d'usinage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque unité d'usinage (4) de la machine est équipée de moyens de bridage (19) actionnés à partir de la commande (22) de la machine pour son blocage sur le support (3) des unités d'usinage. 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de bridage (19) sont des moyens hydrauliques 6. Machine suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que le support (1) de la pièce comprend une pointe (5) et une contre-pointe (6) montées sur une table (20) mobile en translation sous l'action d'un système de translation (21). 7. Machine suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que le support (3) des unités d'usinage (4) est mobile en translation sous l'action d'un système de translation (11). 8. Machine suivant l'une quelconque des revendication 4 à 7, caractérisée par le fait que la commande (22) est une commande numérique.