Brevet FR2833196A1 — publié le 20030613

La présente invention concerne une machine destinée à l'usinage d'éléments profilés longitudinaux, notamment par enlèvement de copeaux. On connaît des machines destinées à l'usinage de tels éléments profilés qui sont constituées de deux ensembles, à savoir un ensemble de fraisage comportant une tête d'usinage mobile suivant trois axes, vertical, longitudinal et transversal et un ensemble de deux chariots porte poupées qui sont aptes, chacun, à admettre à glissement et à serrage les éléments profilés et à les positionner angulairement par rapport à la tête d'usinage. Pendant l'opération d'usinage les poupées assurent le maintien de l'élément profilé et sont, pour ce faire, solidarisées de celui-ci. Ces poupées sont disposées à une certaine distance l'une de l'autre qui est fonction de la rigidité nécessitée par le type d'usinage à effectuer. Cet écartement définit ainsi une fenêtre de travail qui représente la longueur d'usinage maximal que la machine pourra effectuer en un pas, si bien que pour usiner la totalité de la barre on procède par pas successifs. Afin de simplifier les opérations de reprises nécessaires entre chaque pas, on a proposé d'associer à ces poupées une ou plusieurs poupées additionnelles. Ces poupées, tout en réalisant un maintien en référence de l'élément profilé, assurent le déplacement de celui-ci entre les différentes phases d'usinage correspondant aux différents pas successifs. De tels dispositifs ne permettent de réaliser qu'un usinage pas par pas de l'élément profilé, la longueur d'un pas ne pouvant dépasser la largeur de la fenêtre définie par l'écartement des deux poupées, cet écartement étant lui-même fonction de la précision de l'usinage souhaité. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une machine d'usinage permettant de réaliser un usinage totalement en continu de tels éléments profilés. La présente invention a ainsi pour objet une machine destinée à l'usinage d'éléments profilés longitudinaux du type comportant un bâti longitudinal pourvu de poupées de maintien de l'élément profilé à usiner qui sont montées mobiles sur celui-ci, et d'au moins une tête d'usinage mobile par rapport à l'élément profilé suivant au moins des composantes de déplacement préférentiellement perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de celui-ci, caractérisée en ce que : - elle comporte au moins deux poupées de maintien, disposées à proximité de la tête d'usinage, et qui sont aptes, lors de l'usinage, à assurer le maintien à coulissement de l'élément profilé, - elle comporte au moins une poupée d'entraînement, apte à se déplacer longitudinalement par rapport au bâti, sous l'action de moyens de commande, et dans laquelle l'élément profilé est monté à coulissement, - la poupée d'entraînement est pourvue de moyens assurant sa solidarisation temporaire avec l'élément profilé de façon que le déplacement relatif de ce dernier par rapport à la tête d'usinage, dans la direction longitudinale, soit assuré au moins en partie par le déplacement de cette poupée d'entraînement. Les qualités de fonctionnement en continu d'une telle machine seront optimisées d'une part en disposant les poupées de maintien de part et d'autre de la tête d'usinage et d'autre part en faisant appel à au moins deux poupées d'entraînement qui seront de préférence disposées de part et d'autre des poupées de maintien. Préférentiellement au moins les poupées de maintien seront pourvues d'un mandrin rotatif comportant un dispositif de serrage de l'élément profilé apte à assurer son positionnement autour de son axe longitudinal. La machine pourra également comporter des moyens de commande du déplacement d'au moins les poupées d'entraînement aptes, en fonction des diverses phases d'usinage à réaliser, à assurer l'entraînement de l'élément profilé à l'aide soit d'une soit de plusieurs poupées d'entraînement. Les moyens de commande seront préférentiellement aptes à synchroniser les mouvements des poupées d'entraînement de l'élément profilé afin de réaliser un déplacement continu de celui-ci lors de l'opération d'usinage. Enfin il s'est avéré intéressant, pour réaliser certains types d'usinage, que la tête d'usinage comporte des moyens de déplacement dans le sens longitudinal de l'élément profilé. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode de mise en oeuvre d'une machine d'usinage suivant l'invention. - Les figures 2 à 4 sont des vues schématiques de la machine suivant l'invention représentée sur la figure 1 sur lesquelles on a positionné les poupées d'entraînement sur le banc dans certaines des positions caractéristiques qu'elles sont susceptibles d'occuper au cours d'une étape d'usinage. La machine d'usinage suivant l'invention, qui est représentée sur la figure 1, comprend un banc longitudinal 1 qui supporte une traverse 3 qui est fixée sensiblement au centre du banc 1. Cette traverse 3 supporte un traînard 5 qui est pourvu de moyens d'entraînement transversal contrôlés par des moyens de commande numérique 7. Le traînard 5 supporte lui-même une tête d'usinage 9 qui est montée mobile verticalement sous le contrôle des moyens de commande numérique 7. La tête d'usinage 9 est ainsi apte à se déplacer transversalement, verticalement et éventuellement longitudinalement. Le banc 1 est également pourvu de quatre poupées, à savoir deux poupées de maintien 11 et 13 qui sont disposées de part et d'autre de la tête d'usinage 9 et deux poupées d'entraînement 15-et 17 qui sont disposées de part et d'autre des poupées de maintien. Les poupées d'entraînement 15,17 ainsi que les poupées de maintien 11,13 sont mobiles longitudinalement sur le banc 1 sous le contrôle de moyens de commande numérique 16. Leur mouvement peut se faire d'une façon totalement indépendante l'une de l'autre ou au contraire de façon parfaitement synchronisée et ceci suivant leur programme de commande. De façon connue, les poupées de maintien 11,13 et les poupées d'entraînement 15,17 sont équipées de mandrins de serrage à pression variable permettant d'assurer, à la demande, un blocage et un serrage d'un élément profilé 10, ou au contraire un serrage glissant de celui-ci, et ceci en fonction des instructions fournies par les moyens de commande numérique 16. Les mandrins sont équipés de moyens permettant de faire tourner l'élément profilé 10 autour de son axe longitudinal yy'et de moyens référentiels permettant de positionner l'élément profilé 10 par rapport à celui-ci. Le fonctionnement de la machine suivant l'invention s'établit ainsi que décrit dans l'exemple ci-après. On introduit tout d'abord l'élément profilé 10 dans les quatre poupées de façon qu'il vienne en contact avec le référentiel prévu, ce qui assure son positionnement angulaire par rapport à l'axe longitudinal yy', puis l'on positionne les poupées de maintien 11 et 13 avec un faible écartement de façon à favoriser une meilleure qualité d'usinage. Les mandrins de ces poupées sont serrés sur l'élément profilé 10 de façon à ne pas bloquer celui-ci mais à lui permettre un déplacement à coulissement. Dans le cas où, par exemple, le défilement de l'élément profilé 10 s'effectue de droite à gauche sur la figure, suivant la flèche D, on positionne au départ la poupée d'entraînement 17 (poupée droite) en position extrême droite du banc 1, ainsi que représenté 1 schématiquement sur la figure 2, et la poupée d'entraînement 15 (poupée gauche) contre la poupée de maintien qui lui est adjacente, à savoir la poupée 11. Suivant l'invention les moyens de commande numérique 16 commandent alors une fixation à solidarisation de la poupée 17 sur l'élément profilé 10 et une fixation à glissement de la poupée d'entraînement 15 sur le profilé. On commence alors l'opération d'usinage, au cours de laquelle on assure le déplacement longitudinal relatif de l'élément profilé 10 par rapport à l'outil 9 en commandant son déplacement par celui de la poupée 17 dont il est solidaire et qui forme alors une poupée dite menante . On remarquera que si le sens de déplacement de l'élément profilé en cours d'usinage est le sens D, cela n'exclut pas que, pour certaines parties de cette phase d'usinage, les poupées d'entraînement assurent un déplacement momentané de l'élément profilé 10 en sens inverse. Lorsque, comme représenté sur la figure 3, la poupée menante 17 arrive à proximité de la poupée de maintien 13, on commande, via les moyens de commande numériques 16, d'une part la désolidarisation de la poupée 17 d'avec l'élément profilé 10, si bien que cette poupée cesse alors d'être menante, et d'autre part on solidarise la poupée d'entraînement 15 avec l'élément profilé 10, si bien que c'est elle qui devient alors la poupée menante et assure le déplacement longitudinal relatif D de l'élément profilé 10 par rapport à la tête d'usinage 9. Pendant le cycle où la poupée d'entraînement 15 est menante on ramène la poupée d'entraînement 17 vers la droite du banc (déplacement de sens E sur la figure 4) où elle est alors prête à redevenir menante dès que la poupée d'entraînement 15 sera en bout de sa course, c'est-à-dire par exemple lorsqu'elle sera à l'extrémité gauche du banc 1. On peut, suivant l'invention, améliorer le caractère continu du déplacement de l'élément profilé 10, lorsque la poupée d'entraînement 17 arrive en bout de course, notamment lorsqu'elle arrive au voisinage de la poupée de maintien 13. Dans un tel mode de mise en oeuvre, on entraîne alors l'élément profilé 10 avec les deux poupées d'entraînement 15 et 17. Puis, quand ce mouvement est parfaitement amorcé, on commande la désolidarisation de la poupée 17, qui cesse alors d'être menante, et on la ramène en position vers la droite, ainsi que mentionné précédemment. A l'aide des moyens de commande numérique 16 et par la synchronisation des instructions données aux moyens d'actionnement des poupées on peut ainsi les utiliser de façon que le défilement de l'élément profilé 10 dans le sens longitudinal se fasse de façon parfaitement continue. Lors d'une phase particulière d'usinage il est possible, comme mentionné précédemment, que les deux poupées d'entraînement se comportent simultanément comme des poupées menantes. Tel pourra par exemple être le cas lorsqu'il sera nécessaire de réaliser une passe d'usinage nécessitant un effort important. La présente invention est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet d'assurer non seulement un déplacement totalement continu de l'élément profilé, ce qui évite les problèmes de reprise d'usinage, mais également en raison du fait que ce déplacement en continu peut être réalisé sur des éléments profilés de longueur quelconque. La machine suivant l'invention peut également, dans une version simplifiée, ne comporter qu'une seule poupée d'entraînement. Dans ces conditions, lorsque la poupée menante se trouve au voisinage de la poupée de maintien qui lui est adjacente on arrête alors tout déplacement longitudinal de l'élément profilé 10 pendant le temps qui sera nécessaire pour ramener la poupée d'entraînement à l'extrémité du banc, après l'avoir désolidarisée de l'élément profilé 10. Dans certains cas, qui seront spécifiques de la gamme d'usinage, on pourra profiter d'une phase ne nécessitant pas d'entraînement longitudinal pour ramener, en temps masqué, la poupée en extrémité de banc. REVENDICATIONS 1.-Machine destinée à l'usinage d'éléments profilés (10) longitudinaux, du type comportant un bâti longitudinal (1) pourvu de poupées de maintien (11,13) de l'élément profilé à usiner (10), et d'au moins une tête d'usinage (9) mobile par rapport à l'élément profilé (10) suivant des composantes de déplacement préférentiellement perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal (yy') de celui-ci, caractérisée en ce que : - elle comporte au moins deux poupées de maintien (11,13), disposées à proximité de la tête d'usinage (9), qui sont aptes, lors de l'usinage, à assurer le maintien à coulissement de l'élément profilé (10), - elle comporte au moins une poupée d'entraînement (15,17), apte à se déplacer longitudinalement par rapport au bâti (1), sous l'action de moyens de commande (16), et dans laquelle l'élément profilé (10) est monté à coulissement, - la poupée d'entraînement (15,17) est pourvue de moyens assurant sa solidarisation temporaire avec l'élément profilé (10) de façon que le déplacement relatif de ce dernier par rapport à la tête d'usinage (9), dans la direction longitudinale (yy'), soit assuré au moins en partie par le déplacement de cette poupée d'entraînement (15,17). 2.-Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux poupées de maintien (11,13) sont disposées de part et d'autre de la tête d'usinage (9). 3.-Machine suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux poupées d'entraînement (15,17). 4.-Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les poupées d'entraînement (15,17) sont disposées de part et d'autre des poupées de maintien (11,13). 5.-Machine suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que au moins les poupées de maintien (11,13) sont pourvues d'un mandrin rotatif comportant un dispositif de serrage de l'élément profilé (10) apte à assurer son positionnement autour de son axe longitudinal (yy'). 6.-Machine suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commande (16) du déplacement d'au moins les poupées d'entraînement (15,17) aptes, en fonction des diverses phases d'usinage à réaliser, à assurer l'entraînement de l'élément profilé (10) à l'aide soit d'une soit de plusieurs poupées d'entraînement (15,17). 7.-Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de commande (16) sont aptes à synchroniser les mouvements des poupées d'entraînement (15,17) de l'élément profilé (10) afin de réaliser un déplacement continu de celui-ci lors de l'opération d'usinage. 8.-Machine suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête d'usinage (9) comporte des moyens de déplacement dans le sens longitudinal (yy') de l'élément profilé (10).