Brevet FR2860296A1 — publié le 20050401

- 1 - DISPOSITIF D'ÉQUILIBRAGE ET PROCÉDÉ DE TRAVAIL DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des machines-outils et notamment aux adaptations permettant de 5 réaliser l'opération d'équilibrage dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR L'opération d'équilibrage obéit dans l'art antérieur à plusieurs principes principaux. Un procédé d'équilibrage présente classiquement les opérations suivantes. - introduction - mesure du balourd de la pièce non équilibrée, débalourdage si possible et nécessaire c'est à dire équilibrage par ajout et/ou enlèvement de matière, - vérification de l'équilibrage - évacuation de la pièce. Pour mettre en oeuvre ce procédé, plusieurs types de dispositifs existent. Un premier type de dispositif dit transfert rotatif présente un chemin de déplacement circulaire pour la pièce à équilibrer qui accède successivement aux postes fonctionnels suivants. - poste de chargement de la pièce, - premier poste de mesure du balourd, poste de débalourdage c'est à dire d'enlèvement ou d'ajout de matière à des fins d'équilibrage, - deuxième poste de mesure du balourd, - poste de déchargement de la pièce. Un deuxième type de dispositif dit transfert en ligne présente un chemin de déplacement rectiligne pour la pièce à équilibrer. Un troisième type de dispositif dit monoposte assure sur une seule machine, l'ensemble des opérations réalisées par un dispositif de type transfert. Ces dispositifs présentent néanmoins plusieurs 30 35 - 2 - inconvénients. Ainsi, par exemple, les dispositifs transfert présentent une architecture qui augmente inutilement le temps du cycle et surdimensionne certains sous-ensembles fonctionnels. C'est le cas lorsque par exemple une pièce est jugée non susceptible d'être équilibrée, cette dernière suit le même chemin qu'une pièce exploitable avant d'être évacuée. De même, l'opération de débalourdage par ajout ou enlèvement de matière assure une réalisation optimale de la pièce. Le contrôle que l'équilibre a bien été atteint ne constitue qu'une opération ponctuelle qui, dans le cadre d'un lot de pièces homogènes, peut n'être réalisée que sur un nombre limitée de pièces (on parle alors de contrôle fréquentiel). Or, l'architecture de type transfert comprend obligatoirement une opération de contrôle ou du moins un passage de la pièce devant le poste de contrôle. Ces opérations et ces déplacements supplémentaires suscitent des temps de cycle d'opérations d'équilibrage 20 particulièrement longs. Afin de pallier cet inconvénient, les concepteurs de machines-outils dans ce domaine ont conçus des sous-ensembles fonctionnels de mise en mouvement surdimensionnés capables, dans par exemple les opérations de mesure et de contrôle du balourd, d'amener les pièces à une vitesse de rotation particulièrement élevée dans un temps très court. Ce surdimensionnement a pour effet d'augmenter le coût de l'installation. Le troisième type de dispositif dit monoposte essaie de pallier les inconvénients précités en évitant les déplacements de la pièce d'un poste à un autre. Néanmoins, la réalisation d'un sous-ensemble fonctionnel porte-pièces capable de résister aux contraintes d'un usinage handicape les opérations de mesure aussi bien du fait de l'inertie de l'ensemble que du fait d'une répétabilité moins optimisée. - 3 - DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce que constatant la demanderesse a mené des recherches visant à obvier aux inconvénients précités en concevant un dispositif d'équilibrage par ajout ou enlèvement de matière susceptible de diminuer le temps de cycle et de présenter un coût moindre tout en respectant largement les critères de qualité inhérents à une telle opération. Selon l'invention, le dispositif d'équilibrage de 10 l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué par au moins. - deux stations de mesure du balourd, - un poste de chargement et un poste de déchargement de pièce et, - un poste de débalourdage comprenant deux stations de tenue de pièce, agencés les uns par rapport aux autres de façon à former au moins deux lignes de déplacement de pièces comportant chacune une station de mesure de balourd et une station de tenue de pièce de sorte qu'une pièce fasse l'objet d'une opération de débalourdage pendant les opérations de mesure de balourd d'au moins une autre. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet la réalisation de l'opération d'équilibrage ou de mesure en temps masqué. En effet, le dédoublement des stations de mesure et de tenue pièce pour le poste de débalourdage permette de créer deux flux de pièces indépendants. Ce gain de temps permet de redéfinir le dimensionnement des sous-ensembles d'entraînement de la pièce pour les postes de mesures. Ainsi, le gain de temps permet de ne pas surdimensionner les moyens de mise en mouvement pour atteindre une vitesse de rotation élevée. De plus, le montage porte-pièces de la station destinée à l'opération de débalourdage ne requiert pas la précision qu'exigent les appuis du montage porte-pièces de la station dédiée à l'opération de mesure. - 4 - Aussi, le dispositif de l'invention présente un coût moins élevé que ceux de l'art antérieur. Dans ce type de dispositif, le poste de mesure de balourd assure aussi bien la mesure du balourd avant équilibrage que la mesure du balourd après équilibrage pour vérification. En effet, la technologie est la même et le dispositif de l'invention est particulièrement avantageux en ce qu'il part du principe qu'une seule station permet de réaliser les deux opérations ce qui n'était envisagé dans l'art antérieur que sur les dispositifs monopostes avec les inconvénients précités. De plus, la qualité est optimisée car les montages porte-pièces sont dédiés aux postes ou stations réalisant des opérations spécifiques. Ainsi, le montage de la station porte-pièces pour l'opération de mesure du balourd ne comprend pas les dimensions ni les moyens de serrage particulièrement importants du montage porte-pièces nécessaire à l'opération de débalourdage par ajout ou enlèvement de matière. Un autre avantage du gain de temps obtenu grâce à la réalisation des opérations en simultané que propose le dispositif de l'invention, réside dans la possibilité de consacrer plus de temps à l'opération de débalourdage. La présence des deux flux de pièces entre les stations de mesures et les stations de tenue pièces du poste de débalourdage permet de ne nécessiter la présence que d'un seul moyen de débalourdage. Cette multiplication des flux participe à la diminution du temps de cycle et donc à celle du coût d'un tel dispositif. L'invention concerne également le procédé de travail d'un tel dispositif. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, - 5 - donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif et d'un procédé de travail conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention illustrant une phase intermédiaire, La figure 2 est un dessin schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention illustrant le temps masqué permis par le dispositif. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin des figures 1 et 2, le dispositif d'équilibrage référencé D dans son ensemble est constitué par deux stations de mesure du balourd 100 et 100', d'un poste de chargement et de déchargement 200 et d'un poste de débalourdage 300 comprenant deux stations 310 et 310' de tenue de pièces, les différents éléments étant agencés les uns par rapport aux autres de façon à ce qu'une pièce P puisse être équilibrée pendant les opérations de mesure d'une autre pièce P. Conformément à l'invention et comme illustré, le dispositif D comprend un sous-ensemble d'alimentation 210 en pièces P ainsi qu'un sous ensemble d'évacuation 210' des pièces P qui se situent sur le chemin de déplacement des pièces P entre les postes de mesure 100 et 100' et le poste d'équilibrage 300. Conformément à l'invention et comme illustré, le poste de débalourdage 300 comprend deux stations de débalourdage porte-pièces 310 et 310' qui se partagent un seul et même sous-ensemble fonctionnel de débalourdage par enlèvement ou par ajout de matière 320. En effet, la réalisation en temps masqué de l'opération de mesure sur une pièce pendant l'opération d'équilibrage de l'autre a pour avantage de ne nécessiter qu'un seul moyen ou module de débalourdage. - 6 - Comme illustré sur les dessins des figures 1 et 2, le sous-ensemble fonctionnel 300 adopte un mouvement de va-et-vient dit mouvement pendulaire pour aller d'une station de débalourdage 310 à une autre 310' et vice-versa lui assurant une bonne position de travail selon l'ordre d'arrivée des pièces à équilibrer. Conformément à l'invention, le dispositif D comprend une structure symétrique composée de deux lignes de déplacement L et L' (qui peuvent être identiques ou différentes) de déplacement de pièces P parallèles l'une par rapport à l'autre comportant chacune à une première extrémité une station de mesure de balourd 100 et 100' et en deuxième extrémité un poste de débalourdage 300 constitué d'une station porte-pièces 310, et 310', devant lesquels se déplace selon une direction perpendiculaire auxdites lignes, un sous-ensemble fonctionnel de débalourdage par enlèvement ou par ajout de matière 320. Lesdites lignes de déplacement L et L' sont chacune associées à un moyen de déplacement 400 et 400' des pièces pour les faire passer: - du poste d'alimentation 210 à la station de mesure respectivement 100 et 100', - de la station de mesure 100 et 100' au poste de sortie 210' ou aux stations porte-pièces 310 et 310' du poste de 25 débalourdage, - des stations 310 et 310' du poste de débalourdage au poste de sortie 210' ou aux stations de mesure/contrôle respectivement 100 ou 100'. Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, ces moyens de déplacement 400 et 400' des pièces P sur leur ligne respective L et L' sont constitués par un portique porte-pièces mettant en mouvement un moyen de préhension de type pince 410 et 410'. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le sous-ensemble fonctionnel de débalourdage 320 est constitué par un moyen 10 35 - 7 d'enlèvement de matière de type module de perçage assurant la mise en mouvement de rotation à son extrémité 321 orientée vers les modules porte-pièces 310 et 310' d'un outil 322 de type foret. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le type de pièce est différent selon la ligne de déplacement L ou L'. Le dispositif D de l'invention permet d'adopter des procédés de travail particulièrement avantageux. Conformément à l'invention, le procédé de travail adapté au dispositif d'équilibrage de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à décharger la pièce venant d'être mesurée dans le cas où son déséquilibre n'est pas rattrapable. Ce procédé de travail ne pouvait pas être adapté à un dispositif de l'art antérieur qui soit monopolisait le poste polyvalent assurant le cycle d'équilibrage soit obligeait à transférer la pièce devant l'ensemble des postes. De même, le procédé est remarquable en ce qu'il consiste à équilibrer une pièce par enlèvement ou ajout de matière pendant l'opération de mesure d'une autre pièce. Ce procédé est illustré en figure 2 dans laquelle une pièce P1 vient d'être placée par la pince 410 du portique 400 dans le module porte-pièces 310 du poste d'équilibrage 300 correspondant à une première ligne L de pièces et dans laquelle une pièce P2 vient d'être placée par la pince 410' du portique 400' dans le poste de mesure 310' correspondant à la deuxième ligne de pièce L'. Le sous-ensemble fonctionnel d'équilibrage par ajout ou enlèvement de matière vient ensuite s'avancer vers la pièce P1 pour réaliser l'opération d'équilibrage proprement dite pendant que le poste de mesure entre en mouvement pour mesurer P2. Une fois la pièce P1 équilibrée, la pince 410 du portique 400 de la ligne L vient la dégager du module porte pièce 310 pour la diriger vers le poste de déchargement 210'. 15 - s - Une fois la pièce P2 mesurée, la pince 410' du portique 400' de la ligne L' vient dégager la pièce P2 du poste de mesure 100' pour la diriger vers le poste d'équilibrage 300 dans lequel le sous-ensemble fonctionnel d'ajout ou d'enlèvement de matière s'est déplacé vers le module portepièces 310' de la ligne L' afin de démarrer une nouvelle opération d'équilibrage. De plus, le dispositif de l'invention permet de décharger la pièce venant d'être équilibrée sans revenir au poste de contrôle d'équilibrage. Comme pour l'évacuation des pièces jugées moins bonnes, ce principe ne pouvait être appliqué aux dispositifs de l'art antérieur pour les mêmes raisons évoquées plus haut. On comprend que le dispositif d'équilibrage et le procédé de travail adapté, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications. Ainsi par exemple, le type de pièces susceptibles d'être équilibrées par un tel dispositif, n'est pas limitatif. Ainsi, le type de pièce peut être différent selon la ligne ou le flux de déplacement. De même, le type d'équilibrage est indifférent et peut être réalisé par ajout ou enlèvement de matière. De plus un tel dispositif permet d'envisager un procédé de travail particulièrement efficace en ce qu'il consiste à réaliser une opération de mesure de balourd dans chaque station de mesure pendant l'opération de débalourdage. - 9 - REVENDICATIONS 1. Dispositif d'équilibrage (D) de pièce, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est constitué par au moins: - deux stations de mesure du balourd (100 et 100'), - un poste de chargement (210) et un poste de déchargement de pièce (210') et, - un poste de débalourdage (300) comprenant deux stations de tenue de pièce (310 et 310') , agencés les uns par rapport aux autres de façon à former au moins deux lignes de déplacement (L et L') de pièces (P) comportant chacune une station de mesure de balourd (100 ou 100') et une station de tenue de pièce (310 ou 310') de sorte qu'une pièce (P1) fasse l'objet d'une opération de débalourdage pendant les opérations de mesure de balourd d'au moins une autre (P2). 2. Dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1 CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend un sous-ensemble d'alimentation (210) en pièces (P) ainsi qu'un sous ensemble d'évacuation (210') des pièces (P) qui se situent sur le chemin de déplacement des pièces entre les postes de mesure (100 et 100') et le poste de débalourdage (300). 3. Dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le poste de débalourdage (300) comprend deux stations de débalourdage (310 et 310') qui partagent un seul et même sous-ensemble fonctionnel de débalourdage par enlèvement ou par ajout de matière (320). 4. Dispositif d'équilibrage (D) selon la 30 revendication 3, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le sous- ensemble fonctionnel de débalourdage (320) adopte un mouvement de va-et- vient pour aller d'une station de débalourdage (310 ou 310') à une autre (310' ou 310). 5. Dispositif d'équilibrage (D) selon la 35 revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend une structure composée de deux lignes de déplacement (L et 10 15 20 25 - 10 - L') de pièces (P) parallèles l'une par rapport à l'autre comportant chacune à une première extrémité une station de mesure de balourd {100 et 100') et en deuxième extrémité un poste de débalourdage (300) constitué d'une station porte-pièces {310 et 310') devant laquelle se déplace selon une direction perpendiculaire auxdites lignes (L et L'), un sous-ensemble fonctionnel de débalourdage (320). 6. Dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 5, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le sous- ensemble de débalourdage (320) est constitué par un moyen d'enlèvement de matière de type module de perçage. 7. Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le type de pièce (P) est différent selon la ligne de déplacement (L ou L'). 8. Procédé de travail du dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à décharger la pièce (P) venant d'être mesurée dans le cas où son déséquilibre n'est pas rattrapable. 9. Procédé de travail du dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à équilibrer une pièce (P) par enlèvement ou ajout de matière pendant l'opération de mesure d'une autre pièce (P). 10. Procédé de travail du dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1 où le contrôle est de type fréquentiel, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à décharger la pièce (P) venant d'être équilibrée sans revenir au poste de contrôle d'équilibrage (100 ou 100'). 11. Procédé de travail du dispositif d'équilibrage (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser une opération de mesure de balourd dans chaque station de mesure (100 et 100') pendant l'opération de débalourdage.