Brevet FR2881367A1 — publié le 20060804

PROCÉDÉ DE PRISE EN COMPTE DES MESURES D'OUTIL DE COUPE DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des outils de coupe composés d'une pluralité de plaquettes de coupe et aux adaptations permettant d'en assurer la validation géométrique et dimensionnelle. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Pour la réalisation d'un usinage, il est particulièrement important de connaître avec le maximum possible de précision, les côtes de l'outil utilisé pour l'enlèvement de matière. Cette information est d'autant plus importante qu'il existe une pluralité d'outils de coupe qui présente une structure hétérogène, c'est à dire une partie support non soumise à l'usure et préformée pour accueillir les parties de coupe soumises à l'usure et devant être remplacées. Ainsi par exemple, un outil de type fraise peut être constitué par un disque sur la périphérie duquel est fixée une pluralité de plaquettes de coupe lesquelles sont soumises à l'usure et doivent donc être régulièrement remplacées. Pour ce faire, lors de leur fabrication ou lors du remplacement des plaquettes, ces outils font l'objet d'un calcul de leurs valeurs géométriques efficaces, c'est à dire des valeurs sur la base desquelles les bonnes côtes seront finalement obtenues sur la pièce lors de l'usinage. La prise de mesure sur ces outils hétérogènes est réalisée sur un banc de contrôle. Elle permet d'obtenir une côte maximale pour chaque plaquette. Il existe dans l'art antérieur, un procédé de prise en compte de ces mesures qui consiste à réaliser la division de la somme des côtes maximales par le nombre de plaquettes mesurées afin d'obtenir la moyenne arithmétique des valeurs réelles relevées et de définir ainsi une approximation de la forme efficace de l'outil. Les opérations d'usinage et notamment les courses des - 2 mouvements d'usinage sont paramétrées notamment à partir de cette valeur moyenne. En conséquence, une valeur plus ou moins grande de la côte des surfaces de coupe de l'outil fait réaliser à la machine-outil utilisant cet outil, une course plus ou moins grande dans son mouvement d'usinage. Dans le cadre d'une optimisation des critères de précision dans la réalisation des usinages, un tel procédé présente un inconvénient majeur en ce qu'il fait entrer dans le calcul, l'ensemble des plaquettes. Or, si la prise en compte des côtes réelles des plaquettes de coupe présentant une surface de coupe en saillie est naturelle (car ce sont ces plaquettes de coupe qui vont les premières venir en contact avec la pièce à usiner et définir ainsi ses côtes usinées réelles), il semble moins cohérent de faire entrer dans la moyenne les côtes de plaquettes de coupe présentant une surface de coupe en retrait (car ces dernières ne seront en contact efficace avec la pièce qu'après usure des plaquettes en saillie). Ce procédé de prise en compte basé sur une moyenne arithmétique des valeurs réelles mesurées sur l'outil peut avoir pour conséquence, des côtes présentant des défauts allant au-delà des tolérances acceptées ou une variation dans les côtes finales des pièces obtenues, variation non liée à l'usure normale des outils. En effet, la machine-outil mettant en oeuvre ce procédé va réaliser, au moins en début de durée de vie des plaquettes, une course d'usinage plus grande que celle qui lui serait nécessaire en tenant compte d'une position des surfaces de coupe des plaquettes qui ne correspond pas à celle des surfaces de coupe des plaquettes venant les premières assurer l'enlèvement de matière. Cette variation vient se combiner à d'autres paramètres difficilement quantifiables et susceptibles d'influer sur la qualité de l'usinage comme la dilatation et l'usure des pièces et des sous-ensembles participant à 3 l'opération d'usinage. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à obtenir un procédé de prise en compte des mesures des outils du type fraise comprenant des surfaces de coupe permettant d'obvier aux inconvénients précités. L'invention vise donc à mieux prendre en compte les valeurs réelles des côtes des outils d'usinage du type de ceux comprenant une pluralité de surfaces de coupe venant en contact avec une pièce à usiner afin d'optimiser la commande et notamment les courses de ces outils. Selon la caractéristique principale de l'invention, ce procédé est remarquable en ce qu'il consiste à mesurer les côtes de l'ensemble des surfaces de coupe de l'outil afin de déterminer la position réelle des surfaces de coupe et à établir pour l'outil, une côte moyenne en prenant en compte une côte de référence pour chaque surface de coupe mesurée d'un échantillon donné représentant un nombre limité de surfaces mesurées, côte de référence correspondant à celle qui, parmi les surfaces de coupe de l'échantillon, détermine la position de la surface de coupe venant la première en contact avec la pièce. Le procédé propose donc de déterminer une valeur maximale glissante pour chaque surface de coupe mesurée de l'échantillon et d'assurer le calcul de la côte moyenne de l'outil correspondant à sa forme efficace en divisant la somme de chaque côte par le nombre de surfaces de coupe mesurées. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle évite de tenir compte pour la détermination du mouvement d'usinage de l'outil du positionnement des surfaces de coupe qui ne sont pas déterminante dans la géométrie obtenue. Ce procédé évite notamment de tenir compte de surfaces de coupe qui sont en - 4 - retrait par rapport aux autres. La définition de la forme efficace de l'outil tient donc désormais compte des surfaces de coupe venant les premières en contact avec la pièce. Ce procédé permet de mieux tenir compte du défaut de positionnement d'une surface de coupe par rapport à une autre sur un même outil. Ainsi, les tolérances de positionnement des surfaces de coupe sont susceptibles de s'élargir rendant la réalisation d'un outil moins onéreuse. Selon une caractéristique de l'invention, ce sont les surfaces de coupe venant en contact tangentiel avec la surface de la pièce à usiner, qui sont mesurées. 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, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un procédé conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue d'ensemble du dessus d'une machine-outil susceptible d'utiliser l'outil faisant l'objet du procédé de l'invention, La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de côté de l'outil à proximité de la pièce, La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de détail volontairement agrandie des surfaces de coupe 30 présentes à la périphérie de l'outil. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustrée sur le dessin de la figure 1, une machine-outil référencée M dans son ensemble assure la mise en mouvement d'un outil référencé 0 par rapport à une pièce référencée V. Selon le mode de réalisation illustrée, la pièce à usiner V est un vilebrequin et comme -5 - illustré sur le dessin de la figure 2, l'outil O est du type fraise. Conformément à une opération classique d'usinage, la machine-outil M met en mouvement de rotation l'outil O puis vient mettre en contact ses surfaces de coupe avec le vilebrequin V afin d'assurer dans une course donnée vers la pièce V, un enlèvement de matière. Cette opération permet la réalisation d'une surface usinée adoptant la dimension désirée sur la pièce. Afin de réaliser cette dimension, la connaissance de la dimension réelle de l'outil est primordiale. Or, comme illustrés sur le dessin de la figure 3, des défauts de positionnement entre les surfaces de coupe 100 existent. Il apparaît notamment que la surface de coupe 100' est positionnée en saillie par rapport aux autres surfaces de coupe 100. Pour connaître les dimensions réelles de l'outil O, il est procédé à une prise de mesure qui permet de positionner l'ensemble des surfaces de coupe et notamment de repérer les surfaces de coupe en saillie telle la surface de coupe 100' ou celles en retrait telle la surface de coupe 100". Le procédé de l'invention de prise en compte de cette mesure est remarquable en ce qu'il consiste à mesurer les côtes de l'ensemble des surfaces de coupe 100, 100', 100" de l'outil o afin de déterminer la position réelle des surfaces de coupe 100, 100', 100" et à établir pour l'outil O une côte moyenne en prenant en compte une côte de référence pour chaque surface de coupe mesurée d'un échantillon donné représentant un nombre limité de surfaces mesurées, côte de référence correspondant à celle qui parmi les surfaces de coupe de l'échantillon, détermine la position de la surface de coupe venant la première en contact avec la pièce. Ce procédé permet de mieux prendre en compte les valeurs réelles des côtes des outils afin d'optimiser la - 6 commande et notamment les courses de ces outils pendant les opérations d'usinage. En effet, dans l'exemple de l'outil O illustré en figure 3, il va de soi que la surface de coupe 100' viendra la première en contact avec la surface à usiner de la pièce V car cette surface de coupe 100' est en saillie par rapport aux autres surfaces 100 et 100". C'est donc cette surface de coupe qui va réaliser ou le plus participer à la réalisation de la dimension désirée sur la pièce à usiner. La demanderesse a en conséquence judicieusement imaginé son procédé de façon à ce que, pour un échantillon donné correspondant à un nombre donné de surfaces de coupe mesurées, ce soit la mesure correspondant à la surface de coupe en saillie qui devienne la mesure de l'ensemble des surfaces de l'échantillon. Conformément à l'invention et selon un mode de réalisation préféré, le nombre de surfaces de coupe entrant dans ledit échantillon est de trois. L'étendue de l'échantillon sur lequel une côte maximale est sélectionnée, est déterminée en fonction du nombre de surfaces de coupe susceptibles de se chevaucher dans le mouvement d'usinage, c'est à dire susceptibles de suivre le même chemin et de réaliser la même côte sur la pièce. Ainsi, si le volume de matière à enlever par surface de coupe, c'est à dire par plaquette de coupe, est important, l'échantillon est constitué de peu de mesures alors que si le volume à enlever est plus petit, l'échantillon comprend plus de plaquettes mesurées. Bien entendu, les paramètres de vitesse d'avance de l'outil et celui de vitesse de coupe viennent s'associer à celui du nombre de plaquettes de coupe présentes sur la périphérie de l'outil. Sur la base d'un outil de fraisage comportant cent quatre vingt plaquettes, le procédé de l'invention permet 35 de prendre en compte les mesures de la façon suivante: - 7 - N plaquette Mesure en Mesure prise en compte -10 1 5 10 2 10 10 3 3 10 4 4 4 -5 4 6 -10 3 7 3 20 8 20 20 9 12 20 12 12 11 0 12 12 3 5 13 5 Il apparaît clairement à la lecture de ce tableau que la mesure prise en compte pour la plaquette numérotée 3 de l'échantillon de trois mesures de plaquettes tel celui contenant les mesures des plaquettes numérotées 2, 3 et 4 qui ont pour valeur mesurée 10, 3 et 4, est la mesure 10. De même, la mesure prise en compte pour la plaquette numérotée 4 de l'échantillon de trois mesures de plaquettes contenant les mesures des plaquettes numérotées 3, 4 et 5 qui ont pour valeur mesurée 3, 4 et -5, est la mesure 4. Le procédé propose donc de déterminer une côte ou valeur maximale glissante pour chaque côte de l'échantillon et d'assurer le calcul de la côte moyenne de l'outil correspondant à sa forme efficace en divisant la somme de chaque côte ainsi déterminée par le nombre de surfaces de coupe mesurées. Ainsi, ce n'est pas la somme des côtes mesurées qui est divisée par cent quatre-vingt mais la somme des mesures prises en compte selon le procédé de l'invention. Le calcul de la course de l'outil O pour la réalisation de l'usinage tient compte de la définition de la forme efficace de l'outil réalisée par le procédé. On comprend que le procédé qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a 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. Ainsi par exemple, bien que l'exemple ci-dessus décrive la prise de mesure de surfaces de coupe orientées de façon à proposer un contact tangentiel avec la surface de pièce à usiner, d'autres surfaces de coupe présentant un contact différent sont susceptibles de faire l'objet du procédé de l'invention. De même, la taille de l'échantillon, c'est à dire le nombre de côtes faisant l'objet de la détermination d'une valeur maximale, est tout à fait susceptible de varier sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de prise en compte des valeurs réelles des côtes des outils d'usinage (0) du type de ceux comprenant une pluralité de surfaces de coupe (100, 100', 100") venant en contact avec une pièce à usiner (V), CARACTÉRISÉ EN CE QU'.il consiste à mesurer les côtes de l'ensemble des surfaces de coupe (100, 100', 100") de l'outil (0) afin de déterminer la position réelle des surfaces de coupe (100, 100', 100") et à établir pour l'outil (0) une côte moyenne en prenant en compte une côte de référence pour chaque surface de coupe (100, 100', 100") mesurée d'un échantillon donné représentant un nombre limité de surfaces (100, 100', 100") mesurées, côte de référence correspondant à celle qui parmi les surfaces de coupe de l'échantillon, détermine la position de la surface de coupe venant la première en contact avec la pièce (V). 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le nombre de surfaces de coupe (100, 100', 100") entrant dans ledit échantillon est de trois. 3. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE ce sont les surfaces de coupe (100, 100', 100") venant en contact tangentiel avec la surface de la pièce (V) à usiner qui sont mesurées. 4. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE la mesure correspondant à la surface de coupe en saillie devient la mesure de l'ensemble des surfaces de l'échantillon.