Brevet FR2983754A1 — publié le 20130614

Dispositif de maintien d'un panneau courbe par vérins et moyens de succion La présente invention concerne un dispositif de maintien d'un panneau courbe par vérins et moyens de succion. Pour fixer de grandes pièces minces courbes, notamment dans le domaine aéronautique, en vue de leur usinage, il est connu d'utiliser une combinaison de vérins et de dispositifs de succion, notamment de ventouses. Par exemple les documents US 5 163 793 et US 5 364 083 font connaître une table de support comportant un réseau (quadrillage) de vérins verticaux supportant à leur extrémité une ventouse articulée qui vient se fixer par aspiration sur la partie inférieure de la pièce à usiner, en l'occurrence une tôle métallique courbe. L'outil d'usinage est prévu du côté supérieur de la pièce, libéré de tout dispositif de fixation. Une telle table de support convient bien à certains types de travaux d'usinage, mais ne convient pas à des opérations exigeant une grande précision ; en effet, la tôle est maintenue de manière rigide au droit des ventouses et des vérins, mais entre les points d'application des ventouses, elle ne l'est pas et l'outil qui appuie sur la tôle peut entraîner des déformations de celle-ci dans ces endroits situés entre les points d'application du support et fausser le travail d'usinage. Par ailleurs, la portion de tôle comprise entre les points soutenus a tendance à entrer en vibration quand l'outil est utilisé, ce qui peut également être un critère de rebut de la pièce. Le but de l'invention est de remédier à ce problème et d'offrir une table de support d'un panneau courbe par vérins et moyens de succion qui ne présente pas ces problèmes mais permette au contraire une très grande précision grâce à un soutien beaucoup plus uniforme sous toute la surface du panneau courbe. L'invention atteint son but grâce à un dispositif de maintien d'un panneau mince de travail du type comportant d'une part un réseau de vérins orientés en moyenne dans une même direction et d'autre part un réseau de moyens de succion destinés à retenir le panneau par succion, caractérisé en ce que les vérins portent des plateaux rigides articulés au moins selon une ligne du réseau. Ces plateaux rigides articulés permettent de former des lignes d'appuis plans qui approximent la surface de la pièce à usiner dans des conditions qui peuvent s'avérer suffisantes pour certains types de pièces. Les plateaux articulés (directement ou indirectement comme on le verra plus loin) portés au bout des vérins permettent d'offrir une surface rigide entre les points d'application des vérins. Ces plateaux forment un maillage de toute la surface de support de la pièce à usiner, même s'ils ne sont articulés entre eux que le long de lignes du réseau de vérin (rangées ou colonnes). Autrement dit, en sortant les tiges de vérins d'une longueur appropriée, les plateaux définissent ensemble une surface facettisée qui est presque continue et est rigide, ce qui permet à un opérateur de marcher dessus en cas de besoin. La taille des plateaux est avantageusement choisie pour que le maillage de surface obtenu permette une bonne première approximation des surfaces courbes de pièces rencontrées. Dans les cas où les surfaces requièrent un soutien encore plus précis, et ce sont ces cas qui intéressent plus particulièrement l'invention, il est avantageusement prévu que chaque plateau porte les moyens de succion par l'intermédiaire d'un matelas susceptible de prendre deux états, un premier état relativement mou et un second état relativement rigide, le matelas pouvant se figer du premier état vers le second état en conservant sensiblement la forme qu'il a prise dans le premier état. Autrement dit, afin de garantir la parfaite adaptabilité de la surface facettisée de plateaux à la surface inférieure réelle du panneau de travail, l'invention prévoit un étage de matelas souple figeable dans une position correspondant de manière idéale à la forme réelle du panneau courbe. Dans ce cas, le matelas figeable porte les moyens de succion qui peuvent être constitués de ventouses disposées à la surface supérieure du matelas ou par un tapis de succion comme il en existe dans le commerce. L'ensemble de ces moyens garantit un parfait support du panneau courbe, quelle que soit sa forme réelle, même en cas de courbure complexe 30 et notamment de double courbure. Dans la définition de l'invention, par réseau de vérins « orientés en moyenne dans une même direction », on entend que les vérins peuvent être tous parallèles ou bien, s'ils ne le sont pas, ils définissent par leur orientation moyenne une direction privilégiée correspondant généralement à 35 l'orientation des vérins du centre du réseau tandis que des vérins de part et d'autre de ce centre peuvent être plus ou moins obliques par rapport à cette direction privilégiée, de manière symétrique autour du centre. Ainsi les vérins offrent un premier étage de support orienté globalement dans ladite même direction, par exemple dans la direction verticale si l'outil de travail est vertical ou dans la direction horizontale si l'outil de travail est horizontal. Les vérins peuvent être fixés dans leur orientation sur le bâti de la table et comporter en bout des bielles articulées à la fois sur le vérin et sur les plateaux pour donner à ces derniers l'orientation voulue, l'un des plateaux n'étant toutefois pas articulé pour fixer en position tous les plateaux d'une même ligne en fonction de la longueur des vérins. Selon un autre mode de réalisation, les vérins peuvent être montés articulés à la fois sur le bâti de la table et sur les plateaux pour donner à ces derniers l'orientation voulue, l'un des plateaux et/ou l'un des vérins n'étant toutefois pas articulé pour fixer en position tous les plateaux d'une même ligne en fonction de la longueur des vérins. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises seules ou en combinaison : -les plateaux intermédiaires sont carrés, par exemple avec un côté de 20 35 à 65 cm. -les plateaux intermédiaires, articulés entre eux selon une ligne du réseau de plateaux (de préférence selon une rangée transversale), peuvent être reliés chacun aux extrémités de deux vérins successifs dans la ligne, ou bien, selon un autre mode de réalisation, ils peuvent être reliés chacun à une 25 seule extrémité de vérin par l'intermédiaire d'une bielle articulée, à l'exception du plateau d'un vérin de ladite ligne qui n'est pas articulé sur son vérin (avantageusement, le plateau du vérin central de la ligne). Dans ce cas, les vérins peuvent avantageusement être tous parallèles, par exemple tous verticaux. 30 -chaque plateau porte avantageusement des moyens (trous, reliefs, etc.) destinés à fixer un ou plusieurs accessoires sur le plateau. Ces accessoires peuvent être par exemple des rehausses inclinées qu'on fixe sur certains plateaux de base pour absorber plus facilement la courbure particulière du panneau courbe à accueillir Chaque panneau peut aussi fixer 35 des reliefs de positionnement du panneau courbe, notamment dans la zone des bords dudit panneau courbe : il peut s'agir notamment de butées, de pions de positionnement coopérant avec des trous ou des lumières allongées d'organes (plaquettes) de positionnement liés au panneau courbe. -Le matelas figeable est constitué par un ensemble de matelas 5 individuels prévus sur chaque plateau. -Le matelas figeable est constitué par un ensemble de matelas individuels prévus sur chaque plateau ou pouvant prendre appui sur plusieurs plateaux successifs. -Selon un mode de réalisation avantageux, le matelas figeable 10 comprend une matière sous forme de poudre, de particules ou de billes enfermée dans une enveloppe étanche dépressurisable. -Selon un autre mode de réalisation, le matelas figeable est constitué d'un réseau de micro-vérins parallèles blocables (orientés perpendiculairement à la surface générale du matelas), monté sur une 15 plaque, venant au contact du panneau courbe puis figés en position par dépression, pression hydraulique, magnétisme, ressort interne. Les moyens de succion peuvent être constitués par des ventouses directement portées par les micro-vérins blocables, ou par un tapis de ventouse porté par les vérins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la 20 description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : -La figure 1 est une vue en perspective de face d'une table de maintien conforme à un mode de réalisation de l'invention, une seule rangée de vérins et de plateaux étant représentée en position de 25 maintien de panneau courbe. -La figure 2 est une vue en perspective de face et de de haut de la même table, dont tous les vérins et les plateaux ont été mis en position de maintien de panneau courbe. -La figure 3 est une vue schématique de face de deux vérins 30 adjacents d'une rangée, montrant les matelas figeables intermédiaires. -La figure 4 est une vue schématique en perspective d'un matelas figeable selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent le dispositif de maintien 1, ou table de 35 support, constitué d'un réseau (quadrillage de rangées et de colonnes) de vérins verticaux 10 disposés fixes sur un socle 11. Le réseau représenté ici a 16 rangées (en longueur) de 9 vérins (en largeur) à un pas d'environ 40 à 50 cm et formant donc un maillage relativement dense destinée à supporter un panneau mince courbe 20 de plusieurs mètres de largeur et de longueur, représenté schématiquement sur la figure 1. Les vérins 10 comportent un corps 12 et une tige verticale 13 qui peut sortir plus ou moins du corps 12. L'extrémité de chaque tige 13 comporte une platine soudée 14 sur laquelle est montée une articulation 15 d'une extrémité basse d'une bielle 16 dont l'extrémité haute comporte une articulation simple d'un plateau 18. Par articulation simple, on entend qu'il s'agit d'un simple pivot selon un axe, ici horizontal et parallèle aux colonnes de vérins (c'est-à-dire à la longueur de la table). Les plateaux 18 d'une même rangée, par exemple la première rangée visible sur la figure 1, sont articulés entre eux sur leurs bords adjacents, par une articulation schématisée par la référence 19 figure 3. Par exception, dans la colonne centrale de vérins 10, il n'y a ni articulation 15 ni bielle 16 : le plateau central 18 y est directement fixé horizontalement à l'extrémité de la tige du vérin central 10, de sorte que la position de ce plateau central 18 est entièrement déterminée par la longueur de tige sortie de son vérin. De ce fait, la position d'un plateau adjacent 18, de part ou d'autre de ce plateau central 18, est aussi déterminée par la longueur de tige sortie du vérin adjacent 18 et de proche en proche, l'ensemble des plateaux 18 a une position bien déterminée grâce à l'ensemble des vérins et des articulations. Les plateaux 18 d'une même rangée, par exemple la première sur la figure 1, du fait qu'ils sont liés les uns aux autres, peuvent prendre donc une certaine forme facettisée continue, notamment une forme en berceau comme représenté, indépendamment des autres rangées, en fonction de la sortie plus ou moins grande des vérins de cette rangée. On comprend qu'en fonction de la forme donnée aux 15 rangées suivantes, on peut définir une surface de soutien quelconque (cf. figure 2), y compris une surface à double courbure. Ce premier étage de surface, fait de l'ensemble des plateaux 18, constitue une surface dure qui approxime la surface réelle de la pièce 20. Pour parvenir à une parfaite adaptation à la surface 20, l'invention interpose entre chaque plateau 18 et la pièce 20 un matelas individuel 30 comportant à sa surface supérieure les moyens de succion 40. Ce matelas 30 est un matelas souple figeable, c'est-à-dire qu'il 5 possède un premier état dans lequel il est relativement souple et peut se voir imposer une certaine forme, et un second état dans lequel il est rigide et conserve la forme qui lui a été imposée quand il était souple. De nombreux matériaux peuvent répondre à cette définition, le passage du premier état dans le second état pouvant être dû par exemple à 10 une forme de réticulation (matière thermoplastique réticulée, congélation, prise de ciment, etc.). Un mode de réalisation préféré, qui à l'avantage de permettre un passage réversible d'un état à l'autre, consiste à utiliser la technique des matériaux pulvérulents mis sous vide. Ces matelas se présentent généralement (cf. figure 4) sous la forme d'une enveloppe 15 étanche 31 ayant au moins une face souple (l'autre pouvant être rigide) et remplie d'un matériau pulvérulent, par exemple un matériau microporeux, ou sous forme de billes. Chaque matelas a de 5 à 30 cm d'épaisseur et sensiblement les mêmes dimensions que les plateaux 18. L'enveloppe 31 est pourvue d'un orifice 32, qui peut être reliée par une tubulure appropriée 33 20 à une source de dépression, la tubulure étant munie d'électrovanne. Quand le matelas est à la pression atmosphérique, les grains de poudre sont mobiles dans l'enveloppe, et celle-ci est relativement souple. Quand un certain niveau de dépression est fait dans l'enveloppe, la ou les parois souples de l'enveloppe se collent sur les grains de poudre et durcissent comme un bloc 25 de sorte que le matelas 30 est rigide. La surface supérieure du matelas 30 peut porter directement des ventouses 40, comme représenté en figure 4, dont chacune est reliée d'une manière non représentée à des moyens de dépression, ou bien les ventouses peuvent être regroupée dans un tapis de ventouse, de même surface que le 30 matelas 30 et le plateau 18, tapis qui est lui-même relié aux moyens de dépression. Ainsi, selon l'invention, le panneau courbe 20 se trouve convenablement et continûment soutenu par la table de support conforme à l'invention constituée d'un maillage serré adaptable de plateaux articulés 35 enchaînés par tranches, et d'un étage de matelas biphase (mou et dur) interposé entre les moyens de succion et les maillons rigides enchaînés transversalement pour permettre la microadaptation avec la pièce. Pour la mise en place de la tôle sur la table de support de l'invention, on commence par la macroadaptation de la table en sortant les tiges de vérins du réseau de vérin (par une programmation numérique) de manière que l'ensemble des plateaux approxime au mieux la surface inférieure du panneau courbe de travail à recevoir, on positionne le panneau courbe sur la table de travail grâce à des moyens de positionnement prévus sur certains plateaux. Puis, les matelas intermédiaires étant dans leur phase molle, on vient par une force d'appui presser le panneau courbe sur la table de travail ce qui déforme les matelas intermédiaires en les faisant « coller » au plus près à ladite surface inférieure, les matelas étant en quelque sorte « moulés » par le panneau courbe : on met alors en dépression les matelas intermédiaires de manière à figer leur forme parfaitement adaptée, et on met en dépression les moyens de succion de manière que le panneau courbe puisse rester plaqué contre la table de support une fois qu'on supprime la force d'appui. Pour effectuer le placage du panneau courbe sur le matelas à l'état mou mentionné ci-dessus, on peut par exemple utiliser la tête du robot 5 axes en la munissant d'un boudin élastique qui vient, pas à pas, plaquer le panneau courbe sur les plateaux, plateau après plateau. Selon une autre méthode, on peut imposer sur les deux côtés latéraux du panneau courbe des forces de compression (par exemple par des vérins accessoires disposés sur les plateaux de la table) imposant une force de placage grâce à la courbure du panneau. L'invention peut être utilisée pour toutes sortes d'usinage, par exemple la formation de poches ou alvéoles sur une tôle préalablement étirée et roulée, cette formation d'alvéole se faisant par usinage sur une machine à 5 axes. Chaque maillon reste parfaitement rigide sous la pression de l'outil d'usinage et il n'y a pas de zone non maintenue du panneau courbe qui risque d'entrer en vibrations. REVENDICATIONS1. Dispositif de maintien (1) d'un panneau mince de travail (20), du type comportant d'une part un réseau de vérins (10) orientés en moyenne dans une même direction et d'autre part un réseau de moyens de succion (40) destinés à retenir le panneau (20) par succion, caractérisé en ce que les vérins (10) portent des plateaux rigides (18) articulés au moins selon une ligne du réseau. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plateau (18) porte les moyens de succion (40) par l'intermédiaire d'un matelas (30) susceptible de prendre deux états, un premier état relativement mou et un second état relativement rigide, le matelas (30) pouvant se figer du premier état vers le second état en conservant sensiblement la forme qu'il a prise dans le premier état. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matelas figeable est constitué par un ensemble de matelas individuels (30) prévus sur chaque plateau (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matelas figeable comprend une matière sous forme de poudre, de particules ou de billes enfermée dans une enveloppe étanche dépressurisable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de succion (40) sontconstitués de ventouses disposées à la surface supérieure du matelas (30). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de succion (40) sont constitués par un tapis de succion. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plateaux rigides (18) sont carrés, avec un côté de 35 à 65 cm. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plateaux rigides (18) sont reliés chacun aux extrémités de deux vérins successifs (10) dans une même ligne du réseau. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plateaux rigides (18) d'une ligne sont reliés chacun à une seule extrémité (14) de vérin (10) par l'intermédiaire d'une bielle articulée (16), à l'exception du plateau (18) d'un vérin (10) de ladite ligne qui n'est pas articulé sur son vérin.25