ASSIE, Jean-Paul (39 rue Bernard Jouan de Kervenoa, Castres, Castres, F-81100, FR)
| REVENDICATIONS 1. Machine-outil d'usinage (M) d'une plaque de type entretoise (P), CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QU 'elle comporte sur un même bâti (100), au moins deux postes d'accueil (200 et 300) de plaques accueillant ces dernières et susceptibles de les disposer en position verticale, un module de perçage (500) venant coopérer avec au moins un des postes (200) et assurant le perçage de la plaque (P) en position verticale, le deuxième poste (300) étant disposé à côté du premier de sorte que la plaque (P) puisse se déplacer d'un poste à 1 ' autre, une opération de brochage étant réalisée sur ce deuxième poste (300) de sorte que le retour de la ou des broches du poste de brochage puisse être réalisé pendant le perçage de la plaque (P) sur le premier poste, la plaque se déplaçant d'un poste à l'autre. 2. Machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE ledit module de perçage (500) comprend au moins une broche (510) d'entraînement d'outil de perçage. 3. Machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE ledit module de perçage (500) est associé à un moyen (600) de stockage et de mise à disposition des outils accessible par ledit module. 4. Machine-outil (M) selon les revendications 1 et/ou 3, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE le moyen de stockage (600) accueille un palpeur du type de celui susceptible de venir s'installer sur une broche porte-outil. 5. Machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QU 'elle comprend sur le même bâti (100), un troisième poste (400). 6. Machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE le module d'usinage (500) et/ou la pièce (P) est équipés d'un chariot de déplacement (110) permettant leur passage d'un poste à l'autre, ET PAR LE FAIT Qu'elle comprend un moyen de détection de la position dudit chariot (HO) ainsi qu'un moyen de détection des variations de côtes dudit chariot (HO) du fait de phénomènes thermiques afin de transmettre ces informations audit module d'usinage qui les prend en compte pour la réalisation des usinages. 7. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon les revendications 1 et 4, CARACTÉRISÉ EN CE QU 'il consiste à réaliser au moyen d'un palpeur à chaque changement d'outil, une opération de mesure des usinages réalisés afin d'éventuellement recaler les différents sous-ensembles participant à l'opération de perçage. 8. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon les revendications 1 et 4, CARACTÉRISÉ EN CE QU 'il consiste à venir prendre dans le moyen (600) de stockage d'outil, ledit palpeur au moyen d'une broche porte-outil afin de réaliser au moyen du module de perçage à chaque changement d'outil, une opération de mesure des usinages réalisés afin d'éventuellement corriger les courses et positions des différents sous-ensembles participant à l'opération de perçage. 9. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU 'il consiste à réaliser un nombre limité de perçages sur la pièce sur un premier poste (200) puis à déplacer la pièce vers le deuxième poste (300) à des fins de brochage des trous venant d'être percés. 10. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon les revendications 1 et 4, CARACTÉRISÉ EN CE QU 'il consiste à venir prendre référence sur la pièce (P) au moyen d'un palpeur afin de définir des points de départ pour les usinages. 11. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU 'il consiste - à disposer une plaque (P) non percée dans un premier poste à des fins de positionnement, - à réaliser des perçages de références, et - à utiliser les perçages de références pour renouveler l'opération de positionnement et de réaliser le maintien en position par goupillage. |
DE TRAVAIL CORRESPONDANTS
DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION
La présente invention a trait au domaine de l'usinage et notamment aux adaptations permettant de réaliser dans les meilleures conditions l'usinage d'une pluralité d'ouvertures dans des plaques de très grandes dimensions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Les plaques-entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire constituent un exemple des pièces concernées par l'invention. Ces plaques sont circulaires, présentent de grandes dimensions (diamètre de plusieurs mètres) et sont traversées par un très grand nombre d'ouvertures (plusieurs milliers). Ces ouvertures sont susceptibles de présenter un profil spécifique et sont classiquement réalisées par la succession d'une opération de perçage et d'une opération de brochage.
La fabrication de telles plaques se heurte à plusieurs inconvénients, parmi ceux-ci :
- l'intervention de compétences en génie civil,
- la manutention de la plaque non-usinée ou usinée,
- le temps de préparation de ladite plaque pour le positionnement et le bridage,
le fait que les machines-outils réalisant les deux opérations sont séparées nécessitant des moyens de transfert,
- la surface au sol prise par les machines-outils existantes ,
le changement d'outils fréquemment requis pour la réalisation de milliers de trous,
- les contraintes de positionnement des entraxes des trous à respecter,
- le nombre d'interventions des opérateurs, - une évacuation des copeaux rendue difficile de par la position horizontale de la pièce pendant l'opération de perçage,
- etc ...
II existe dans l'art antérieur des dispositifs participant à différentes phases de fabrication de cette plaque .
Ainsi, par exemple, le document KR100863131 décrit une machine-outil d'usinage d'une plaque de type entretoise comportant un poste d'accueil de plaque accueillant cette dernière et susceptible de la disposer en position verticale et un module de perçage venant coopérer avec ce poste et assurant le perçage de la plaque en positon verticale.
Cette machine-outil n'assure que le perçage des ouvertures et ne propose pas d'autres opérations ni un autre poste d'accueil solidaire du même bâti.
Le document EP 0650794 décrit quant à lui une machine-outil de brochage desdites ouvertures préalablement percées. Cette machine-outil est remarquable en ce qu'elle comporte deux postes de brochage de sorte qu'en déplaçant la plaque d'un poste à l'autre. le brochage puisse être réalisé sur un premier poste simultanément avec les opérations de retour de broche sur le deuxième poste. Seul du brochage est envisagé dans ce document .
En association de ces opérations de perçage et de de brochage, des opérations de lavage, contrôle et ébavurage sont classiquement réalisées après le perçage. De plus, une opération de contrôle est également réalisée après l'opération de brochage.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à optimiser les installations participant à la fabrication de ces plaques. De plus, de nouveaux procédés ont également été imaginés sur la base de ces installations.
Ainsi un des objectifs de l'invention est de réunir sur une seule machine la quasi totalité des opérations de fabrication .
Un autre objectif de l'invention est de supprimer la quasi totalité des opérations intermédiaires existantes entre les opérations de perçage et de brochage.
Selon l'invention, la machine-outil d'usinage d'une plaque de type entretoise, est remarquable en ce qu'elle comporte
sur un même bâti,
au moins deux postes d' accueil de plaques accueillant ces dernières et équipés d'une cinématique permettant de les disposer en position verticale,
un module de perçage venant coopérer avec au moins un des postes et assurant le perçage de la plaque en position verticale,
le deuxième poste étant disposé à côté du premier de sorte que la plaque puisse se déplacer d'un poste à l'autre, une opération de brochage étant réalisée sur ce deuxième poste de sorte que le retour de la ou des broches du poste de brochage puisse être réalisé pendant le perçage de la plaque sur le premier poste, la plaque se déplaçant d'un poste à l'autre.
Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle propose de réaliser sur un même bâti plusieurs opérations en même temps. De plus, elle permet de réaliser ces opérations en position verticale ce qui va faciliter l'évacuation des copeaux.
La machine-outil de l'invention réunit sur un même bâti les deux modules fonctionnels nécessaires à l'usinage de la plaque à savoir le perçage et le brochage, ce qui permet à la demanderesse de proposer le procédé novateur qui consiste à réaliser un nombre limité de perçages sur la pièce sur un premier poste puis à déplacer la pièce vers le deuxième poste à des fins de brochage des trous venant d'être percés. Ce procédé où le brochage est associé à une autre opération, permet de réaliser les opérations de retour de broche en temps masqué.
Ce procédé ne constitue pas une simple adaptation des machines-outils et des procédés de travail de l'art antérieur. En effet, le procédé de travail d'une telle machine-outil ne consiste donc pas à la réalisation de l'ensemble des perçages puis à la réalisation des brochages mais à la réalisation d'un nombre limité de perçage et au brochage de ce nombre limité de perçages venant d'être réalisés.
Ainsi, le brochage va utiliser les perçages qui vont servir de références au brochage. De plus, le brochage va ébavurer les perçages venant d'être réalisés permettant de disposer d'une plaque propre lors des prochaines opérations de perçage.
Les effets techniques de la présence d'un poste de perçage et d'un poste de brochage sur un même bâti avec une plaque se déplaçant d'un poste à l'autre sont les suivants :
- l'opération de lavage de la plaque après perçage n'est plus nécessaire,
l'ébavurage de la plaque après perçage n'est plus nécessaire .
Ces effets techniques ne se retrouvent pas ni ne sont suggérés dans l'état de l'art.
En outre, étant donné que les trous venant d'être percés sont brochés au moins une opération de contrôle est supprimée .
Ainsi conformément à aux objectifs de l'invention, la machine-outil de l'invention supprime une pluralité d'opérations et permet de réaliser la quasi totalité des opérations liées aux phases de perçage et de brochage.
Selon un mode de réalisation préféré, le nombre de perçages réalisés simultanément durant le retour de broche est de trois. Afin d'optimiser un tel procédé, la demanderesse a avantageusement imaginé que la machine-outil est équipée de capteurs permettant de vérifier la bonne mise en position d'un chariot porte-pièce dans chaque poste d'une part ainsi que de vérifier l'éventuelle variation des côtes dudit chariot du fait d'un phénomène thermique d'autre part. En effet lors dans une telle configuration, c'est la pièce qui se déplace d'un poste à l'autre. Ces capteurs permettront de transmettre l'information au module d'usinage qui pourra la prendre en compte afin de réaliser l'usinage dans les tolérances requises.
Cette prise en compte est notamment mise en œuvre par l'équipement du module de perçage qui prévoit des axes de déplacement indépendants pour chaque broche porte outil.
Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, ledit module de perçage comprend au moins une broche d'entraînement d'outil de perçage. De plus, ledit module de perçage est associé à un moyen de stockage et de mise à disposition des outils accessible par ledit module lors de sa course. Selon un mode de réalisation préféré, ledit moyen de stockage d'outil est disposé entre les postes de perçage et de brochage. Selon un mode de réalisation, la machine-outil peut comporter deux broches de perçage.
En outre, conformément à l'invention, chaque broche porte outil de perçage est équipée d'un moyen de mise en mouvement indépendant selon un axe parallèle à l'axe de transfert de la pièce d'un poste à l'autre. Selon une autre caractéristique, la broche comporte un moyen de mise en mouvement indépendant sur trois axes.
Ces moyens de mise en mouvement indépendant vont également permettre de prendre en compte au mieux une phase de contrôle des perçages ou des brochages réalisés. Cette phase de contrôle est avantageusement mise en œuvre selon une fréquence élevée au moyen d'un palpeur du type de celui susceptible de venir s'installer sur une broche porte-outil. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit palpeur est stocké dans le moyen de stockage d'outils équipant la machine-outil.
Les procédés liés à la présence de ce palpeur sont multiples ainsi par exemple :
- un procédé consiste à réaliser au moyen d'un palpeur à chaque changement d'outil, une opération de mesure des usinages (perçages et/ou brochages) réalisés afin d'éventuellement recaler les différents sous-ensembles participant à l'opération de perçage, le brochage prenant le perçage comme référence,
- un autre procédé consiste à venir prendre dans le moyen de stockage d'outil, ledit palpeur au moyen d'une broche porte-outil afin de réaliser au moyen du module de perçage à chaque changement d'outil une opération de mesure des usinages (perçages ou brochages) réalisés afin d'éventuellement corriger les courses et positions des différents sous-ensembles participant à l'opération de perçage le brochage prenant le perçage comme référence, L'invention est donc en mesure de supprimer une opération de contrôle tout en réalisant l'opération de contrôle restante en temps caché et en partageant l'outil de contrôle correspondant pour le contrôle des différentes phases .
Un autre procédé consiste à venir prendre référence sur la pièce au moyen du palpeur afin de définir des points de départ pour les usinages.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, la machine-outil comprend sur le même bâti un troisième poste. Ces postes peuvent être disposés de sorte qu'un module d'usinage et/ou un module porte-pièce puisse se déplacer de l'un à l'autre sur un moyen de guidage partagé. Associé au fait que selon une autre caractéristique, la machine-outil comprend pour chaque poste un moyen de basculement de la plaque qui la fait passer d'une position horizontale de réception/évacuation à une position verticale de travail et vice-versa, cette machine-outil propose un moyen de réaliser des opérations de positionnement bridage même lorsque les deux autres postes sont occupés par des opérations d'usinage. De plus, elle permet d'envisager le procédé qui consiste à disposer une plaque non percée dans un premier poste à des fins de positionnement,
à réaliser des perçages de références puis à utiliser les perçages de références pour renouveler l'opération de positionnement et de réaliser le maintien en position par goupillage .
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 ou plusieurs modes de réalisation d'une machine-outil et de procédés de travail conformes à l'invention.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un dessin schématique d'une vue de face d'un mode de réalisation d'un mode de réalisation d'une machine-outil conforme à l'invention dans une position déchargement de la plaque,
La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de face de la machine-outil de la figure 1 dans une position de perçage,
La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de face de la machine-outil de la figure 1 dans une position de brochage,
La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de dessus de la machine-outil de la figure 1.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
Telle qu'illustrés sur les dessins des figures 1 à 4, la machine-outil référencée M dans son ensemble assure l'usinage d'une plaque P de type entretoise. Cette machine-outil M est équipée sur un même bâti 100 de deux postes d'usinage dont un premier 200 est un poste de perçage et l'autre 300 un poste de brochage. La pièce P se déplace d'un poste à l'autre selon la double- flèche Fl en étant mise en mouvement au moyen d'un chariot porte-pièce 110. Ce chariot 110 se déplace selon un mouvement rectiligne horizontal sur une structure de rails soutenue par le bâti 100. Ledit chariot 110 est également équipé des moyens de mise en mouvement adéquats. La disposition verticale a pour avantage de faciliter l'évacuation des copeaux au moyen d'une gouttière G prévue à cet effet et disposée sous la plaque P quelle que soit sa position. Cette disposition évite les opérations d'évacuation des copeaux.
Comme illustrée sur le dessin de la figure 1, cette machine-outil M comporte en outre un poste 400 de chargement/déchargement de la pièce P permettant de la faire passer d'une position horizontale à une position verticale dans le chariot 110 et vice-versa.
ce moyen de basculement est formé d'un plateau d'accueil horizontal susceptible notamment de recevoir les plaques vierges P de tout usinage en position horizontale et de les faire passer en position verticale pour les opérations d'usinage.
Comme illustré par le dessin de la figure 2, le module de perçage 500 vient coopérer avec le poste 200 et assure le perçage d'un nombre limité d'alésages (trois selon un mode de réalisation préféré) dans la plaque P disposée en position verticale dans le chariot 110 positionné dans le poste 200.
Le poste de brochage 300 est disposé à côté du premier 200 de sorte que le chariot 110 et donc la plaque P qu'il soutient puissent s'y déplacer.
Comme illustré sur le dessin de la figure 3, le module de broche 310 assure le brochage des alésages venant d'être réalisés. Le module de perçage peut alors changer d'outil ou échanger un outil avec un palpeur pour réaliser une opération de contrôle avant l'opération de perçage suivante. En effet, ledit module de perçage 500 est associé à un moyen de stockage 600 et de mise à disposition des outils accessibles par ledit module de perçage 500.
Selon le mode de réalisation préféré illustré en figure 4, ledit magasin d'outil 600 est disposé entre les deux postes 200 et 300 et est accessible par un opérateur afin de permettre l'échange des outils.
De plus, afin d'optimiser la qualité des usinages malgré leur durée et leur nombre, le moyen de stockage d'outils 600 accueille au moins un palpeur du type de celui susceptible de venir s'installer sur une broche porte-outil. La présence de ce palpeur permet de proposer un procédé où l'entraxe, les points de référence de la pièce et ou la qualité des usinages, seront vérifiés fréquemment et notamment à chaque changement d'outil.
Une fois le ou les brochages réalisés, la plaque P mise en mouvement par le chariot 110 revient en poste de perçage 200 pour une nouvelle série de perçages pendant le retour de ou des broches du poste de brochage.
Afin d'optimiser les temps d'usinage et du fait que l'entraxe des trous à réaliser est constant, le module de perçage comprend selon un mode de réalisation non illustré, deux broches d'entraînement d'outil de perçage.
Selon le mode de réalisation illustré, le module de perçage 500 comprend une broche 510 d'entraînement d'outil.
Étant donné le nombre particulièrement important de perçages à réaliser, plusieurs changements d'outils sont envisagés pour la réalisation de la totalité des perçages de la plaque P.
Afin de tenir compte des différents éléments de contrôle et de mesure associés aux moyens d'usinage ou au moyen de déplacement, la broche de perçage 510 est équipées de moyens de mise en mouvement indépendant selon un plan parallèle à celui de déplacement de la plaque P. Ainsi comme illustré, chaque broche porte-outil de perçage 510 est disposée sur un chariot de déplacement selon la double flèche F2 parallèle à celle de déplacement de la plaque P et la double flèche F3 perpendiculaire à cette dernière .
On comprend que les machines-outils et les procédés 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.