DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Classiquement, il est rare que la gamme de fabrication complète d'une pièce puisse être réalisée par une seule et même machine-outil.

Ainsi une pièce, tout au long de sa fabrication, est déplacée d'une machine-outil à une autre jusqu'à sa finalisation.

Ce type classique de fabrication présente des inconvénients, parmi ceux-ci : - le déplacement d'une machine-outil à une autre amène des problèmes de répétabilité, c'est à dire de dispersion dans le repositionnement de la pièce d'une machine-outil à l'autre, - les opérations de maintenance d'une des machines provoquent un temps d'attente en amont et en aval sur les autres, - les opérations d'usinage nécessitant un temps plus long sur une machine provoquent un temps d'attente en amont et en aval sur les autres, - le déplacement d'une machine à une autre constitue une durée non négligeable dans le temps total de fabrication.

Les paramètres sur lesquels se sont basés jusqu'à aujourd'hui les concepteurs de machines-outils et de chaînes d'usinage ou plus généralement de fabrication, se situent au niveau des temps de cadences, de la diminution des coûts et de la réalisation du plus d'opérations possibles en temps masqué.

Ainsi, il existe en art antérieur des machines-outils d'usinage polyvalentes telle celle décrite dans la demande

internationale n° WO 97/27026 déposée par la demanderesse, qui comprend un coulant porte électrobroche susceptible de se mouvoir sur trois axes, les outils étant interchangeables et les déplacements étant réalisés à grande accélération. Les possibilités d'une telle machine- outil permettent tout en les accélérant, de concentrer un maximum d'opérations sur une même machine-outil optimisant lesdits paramètres.

Toujours dans le cadre d'une optimisation des paramètres ci-dessus cités, ont été conçues des machines- outils proposant deux électrobroches indépendantes ou partiellement indépendantes dites machines bibroches, telle celle décrite dans la demande internationale n° WO 01/17723 déposée par la demanderesse ou celle décrite dans le document américain n°US 5 944 643. Ainsi, lorsqu'une phase d'usinage assurée par un outil présent à l'extrémité d'une première électrobroche est terminée sur la pièce, une deuxième phase peut commencer sans temps d'arrêt au moyen d'un outil présent à l'extrémité de la deuxième électrobroche, la première électrobroche s'écartant de la pièce et se dirigeant vers son dispositif de changement d'outils réalisant ainsi les opérations de changement d'outils en temps masqué. Ces machines-outils bibroches ont été réalisées afin de doubler les capacités d'une machine-outil monobroche polyvalente telle celle décrite dans la demande internationale n° WO 97/27026 sans les inconvénients d'une simple juxtaposition de deux machines- outils.

S'il a été effectivement constaté que le gain de productivité obtenu compense largement le surcoût de l'achat d'une machine-outil du type bibroche, la flexibilité dans le changement d'outils ne peut dépasser un certain stade et malgré la standardisation des interfaces de fixation entre l'outil et 1'électrobroche, certains outils nécessaires à la réalisation de certaines pièces ou de certaines opérations ne peuvent faire partie

des outils emmagasinés ou ne peuvent pas être utilisés par une électrobroche classique.

Un exemple représentatif des problèmes rencontrés se situe dans la fabrication des culasses de moteurs qui exige notamment dans la réalisation de l'usinage des sièges et guides de soupapes une précision de plus en plus grande.

Cette précision est limitée dans le cadre de l'utilisation d'un outil dit de Uforme''qui est particulièrement complexe, onéreux et non adaptable à la réalisation d'une autre forme que celle pour laquelle il a été conçu.

Cette grande précision peut être atteinte par l'utilisation d'un outillage spécial de chariotage par interpolation qui est classiquement mis en oeuvre sur une machine-outil spéciale. Ainsi, après la réalisation des usinages"classiques"au moyen par exemple, d'une ou de plusieurs des machines décrites ci-dessus, la culasse est déplacée vers une machine-outil spéciale susceptible d'apporter la précision requise dans l'usinage. Ce type de procédé d'usinage présente non seulement les inconvénients précités mais également des problèmes plus spécifiques.

DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à obvier aux problèmes de répétabilité que peut rencontrer une chaîne de fabrication d'une pièce exigeant le déplacement d'une machine à une autre plus spécialisée.

Un autre objectif des recherches est d'obvier le problème spécifique de la gamme d'usinage de la culasse qui nécessite aujourd'hui le changement de machines-outils et la création d'outils de"forme"spéciaux.

Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'une machine-outil qui est remarquable en ce qu'elle regroupe sur un même bâti et agissant à l'intérieur d'une même station d'usinage

- un premier module comportant un outillage spécial dédié à une opération spéciale, et - un deuxième module polyvalent comportant au moins une électrobroche susceptible de se mouvoir relativement par rapport à une pièce et d'accueillir une pluralité d'outils.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de réaliser des successions inédites d'opérations sur une même machine là où au moins deux machines étaient nécessaires dans l'art antérieur. En effet, les machines-outils dites bibroches de l'art antérieur c'est à dire à deux électrobroches n'ont pas pour vocation d'assurer des usinages spéciaux ou de dédier une des broches à un usinage particulier mais plutôt de doubler les capacités d'une machine-outil monobroche polyvalente de façon à notamment réaliser les changements d'outils en temps masqué. La flexibilité ou la polyvalence d'utilisation des machines-outils de l'art antérieur proviennent des électrobrochés normales utilisées qui sont constituées d'un moteur électrique dont une extrémité du rotor est équipée d'une interface susceptible de coopérer avec un dispositif porte-outil standard tel un cône HSK.

La caractéristique de l'invention décrit une machine- outil du type bibroche associant une machine-outil spéciale dédiée à un usinage ou à une opération spécifique, à une machine-outil monobroche polyvalente qui n'est pas susceptible de réaliser. dans de bonnes conditions ladite opération spécifique. Les machines- outils bibroches de l'art antérieur en doublant une machine-outil monobroche polyvalente ne sont pas susceptibles de réaliser ladite opération spéciale. En conséquence, une machine-outil spéciale serait dans tous les cas nécessaire, pour réaliser les gammes d'usinages ou de fabrications spécifiques envisagées malgré la présence d'une machine-outil bibroche polyvalente.

L'art antérieur ne décrit pas une telle spécialisation. De plus, comme expliquée, les électrobroches standardisées et polyvalentes ne peuvent <BR> <BR> <BR> <BR> mettre en mouvement certains outils. Allant : à l'encontre de ce vers quoi se dirigeaient les concepts et choix technologiques de l'art antérieur, la demanderesse a décidé de spécialiser un des modules constituant la machine-outil.

En conséquence, l'utilisation dans une même machine- outil de deux modules dont l'un est polyvalent et l'autre spécialisé est non seulement nouvelle mais également inventive car elle définit notamment un changement dans les choix de conception des machines-outils par franchissement d'un préjugé technique.

Cette nouvelle machine-outil évite le déplacement de la pièce jusqu'ici obligatoire d'une machine-outil polyvalente à une autre machine-outil spécialisée et dédiée à l'opération que peut réaliser l'outillage spécial qu'elle met en oeuvre. La suppression de ce changement apporte un gain de temps dans la chaîne de production ainsi qu'un gain de répétabilité obviant aux inconvénients de l'art antérieur.

En outre, par la présence d'un module polyvalent, la machine-outil de l'invention offre la possibilité de s'adapter à des usinages classiques et donc à des productions classiques. Le module spécialisé permet de réaliser une opération que ne peut réaliser ou ne pourrait réaliser dans de bonnes conditions, le module polyvalent.

Ce module spécialisé reste dédié au seul outillage spécial, l'opération spéciale pouvant néanmoins comprendre une pluralité de phases d'usinage.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le premier module est constitué par une deuxième électrobroche spécialisée susceptible de se mouvoir relativement par rapport à la pièce et mettant en oeuvre l'outillage dédié à l'opération

spéciale.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'êlectrobroche dudit premier module est adaptée à la mise en oeuvre d'un outil de chariotage par interpolation. Comme expliqué dans l'art antérieur, cet outil, permet de réaliser des usinages particulièrement complexes tels ceux destinés au siège de soupape en respectant les critères de précision. De même, étant donné que la forme est réalisée par déplacement d'un outil dont la trajectoire reproduit ladite forme, un seul outil peut être exploité pour réaliser une pluralité de formes contrairement aux outils de"forme"de l'art antérieur qui sont dédiés à une forme unique. Ainsi, la spécialisation d'un des modules rend la machine-outil de l'invention plus flexible que les machines-outils de l'art antérieur. Il doit être bien compris que l'interpolation proposée par un tel outil n'est pas mise en oeuvre par la mobilité du coulant mais bien par le mécanisme cinématique spécial que comporte un tel outil, mécanisme qui ne peut être mise ne oeuvre que par la spécialisation du module assurant sa mise en mouvement et non par une électrobroche standardisée.

Un autre objet de l'invention réside dans les procédés d'usinage ou de travail que peut proposer une telle machine-outil. Ainsi, un procédé d'usinage au moyen de la machine-outil de l'invention du type de celui comportant classiquement la réalisation d'un premier usinage par rapport auquel est réalisé un deuxième usinage en respectant une contrainte de positionnement, est remarquable selon l'invention en ce qu'il consiste à réaliser le premier usinage au moyen du module polyvalent et le deuxième usinage au moyen de l'outillage dédié à l'opération spéciale.

Un autre procédé d'usinage au moyen de la machine- outil de l'invention où le premier module comporte un outillage dédié au chariotage par interpolation et du type de celui comportant la réalisation d'un premier usinage par rapport auquel est réalisé un deuxième usinage de forme complexe en respectant une contrainte de coaxialité ou de concentricité, est remarquable en en ce qu'il consiste à réaliser le premier usinage au moyen du module polyvalent et le deuxième usinage au moyen de outil de chariotage par interpolation.

La réalisation de la culasse avec ses usinages classiques et ceux destinés aux guides et sièges de soupapes est particulièrement adaptée aux possibilités offertes par la machine-outil de l'invention, qui peut proposer des gammes d'usinage autorisant une meilleure gestion des outillages spéciaux.

L'application de la machine-outil à la réalisation de la culasse fera l'objet de l'exemple décrit ci-après.

En effet, 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'une machine-outil et, d'un procédé conformes à l'invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'un mode de réalisation d'une machine-outil conforme à l'invention vue en perspective, La figure 2 est un dessin en vue partielle d'un mode de réalisation de l'électrobroche spécifique du module spécialisé.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Telle qu'illustrée sur le dessin de la figure 1, la machine-outil de l'invention référencée M dans son ensemble, comporte sur un même bâti B et agissant à l'intérieur d'une même station d'usinage : - un premier module fonctionnel spécialisé 100 comportant

au moins un outillage dédié à la réalisation d'une opération spéciale sur la pièce à usiner (non illustrée), et un deuxième module fonctionnel polyvalent 200 comportant au moins un coulant 210 portant une électrobroche 211 et susceptible de se mouvoir relativement par rapport à la même pièce sur trois axes.

Conformément à l'invention et comme illustré, le premier module 100 est notamment constitué par une électrobroche 300 susceptible de se mouvoir par rapport à la pièce.

Les électrobroches 300 et 211 des premier et deuxième modules 100 et 200 sont portées chacune par un coulant indépendant 110 et 210 mobile selon trois axes par rapport à la pièce, les mêmes moyens de guidage un axe (ici l'axe X) étant partagés par les deux modules 100 et 200 qui se meuvent selon un même plan vertical défini par les axes X et Y. Les axes de rotation des deux électrobroches sont donc parallèles.

Conformément à l'invention et selon le mode de réalisation illustré, le premier module 100 est constitué par un coulant 110 susceptible de se mouvoir relativement par rapport à la pièce sur trois axes X, Y et Z, les mêmes moyens de guidages sur un axe étant partagés par les deux modules 100 et 200. En effet, selon le mode de réalisation illustré, la machine-outil M est du type de celle assurant la mise en mouvement indépendante sur au moins trois axes de deux coulants indépendants 110 et 210 servant de fourreau support-mobile à des électrobroches à l'extrémité desquelles sont mis en mouvement des outils d'usinage.

Selon le mode de réalisation illustré, les mouvements sont mis en oeuvre par des moteurs linéaires. Cette machine-outil M comporte sur un même bâti B une pluralité de moyens de guidage correspondant aux mouvements rectilignes des deux coulants selon trois axes, chacun étant associé à une motorisation linéaire assurée par un

ou plusieurs moteurs linéaires du type de ceux comportant chacun un bloc primaire mobile et un bloc secondaire fixe.

Lesdits blocs primaires mobiles indépendants desdits moteurs linéaires assurant le mouvement rectiligne indépendant de chacun des deux coulants selon au moins un des trois axes, partagent deux à deux un seul et même bloc secondaire fixe. De même, lesdits moteurs linéaires dont les blocs primaires partagent deux à deux un seul et même bloc secondaire partagent deux à deux, une seule même règle de mesure. Il en est de même avec les moyens de guidage sur l'axe de mouvement sur lequel les sous- ensembles précités sont partagés, cet axe de mouvement étant celui transversal horizontal, c'est à dire l'axe X.

L'utilisation d'un même bâti et la mise en commun d'éléments de guidage et de motorisation permettent d'envisager des possibilités qui apparaîtront ci-après.

Dans un exemple de l'exploitation du principe dé l'invention c'est à dire la spécialisation d'un des modules fonctionnels d'une machine-outil à la réalisation par exemple, d'usinage de sièges de soupape, la machine- outil est remarquable en ce que le coulant 110 du module spécialisé porte une électrobroche 300 adaptée à la mise en oeuvre d'un outil de chariotage par interpolation. Ce coulant 110 et cette électrobroche 300 sont illustrés plus en détail par la figure 2.

Comme illustrée dans cette dernière figure, l'électrobroche 300 n'est pas constituée par un moyen classique d'accueil et de fixation d'outil pu, par un moyen classique de mise en mouvement. Cette électrobroche 300 de par sa spécialisation, adopte des spécificités permettant de mettre en oeuvre l'outil 400 qui est ici un outil de réalisation de l'opération d'usinage des guides G et sièges de soupape S, la forme des sièges de soupape S étant réalisée par chariotage par interpolation, technique qui nécessite un mouvement non seulement du coulant 110 porte électrobroche 300 mais également un mouvement de

l'outil 400.

Cet outil 400 ne peut pas être installé sur une électrobroche polyvalente telle celle présente dans le deuxième module fonctionnel 200 qui peut être, elle, associée à un magasin d'outils pour réaliser les usinages plus classiques.

Ladite électrobroche 300 comporte plusieurs moyens de mise en mouvement afin d'exploiter les possibilités de l'outil de chariotage par interpolation 400. Un premier moyen de mise en mouvement étant destiné au mouvement de rotation de l'outil et un deuxième moyen de mise en mouvement étant destiné aux mouvements en translation de ou des plaquettes 410 dédiées au chariotage par interpolation, mouvements en translation illustrés par la double-flèche F.

Les moyens originaux proposés par la machine-outil M de l'invention permettent d'envisager pour l'usinage des sièges et guides de soupapes des procédés d'usinage ou de travail particulièrement avantageux proposant des successions d'opérations inédites.

Conformément à l'invention, un procédé d'usinage d'une culasse comportant des guides G et des sièges S au moyen d'une machine outil du type de celle décrite ci- dessus est remarquable en ce qu'il consiste à réaliser les opérations préalables d'usinage des guides G et sièges S de soupapes au moyen du deuxième module 200 et à réaliser la finalisation des guides G et sièges S de la même culasse au moyen du premier module 100. L'utilisation d'un même bâti B et le partage des moyens de motorisation et de guidage créent des conditions de précision qui ont donc pour avantage d'autoriser la réalisation des opérations d'ébauche des usinages liés aux guides G et aux sièges de soupape S au moyen du module polyvalent ne laissant que les opérations de finition au module spécialisé 100.

Cette caractéristique n'est possible qu'à partir d'une machine-outil M conforme à l'invention regroupant sur un

même bâti B un module polyvalent flexible 200 et un module spécialisé 100.

La demanderesse a imagine un autre procédé remarquable en ce qu'il consiste à réaliser les opérations préalables et de finalisation de l'usinage des guides de soupape G ainsi que les opérations préalables d'usinage des sièges de soupape S au moyen du deuxième module 200 et à finaliser l'usinage des sièges de soupape S au moyen du premier module 100. Ce procédé a pour avantage de confiner la totalité de la réalisation du guide de soupape G au niveau du module 100, caractéristique rendue possible malgré les contraintes de concentricité inhérentes à ce type d'usinage par la machine-outil M de l'invention qui propose une mise en commun du bâti B et des moyens moteurs et de guidage sur un axe de mouvement pour les deux modules 100 et 200.

D'une manière générale, un procédé d'usinage d'une pièce de type culasse comportant des guides te des sièges de soupapes par la machine-outil de l'invention et remarquable en ce qu'il consiste à finaliser l'usinage des guides de soupape G au moyen du module polyvalent 200 et à finaliser l'usinage des sièges de soupape (S) au moyen du module 100 comportant un outillage dédié 400.

On comprend que la machine-outil et le procédé, 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 tel que définie dans les revendications.

Ainsi par exemple, le module fonctionnel spécialisé 100 peut réaliser une opération autre que de l'usinage. En outre, comme illustrée en traits interrompus courts sur la figure 2, l'électrobroche 300 dudit premier module est adaptée à la mise en oeuvre d'un outil d'usinage 400 des sièges., et guides G de soupape d'une culasse, l'usinage des sièges S étant réalisés par chariotage par interpolation.