EP0533605A1 - Procéde et machine d'ébarbage - Google Patents

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EP0533605A1
EP0533605A1 EP92470022A EP92470022A EP0533605A1 EP 0533605 A1 EP0533605 A1 EP 0533605A1 EP 92470022 A EP92470022 A EP 92470022A EP 92470022 A EP92470022 A EP 92470022A EP 0533605 A1 EP0533605 A1 EP 0533605A1
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EP
European Patent Office
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grinding wheel
deburring
point
points
operations
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EP92470022A
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EP0533605B1 (fr
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Raymond Husson
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Pont a Mousson SA
Original Assignee
Pont a Mousson SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/18—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the presence of dressing tools
    • B24B49/183—Wear compensation without the presence of dressing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/033—Other grinding machines or devices for grinding a surface for cleaning purposes, e.g. for descaling or for grinding off flaws in the surface

Definitions

  • the present invention relates to a method of deburring a series of parts along a joint line of each part by means of a rotary grinding wheel.
  • Deburring is an important operation in the production of molded parts, in particular cast iron. It can indeed condition the good behavior of these parts in service. Thus, for example, in the case of the male end of a tubular part intended to penetrate into the socket of another tubular part with the interposition of a seal, the presence, along the resulting joint line molding, an extra thickness or a hollow can lead to a leak.
  • the deburring of parts in series by means of a rotary grinding wheel causes the wear of the grinding wheel.
  • a common practice is to monitor the quality of deburring and, when it decreases, to straighten the active profile of the grinding wheel. This is costly and limits the grain size of the grinding wheel because it is difficult to straighten a coarse grinding wheel.
  • the increase in the size of the grains makes it possible, with a moderate expenditure of energy, to increase the productivity of the deburring.
  • the invention aims to provide a deburring process avoiding any operation of straightening the grinding wheel and lends itself to automation on large series of parts even of various shapes.
  • the subject of the invention is a method of deburring a series of parts along a joint line of each part by means of a rotary grinding wheel, characterized in that, between two operations of deburring, we measure the position of at least one point active wheel, and after having thus measured the position of a predetermined number of points, the trajectory of the wheel corresponding to the wheel profile defined by these points is calculated.
  • the invention also relates to a deburring machine intended for the implementation of such a method.
  • This machine of the type comprising a rotary grinding wheel, means for moving this grinding wheel parallel to itself, and means for positioning a part having a joint line to be trimmed, is characterized in that it comprises means for measuring the position of any active point on the grinding wheel, and means for calculating the trajectory of the grinding wheel as a function of these measurements and of the profile of said joint line.
  • the deburring machine shown in Figures 1 and 2 is intended to perform serial deburring of tubular fittings in cast iron with three inlets which, in this example, are of two types: fittings 1 in Y and fittings 2 in U. These fittings are molded in two-part molds and therefore each have in their plane of symmetry, which is the joint plane of the mold, barbs which have to be removed with precision.
  • the machine comprises a carousel 3 for successive transfer of the parts 1, 2 to a deburring station 4, a grinding device 5 and a measuring device 6.
  • the carousel 3 comprises a rotary plate 7 on which are mounted several pivoting supports 8.
  • the deburring station 4 comprises a motorized spindle 9 adapted to engage the shaft of the support 8 present at this station and to give this support any desired angular orientation. Above station 4 is also provided a workpiece clamping cylinder 10 to vertical axis.
  • the grinding device 5 comprises a grinding wheel 11 in the form of a thin disc, for example 400 to 650 mm in diameter and 10 to 15 mm thick, the shaft of which, driven by a motor 12, is carried by a device 13 for moving X, Y.
  • the shaft of the grinding wheel is parallel to the direction X of movement and perpendicular to the direction Y.
  • the measuring device 6 comprises a light source 14, of the laser or other type, with a vertical axis ZZ, fixed in the vicinity of the deburring station 4 and at a higher level, and on the other hand a photoelectric cell 15 likewise axis, fixed at a level lower than that of station 4.
  • the grinding wheel 11 is new. It therefore has a known profile.
  • a part 1 or 2 being brought to station 4 by the carousel, placed in a predetermined position by the spindle 9 and blocked by the jack 10, the computer 16 calculates the trajectory of the grinding wheel until contact with the part and then along of it to perform the deburring of its joint line.
  • the axis of the grinding wheel is brought to a distance yO from the optical axis ZZ greater than the largest radius of the grinding wheel, and the grinding wheel is moved along its axis until the predetermined point M considered is at the abscissa x0 of the ZZ axis.
  • the x, y coordinates are all taken with respect to a fixed reference point O secured to the machine frame.
  • the axis of the grinding wheel is moved parallel to itself, in the direction Y, until the light flux received by the cell 15 is reduced by half.
  • the dimension y1 of the axis of the grinding wheel which is also the radius of the point M relative to the axis of the grinding wheel, is then stored by the computer 16.
  • the computer has in memory the coordinates of the n measured points, which allows it to determine those of the active or contact point for the next deburring operation. To do this, it proceeds as follows ( Figures 5 and 6).
  • the deburring of the segment AB is obtained by displacement of the point D from D1 to D2.
  • This variant makes it possible to carry out intermediate corrections between the successive calculations of the trajectory and is advantageous when it can be considered that the grinding wheel undergoes a uniform overall wear along the YY axis, relatively rapid, on which a variation in shape is superimposed. relatively slow.
  • the operations of deburring or measuring a point are carried out in masked time.
  • the method according to the invention is used for deburring burrs such as a three-dimensional joint line in space, of a part symmetrical with respect to the joint plane.

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Abstract

Suivant ce procédé, entre deux opérations d'ébarbage, on mesure la position d'au moins un point actif de la meule (11), et, après avoir ainsi mesuré la position d'un nombre prédéterminé de points, on calcule la trajectoire de la meule correspondant au profil de meule défini par ces points. Application à l'ébarbage de pièces tubulaires moulées en fonte. <IMAGE>

Description

  • La présente invention est relative à un procédé d'ébarbage d'une série de pièces le long d'une ligne de joint de chaque pièce au moyen d'une meule rotative.
  • L'ébarbage est une opération importante de la fabrication des pièces moulées, notamment en fonte. Elle peut en effet conditionner le bon comportement de ces pièces en service. Ainsi, par exemple, dans le cas du bout mâle d'une pièce tubulaire destiné à pénétrer dans l'emboîtement d'une autre pièce tubulaire avec interposition d'une garniture d'étanchéité, la présence, le long de la ligne de joint résultant du moulage, d'une surépaisseur ou d'un creux peut conduire à un défaut d'étanchéité.
  • L'ébarbage de pièces en série au moyen d'une meule rotative provoque l'usure de la meule. Une pratique courante consiste à surveiller la qualité de l'ébarbage et, quand celle-ci décroît, à redresser le profil actif de la meule. Cette manière de procéder est coûteuse et limite la taille des grains de la meule, car il est difficile de redresser une meule à gros grains. Or, l'accroissement de la taille des grains permet, avec une dépense d'énergie modérée, d'augmenter la productivité de l'ébarbage.
  • L'invention a pour but de fournir un procédé d'ébarbage évitant toute opération de redressement de la meule et se prêtant à une automatisation sur des séries importantes de pièces même de formes variées.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'ébarbage d'une série de pièces le long d'une ligne de joint de chaque pièce au moyen d'une meule rotative, caractérisé en ce que, entre deux opérations d'ébarbage, on mesure la position d'au moins un point actif de la meule, et, après avoir ainsi mesuré la position d'un nombre prédéterminé de points, on calcule la trajectoire de la meule correspondant au profil de meule défini par ces points.
  • Suivant d'autres caractéristiques :
    • on alterne les opérations d'ébarbage et les opérations de mesure d'un point;
    • on alterne les mesures de points situés dans la zone du sommet de la meule et la mesure de points situés hors de cette zone, et on déplace la meule perpendiculairement à son axe pour compenser l'usure de la zone du sommet, au moins une fois entre deux calculs de trajectoire successifs.
  • L'invention a également pour objet une machine d'ébarbage destinée à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Cette machine, du type comprenant une meule rotative, des moyens de déplacement de cette meule parallèlement à elle-même, et des moyens de positionnement d'une pièce présentant une ligne de joint à ébarber, est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mesure de la position d'un point actif quelconque de la meule, et des moyens de calcul de la trajectoire de la meule en fonction de ces mesures et du profil de ladite ligne de joint.
  • Suivant d'autres caractéristiques :
    • lesdits moyens de mesure comprennent un repère fixe et des moyens pour amener un point prédéterminé de la meule en coïncidence avec ce repère;
    • ledit repère fixe est défini par un système source lumineuse-cellule photo-électrique.
  • Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels :
    • la Figure 1 est une vue en élévation latérale d'une machine d'ébarbage conforme à l'invention;
    • la Figure 2 est une vue en plan de la machine;
    • la Figure 3 illustre schématiquement la mesure de la position d'un point actif de la meule;
    • la Figure 4 illustre schématiquement la séquence de mesure du profil de la meule;
    • la Figure 5 illustre la méthode de détermination du point actif de la meule;
    • la Figure 6 illustre la méthode de calcul de la trajectoire de la meule; et
    • La Figure 7 est une vue analogue à la Figure 4 d'une variante.
  • La machine d'ébarbage représentée aux Figures 1 et 2 est destinée à-réaliser l'ébarbage en série de raccords tubulaires en fonte à trois entrées qui, dans cet exemple, sont de deux types : des raccords 1 en Y et des raccords 2 en U. Ces raccords sont moulés dans des moules en deux parties et comportent donc chacun dans leur plan de symétrie, qui est le plan de joint du moule, des barbes qu'il convient d'éliminer avec précision.
  • La machine comprend un carrousel 3 de transfert successif des pièces 1, 2 vers un poste d'ébarbage 4, un dispositif de meulage 5 et un dispositif de mesure 6.
  • Le carrousel 3 comprend un plateau rotatif 7 sur lequel sont montés plusieurs supports pivotants 8. Dans l'exemple représenté, il y a deux supports 8 adaptés pour porter un raccord 1 et deux autres supports 8 adaptés pour porter un raccord 2, ces deux types de supports étant alternés.
  • Le poste d'ébarbage 4 comprend une broche motorisée 9 adaptée pour venir en prise avec l'arbre du support 8 présent à ce poste et pour donner à ce support toute orientation angulaire désirée. Au-dessus du poste 4 est également prévu un vérin 10 de serrage de pièce à axe vertical.
  • Le dispositif de meulage 5 comprend une meule 11 en forme de disque de faible épaisseur, par exemple de 400 à 650 mm de diamètre et de 10 à 15 mm d'épaisseur, dont l'arbre, entraîné par un moteur 12, est porté par un dispositif 13 de déplacement X, Y. L'arbre de la meule est parallèle à la direction X de déplacement et perpendiculaire à la direction Y.
  • Le dispositif de mesure 6 comprend une source lumineuse 14, de type laser ou autre, à axe vertical Z-Z, fixée au voisinage du poste d'ébarbage 4 et à un niveau supérieur, et d'autre part une cellule photo-électrique 15 de même axe, fixée à un niveau inférieur à celui du poste 4.
  • L'ensemble des mouvements du carrousel 3, de le broche 9, du vérin 10, de la meule 11 et du dispositif 13 est commandé de façon automatique par un calculateur électronique 16 doté d'un programme de base contenant notamment les données géométriques des pièces 1, 2, et en particulier de leur ligne de joint, et recevant par ailleurs des informations de la cellule 15, pour assurer le fonctionnement qui va maintenant être décrit.
  • Au départ, on supposera que la meule 11 est neuve. Elle possède donc un profil connu. Une pièce 1 ou 2 étant amenée au poste 4 par le carrousel, disposée dans une position prédéterminée par la broche 9 et bloquée par le vérin 10, le calculateur 16 calcule la trajectoire de la meule jusqu'au contact de la pièce puis de le long de celle-ci pour réaliser l'ébarbage de sa ligne de joint.
  • Puis le vérin 10 est rétracté, et une autre pièce est bloquée en position, de la même manière, au poste 4. Pendant ce transfert, la position d'un point prédéterminé de la surface active de la meule est mesurée, de la manière suivante, illustrée sur la Figure 3.
  • L'axe de la meule est amené à une distance yO de l'axe optique Z-Z supérieure au plus grand rayon de la meule, et la meule est déplacée suivant son axe jusqu'à ce que le point prédéterminé M considéré se trouve à l'abscisse x0 de l'axe Z-Z. Les coordonnées x,y sont toutes prises par rapport à un point de référence fixe O solidaire du bâti de la machine.
  • Puis l'axe de la meule est déplacé parallèlement à lui-même, suivant la direction Y, jusqu'à ce que le flux lumineux reçu par la cellule 15 soit réduit de moitié. La cote y1 de l'axe de la meule, qui est également le rayon du point M par rapport à l'axe de la meule, est alors mémorisée par le calculateur 16.
  • Le premier point M1 ainsi mesuré est situé dans la région d'un flanc de la meule (Figure 4). Ensuite, on ébarbe une deuxième pièce comme précédemment, puis on mesure comme décrit ci-dessus la position d'un second point M2 voisin de M1 et situé à une distance connue de celui-ci suivant l'axe X-X de la meule. On continue ainsi à alterner l'ébarbage d'une pièce et une mesure de point pendant n cycles. Dans l'exemple de la Figure 4, n = 8.
  • Lorsque ces n cycles dont terminés, le calculateur possède en mémoire les coordonnées des n points mesurés, ce qui lui permet de déterminer celles du point actif ou de contact pour l'opération d'ébarbage suivante. Pour cela, il procède comme suit (Figures 5 et 6).
  • Le calculateur 16 possède également en mémoire l'équation de la ligne de joint à ébarber. Pour simplifier, on supposera qu'il s'agit d'un segment de droite AB, de pente a = (yB - yA)/ (xB-xA). La droite de même pente a qui passe par un point Mi quelconque de la meule a pour équation y = ax + bi, avec yi = axi + bi. On calcule donc pour les n points mesurés la valeur de bi, et le point actif, ou point de contact, cherché est celui pour lequel bi est maximal. Ce point est désigné par C sur la Figure 5.
  • Il reste à calculer la trajectoire d'un point prédéterminé de la meule, par exemple du centre D de sa face extrême de droite (sur la Figure 6).
  • Pour l'ébarbage du point initial A par le point C, le point D est en D1 tel que xA = xD1 + xC et yA = yD1 + yC.
  • De même, pour l'ébarbage du point final B par le point C, le point D est en D2 tel que la ligne xB = xD2 + xC et yB = yD2 + yC.
  • L'ébarbage du segment AB est obtenu par déplacement du point D de D1 en D2.
  • On peut ainsi réaliser un grand nombre d'ébarbages, sur des pièces de formes diverses, sans aucun redressement de la meule. Ceci permet d'obtenir une productivité élevée de l'ébarbage et également d'utiliser une meule à gros grains, plus efficace et consommant relativement peu d'énergie d'entraînement.
  • Il est à noter que l'utilisation d'un faisceau lumineux fixe pour effectuer les mesures évite l'emploi de pièces mobiles supplémentaires et permet de réaliser ces mesures de façon rapide et fiable.
  • Dans la variante illustrée à la Figure 7, on fait appel à douze points de mesure M1 à M12, régulièrement répartis suivant l'axe X-X, dont les trois points médians M5 à M7 sont considérés comme situés dans la zone de sommet 17 de la meule. On procède alors comme suit, en alternant les ébarbages et les mesures comme précédemment :
    • mesure des points M1, M5, M2, M6, M3, M7 dans cet ordre;
    • translation de la meule suivant Y-Y pour compenser l'usure de la zone de sommet 17, cette usure étant déduite des mesures de M5, M6 et M7;
    • mesure des points M4, M5, M8, M6, M9, M7 dans cet ordre;
    • nouvelle translation de la meule suivant Y-Y;
    • mesure des points M10, M5, M11, M6, M12, M7 dans cet ordre;
    • calcul de la nouvelle trajectoire suivant la méthode décrite plus haut en regard des Figures 5 et 6.
  • Cette variante permet d'effectuer des corrections intermédiaires entre les calculs successifs de la trajectoire et est intéressante lorsque l'on peut considérer que la meule subit une usure globale uniforme suivant l'axe Y-Y, relativement rapide, à laquelle se superpose une variation de forme relativement lente.
  • Suivant une variante, les opérations d'ébarbage ou de mesure d'un point sont réalisées en temps masqué.
  • Dans une autre variante, le procédé suivant l'invention est utilisé pour l'ébarbage de bavures telles qu'une ligne de joint en trois dimensions dans l'espace, d'une pièce symétrique par rapport au plan de joint.

Claims (8)

1.- Procédé d'ébarbage d'une série de pièces le long d'une ligne de joint de chaque pièce au moyen d'une meule rotative, caractérisé en ce que, entre deux opérations d'ébarbage, on mesure la position d'au moins un point actif de la meule (11), et, après avoir ainsi mesuré la position d'un nombre prédéterminé de points, on calcule la trajectoire de la meule correspondante au profil de meule défini par ces points.
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on alterne les opérations d'ébarbage et les opérations de mesure d'un point.
3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les opérations sont réalisées en temps masqué.
4.- Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'on alterne les mesures de points situés dans la zone (17) du sommet de la meule (11) et la mesure de points situés hors de cette zone, et on déplace la meule (11) perpendiculairement à son axe pour compenser l'usure de la zone au sommet, au moins une fois entre deux calculs de trajectoire successifs.
5.- Machine d'ébarbage, du type comprenant une meule rotative (11), des moyens (13) de déplacement de cette meule parallèlement à elle-même, et des moyens (8 à 10) de positionnement d'une pièce (1, 2) présentant une ligne de joint à ébarber, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (6) de mesure de la position d'un point actif quelconque de la meule, et des moyens (16) de calcul de la trajectoire de la meule en fonction de ces mesures et du profil de ladite ligne de joint.
6.- Machine d'ébarbage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de mesure (6) comprennent un repère fixe (Z-Z) et des moyens (13) pour amener un point prédéterminé de la meule en coïncidence avec ce repère.
7.- Machine d'ébarbage suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ledit repère fixe (Z-Z) est défini par un système source lumineuse (14)-cellule photo-électrique (15).
8.- Utilisation du procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 pour l'ébarbage en trois dimensions de bavures sur une pièce.
EP92470022A 1991-08-22 1992-08-04 Procéde et machine d'ébarbage Expired - Lifetime EP0533605B1 (fr)

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FR9110536A FR2680477B1 (fr) 1991-08-22 1991-08-22 Procede et machine d'ebarbage.

Publications (2)

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EP0533605A1 true EP0533605A1 (fr) 1993-03-24
EP0533605B1 EP0533605B1 (fr) 1997-03-26

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EP (1) EP0533605B1 (fr)
AT (1) ATE150687T1 (fr)
AU (1) AU642093B2 (fr)
DE (1) DE69218530T2 (fr)
DK (1) DK0533605T3 (fr)
ES (1) ES2092970T3 (fr)
FI (1) FI923750A (fr)
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