EP0876239A1 - Precision translation guiding system - Google Patents

Precision translation guiding system

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Publication number
EP0876239A1
EP0876239A1 EP97901670A EP97901670A EP0876239A1 EP 0876239 A1 EP0876239 A1 EP 0876239A1 EP 97901670 A EP97901670 A EP 97901670A EP 97901670 A EP97901670 A EP 97901670A EP 0876239 A1 EP0876239 A1 EP 0876239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
continuous
tracks
rolling
rail
bearings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97901670A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michel Demesy
Eric Collard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0876239A1 publication Critical patent/EP0876239A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/008Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/262Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members with means to adjust the distance between the relatively slidable members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/42Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using T-, V-, dovetail-section or like guides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the device is advantageously completed by a clamping system for continuous slides to pre-load the needles in a controlled manner.
  • the device according to the invention also comprises a fixed part 11 and a movable part 12.
  • the movement is carried out using two sets of technology similar to that used for the device in FIG. 1.
  • two sets of slides are used, that is to say two continuous slides placed parallel to one another in a relatively spaced apart position. Therefore, each continuous slide each comprises two convex rolling parts 13 fixed laterally on a rail 16 of the fixed part 11.
  • Each continuous slide also has a rolling sheath consisting of two concave rolling parts 14 placed laterally at the inside a cavity 17 of the moving part 12. Continuous rolling tracks are provided on the faces located opposite, in V, on each of these bearing parts.
  • Figure 3 shows, in a perspective view, the device according to the invention.
  • the rails 16 of the fixed part 11 have been shown protruding in length to show the rollers 18 mounted in sheaths of needle bearings.
  • the sheaths 19 are inclined in a V with the same inclination as the continuous tracks of bearings marked 20.
  • assemblies with protruding needle cages that is to say having a number of needles such that these needle cages have a greater length than the length of the movable part 12, in the direction of sliding. In this way, the mobile part 12 always rests, over its entire length and whatever its position, on a maximum number of needles 18.

Abstract

A device for achieving a translational movement over several hundred millimetres that is accurate to the nearest micrometre during relative movement between a moving part and a stationary part in a mechanical machine. The device mainly uses two separate continuous parallel rails that each consist of eight continuous tracks arranged in facing pairs and defining a sideways-facing V shape on either side of a rail (10) of the stationary part (11). Needles are placed between the eight continuous tracks to enable movement of the moving part (12) relative to the stationary part (11). The spacing between the rails is maximised in order to optimise the accuracy of the assembly. The device may be used in machine tools and control and assembly machines.

Description

DISPOSITIF DE GUIDAGE EN TRANSLATION DE HAUTE PRECISION HIGH PRECISION TRANSLATION GUIDANCE DEVICE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
Domaine de l'inventionField of the invention
L'invention concerne les machines comportant des parties mobiles par rapport à un bâti, telles que les machines d'usinage, d'assemblage, de contrôle, etc. Elle concerne, en particulier, le guidage des chariots, traînards, porte-outils, tables de fixation ou têtes de broche de fraiseuses, d'aléseuses ou de centres d'usinage, c'est-à-dire de toutes les parties mobiles d'une machine-outil qui doivent se déplacer lentement avec grande précision, tout en devant supporter éventuellement des contraintes mécaniques importantes.The invention relates to machines comprising parts that are movable relative to a frame, such as machining, assembly, control, etc. machines. It relates, in particular, to guiding carriages, laggards, tool holders, fixing tables or spindle heads of milling machines, boring machines or machining centers, that is to say of all the movable parts d '' a machine tool which must move slowly with great precision, while having to possibly endure significant mechanical stresses.
Art antérieur et problème poséPrior art and problem posed
Dans le cadre de la construction de machines modernes d'usinage, d'assemblage, de contrôle, il s'avère nécessaire d'utiliser de plus en plus des systèmes de guidage de haute précision pour les structures mobiles de ces machines. Dans le domaine des guidages en translation ou linéaires, on connaît plusieurs technologies qui sont en résumé les suivantes :In the context of the construction of modern machining, assembly and control machines, it becomes necessary to use more and more high precision guidance systems for the mobile structures of these machines. In the field of translational or linear guides, several technologies are known which are summarized as follows:
- Les paliers à friction' dont le phénomène de "stick-slip", c'est-à-dire broutage, rencontrés aux faibles vitesses de déplacement, limite la précision de positionnement ;- The friction bearings ' whose phenomenon of "stick-slip", that is to say, grazing, encountered at low speeds of movement, limits the positioning accuracy;
- les paliers aérostatiques et hydrostatiques très performants, mais qui s'avèrent des solutions coûteuses, délicates à mettre en oeuvre et relativement fragiles, en particulier en ce qui concerne les paliers aérostatiques ;- very efficient aerostatic and hydrostatic bearings, but which prove to be costly solutions, difficult to implement and relatively fragile, in particular with regard to aerostatic bearings;
- les paliers sur roulements qui sont des moyens ne présentant pas les inconvénients cités ci-dessus. Dans cette dernière catégorie, on considère, en particulier, les systèmes à cage d'éléments roulants entre deux rails solidaires des parties fixes et mobiles du guidage. On entend par "éléments roulants", des billes, rouleaux ou aiguilles. On connaît aussi dans cette catégorie, des systèmes à patins de faible longueur fonctionnant avec une recirculation de billes ou rouleaux entre le patin et le rail de guidage.- Bearings on bearings which are means which do not have the drawbacks mentioned above. In the latter category, we consider, in particular, cage systems of rolling elements between two rails integral with the fixed and movable parts of the guide. The term "rolling elements" means balls, rollers or needles. Also known in this category, short length skid systems operating with a recirculation of balls or rollers between the skate and the guide rail.
Dans ces deux derniers cas, et surtout pour les systèmes à patins, que leur faible longueur défavorise, les performances obtenues avec les montages utilises de manière standard par les fabricants de roulements, sont limitées, pour des courses de 200 mm environ, à des défauts parasites des guidages, qui sont de l'ordre de 1 à 2 μm en rectitude horizontale ou verticale et 1 à 2 secondes d'arc en lacet, roulis ou tangage. Ceci se concrétise, par exemple, dans le domaine du tournage, sur un tour classique, par une tolérance de fabrication théorique de plus ou moins 5 μm, pouvant être obtenue sur une série de plusieurs pièces, quand les opérations d'usinage se déroulent normalement et sans tenir compte des réglages et de l'usure de l'outil. En tenant compte de ces deux derniers paramètres, la fourchette de plus ou moins 5 μm est bien souvent dépassée. De ce fait, les tolérances de fabrication se trouvent être plus importantes. Le but de l'invention est donc de remédier a ces inconvénients en présentant un système de guidage en translation de haute précision de conception différente en évitant d'employer un système à patins. Résumé de l'inventionIn the latter two cases, and especially for skid systems, which their short length disadvantages, the performances obtained with the assemblies used in a standard manner by the bearing manufacturers, are limited, for strokes of approximately 200 mm, to defects parasites of the guides, which are of the order of 1 to 2 μm in horizontal or vertical straightness and 1 to 2 seconds of arc in yaw, roll or pitch. This materializes, for example, in the field of turning, on a conventional lathe, by a theoretical manufacturing tolerance of plus or minus 5 μm, which can be obtained on a series of several parts, when the machining operations take place normally and without taking into account the settings and wear of the tool. Taking into account these last two parameters, the range of plus or minus 5 μm is very often exceeded. As a result, the manufacturing tolerances are found to be greater. The object of the invention is therefore to remedy these drawbacks by presenting a high-precision translational guidance system of different design by avoiding the use of a shoe system. Summary of the invention
L'objet principal de l'invention est un dispositif de guidage en translation de haute précision d'une partie de machine, le dispositif utilisant des éléments roulants entre des pistes de roulements continues disposées latéralement en V et, en regard les unes des autres, à la fois sur la partie mobile et sur la partie fixe de la machine, pour former des paliers en translation. Selon l'invention, le dispositif comprend deux glissières continues parallèles et écartées l'une de l'autre et comportant chacune :The main object of the invention is a device for guiding in high precision translation of a part of a machine, the device using rolling elements between continuous tracks of bearings arranged laterally in a V and, facing each other, both on the mobile part and on the fixed part of the machine, to form bearings in translation. According to the invention, the device comprises two parallel continuous slides spaced from one another and each comprising:
- un rail solidaire d'une des parties et ayant deux faces latérales constituées chacune de deux pistes de roulements continues disposées en V ; deux pièces de roulements solidaires de l'autre partie, ayant chacune une double face latérale interne constituée de deux pistes de roulements continues disposées en V et parallèles aux pistes de roulements continues du rail qui leur font face ; et les éléments roulants qui sont constitués d'aiguilles cylindriques placées en grand nombre dans des cages dépassantes à aiguilles entre les huit pistes continues de chacune des deux glissières continues. De préférence, les deux branches de chaque V sont orientées symétriquement par rapport à un plan horizontal .- A rail integral with one of the parts and having two lateral faces each consisting of two continuous rolling tracks arranged in a V; two bearing parts integral with the other part, each having an internal double side face consisting of two continuous rolling tracks arranged in a V and parallel to the continuous rolling tracks of the rail which face them; and the rolling elements which consist of cylindrical needles placed in large numbers in protruding needle cages between the eight continuous tracks of each of the two continuous slides. Preferably, the two branches of each V are oriented symmetrically with respect to a horizontal plane.
Le dispositif se complète avantageusement d'un système de serrage des glissières continues pour précharger de manière contrôlée les aiguilles.The device is advantageously completed by a clamping system for continuous slides to pre-load the needles in a controlled manner.
Dans sa réalisation préférentielle, les pièces de roulements sont concaves et placées chacune contre une paroi latérale interne d'une cavité de la pièce mobile. De même, les deux faces latérales de chaque rail sont constituées de préférence d'une pièce convexe de roulement placée contre une surface interne du rail.In its preferred embodiment, the bearing parts are concave and each placed against an internal side wall of a cavity of the moving part. Likewise, the two lateral faces of each rail preferably consist of a convex rolling part placed against an internal surface of the rail.
Liste des figuresList of Figures
L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de trois figures représentant respectivement:The invention and its various technical characteristics will be better understood on reading the following description, accompanied by three figures representing respectively:
- figure 1, en coupe, le schéma d'une structure d'un dispositif selon l'art antérieur ;- Figure 1, in section, the diagram of a structure of a device according to the prior art;
- figure 2, en coupe, le schéma d'un dispositif selon 1 ' invention ; et - figure 3, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention.- Figure 2, in section, the diagram of a device according to one invention; and - Figure 3, in a perspective view, the device according to the invention.
Description détaillée d'un mode de réalisationDetailed description of an embodiment
Sur la figure 1, est représentée en coupe, une partie fixe 1 du dispositif selon l'art antérieur. Cette partie fixe peut être une partie horizontale ou verticale du bâti de la machine équipée de ce dispositif. De même, est représentée en coupe, une partie mobile 2 du dispositif selon l'invention, en l'occurrence la table d'une machine-outil sur laquelle est fixée une pièce a fraiser, le socle d'un chariot ou d'un traînard de tour, etc.In Figure 1 is shown in section, a fixed part 1 of the device according to the prior art. This fixed part can be a horizontal or vertical part of the frame of the machine equipped with this device. Similarly, there is shown in section, a movable part 2 of the device according to the invention, in this case the table of a machine tool on which is fixed a workpiece, the base of a carriage or a lap stroller, etc.
Ces deux parties sont équipées chacune de deux pièces de roulement respectives, des pièces convexes de roulement 3 pour la pièce fixe et des pièces concaves de roulement 4 pour la pièce mobile, ces dernières constituant une sorte de gaine de roulement. Ces pièces sont associées par paire de manière a se faire face 1 ' une par rapport a l'autre. Ainsi, sur les faces latérales 5 d'une partie sommitale 10 constituant un rail de la partie fixe 1 est placée une pièce convexe de roulements 3. Cette pièce possède deux pistes continues de roulement inclinées l'une par rapport à l'autre pour former un V. On note que, de préférence, le V est souvent symétrique par rapport à un plan horizontal médian. En correspondance, chacune des deux pièces concaves de roulement 4 est fixée contre une surface latérale interne 6 de la pièce mobile 2 et débouchant à l'intérieur d'une cavité 7 de celle-ci. Chaque pièce concave de roulement 4 possède deux pistes continues de roulement inclinées en V, de manière correspondante aux deux pistes continues de roulement des deux pièces convexes de roulement 3. Chaque piste continue de roulement est donc parallèle à une piste continue de roulement qui lui fait face. En plaçant des rouleaux ou des aiguilles à l'intérieur de l'espace défini par deux pistes continues de roulement se faisant face, on crée ainsi une glissière continue permettant à la partie mobile 2 de se déplacer par rapport à la partie fixe sans frottement apparent.These two parts are each equipped with two respective rolling parts, convex rolling parts 3 for the fixed part and concave rolling parts 4 for the moving part, the latter constituting a kind of rolling sheath. These parts are associated in pairs so as to face one relative to the other. Thus, on the side faces 5 of a top part 10 constituting a rail of the fixed part 1 is placed a convex piece of bearings 3. This piece has two continuous rolling tracks inclined relative to each other to form a V. It is noted that, preferably, the V is often symmetrical with respect to a median horizontal plane . In correspondence, each of the two concave rolling parts 4 is fixed against an internal lateral surface 6 of the moving part 2 and opening out inside a cavity 7 of the latter. Each concave rolling part 4 has two continuous rolling tracks inclined in a V, corresponding to the two continuous rolling tracks of the two convex rolling parts 3. Each continuous rolling track is therefore parallel to a continuous rolling track which makes it face. By placing rollers or needles inside the space defined by two continuous rolling tracks facing each other, a continuous slide is thus created allowing the movable part 2 to move relative to the fixed part without apparent friction .
En référence à la figure 2, le dispositif selon l'invention comprend également une partie fixe 11 et une partie mobile 12. Le mouvement s'effectue grâce à deux ensembles de technologie similaire à celle utilisée pour le dispositif de la figure 1. Par contre, on utilise deux ensembles de glissements, c'est-à-dire deux glissières continues placées parallèlement l'une par rapport à l'autre dans un positionnement relativement écarté. De ce fait, chaque glissière continue comprend chacune deux pièces convexes de roulement 13 fixées de manière latérale sur un rail 16 de la pièce fixe 11. Chaque glissière continue possède également une gaine de roulement constituée de deux pièces concaves de roulement 14 placées latéralement à l'intérieur d'une cavité 17 de la pièce mobile 12. Des pistes continues de roulement sont prévues sur les faces se trouvant en vis-à-vis, en V, sur chacune de ces pièces de roulement .With reference to FIG. 2, the device according to the invention also comprises a fixed part 11 and a movable part 12. The movement is carried out using two sets of technology similar to that used for the device in FIG. 1. By cons , two sets of slides are used, that is to say two continuous slides placed parallel to one another in a relatively spaced apart position. Therefore, each continuous slide each comprises two convex rolling parts 13 fixed laterally on a rail 16 of the fixed part 11. Each continuous slide also has a rolling sheath consisting of two concave rolling parts 14 placed laterally at the inside a cavity 17 of the moving part 12. Continuous rolling tracks are provided on the faces located opposite, in V, on each of these bearing parts.
On comprend que les mouvements parasites infimes de la pièce mobile 2 de la figure 1 par rapport à sa pièce fixe 1, notamment en lacet, sont amplifiés par la dimension de la pièce mobile 2 par rapport à l' écartement des deux paires de pistes de roulements en V d'un côté et de l'autre du rail 6. Cette amplification ne peut avoir lieu avec un dispositif selon l'invention, qui possède deux glissières continues parallèles de roulements. En effet, ce mouvement de rotation en lacet théorique dû a d'infimes jeux d'une glissière continue est empêché par la présence de la deuxième glissière continue interdisant ce type de mouvement. L' écartement des deux glissières continues doit donc être relativement important, c'est-à-dire occuper une partie de la largeur de l'ensemble de glissement ou de guidage que constitue l'assemblage de la pièce 11 et de la pièce mobile 12. On définit, à cette occasion, un rapport de guidage qui est le rapport de la longueur L de la glissière continue sur 1 ' écartement 1 des deux glissières continues .It is understood that the minute parasitic movements of the moving part 2 of FIG. 1 relative to its fixed part 1, in particular in yaw, are amplified by the dimension of the moving part 2 relative to the spacing of the two pairs of tracks. V-shaped bearings on one side and on the other of the rail 6. This amplification cannot take place with a device according to the invention, which has two continuous parallel bearing slides. Indeed, this theoretical yaw rotation movement due to minute play of a continuous slide is prevented by the presence of the second continuous slide prohibiting this type of movement. The spacing of the two continuous slides must therefore be relatively large, that is to say occupy part of the width of the sliding or guide assembly that constitutes the assembly of the part 11 and the moving part 12 On this occasion, a guiding ratio is defined which is the ratio of the length L of the continuous slide to the spacing 1 of the two continuous slides.
La figure 3 permet de montrer, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention. On a fait figurer les rails 16 de la pièce fixe 11 dépassant en longueur pour figurer les rouleaux 18 montés dans des gaines de roulements à aiguilles. Les gaines 19 sont inclinées en V avec la même inclinaison que les pistes continues de roulements repérées 20. II est préférable d'utiliser des ensembles a cages dépassantes à aiguilles, c'est-a-dire possédant un nombre d'aiguilles tel que ces cages d'aiguilles ont une longueur plus importante que la longueur de la partie mobile 12, dans le sens du coulissement. De cette façon, la partie mobile 12 repose toujours, sur toute sa longueur et quelque soit sa position, sur un nombre maximal d'aiguilles 18.Figure 3 shows, in a perspective view, the device according to the invention. The rails 16 of the fixed part 11 have been shown protruding in length to show the rollers 18 mounted in sheaths of needle bearings. The sheaths 19 are inclined in a V with the same inclination as the continuous tracks of bearings marked 20. It is preferable to use assemblies with protruding needle cages, that is to say having a number of needles such that these needle cages have a greater length than the length of the movable part 12, in the direction of sliding. In this way, the mobile part 12 always rests, over its entire length and whatever its position, on a maximum number of needles 18.
On a figuré des vis de réglage 21 sur la paroi latérale externe 22 de la partie mobile 12, dont le but de symboliser un dispositif de serrage destiné à précharger chaque glissière continue et, plus particulièrement, à précharger les aiguilles 18. Ainsi, on rattrape par serrage le jeu latéral éventuel existant dans l'ensemble de chaque glissière continue, et on minimise de façon optimale les jeux entre les différents éléments mobiles, les uns par rapport aux autres. Il s'ensuit que la précision du dispositif de guidage en est améliorée.There have been set adjustment screws 21 on the outer side wall 22 of the movable part 12, the purpose of which is to symbolize a clamping device intended to preload each continuous slide and, more particularly, to preload the needles 18. Thus, we catch up by tightening the possible lateral clearance existing in the assembly of each continuous slide, and the clearances between the various mobile elements are optimally minimized with respect to each other. As a result, the accuracy of the guide device is improved.
En fait, le dispositif selon l'invention possède un degré de précision très élevé par la multiplicité des pistes continues de roulements 20, c'est-à-dire huit paires de pistes continues de roulement disposées en V. Ceci permet également de moyenner d'éventuels défauts.In fact, the device according to the invention has a very high degree of precision by the multiplicity of continuous rolling tracks 20, that is to say eight pairs of continuous rolling tracks arranged in V. This also makes it possible to average d '' possible faults.
En utilisant un programme de calcul électronique, il est possible de dimensionner ou de modeliser par éléments finis, chaque pièce. Ainsi, pour une course de 150 mm obtenue, grâce à un prototype, on a pu relever au moyen d'un interféromètre laser des défauts parasites inférieurs au micromètre (plus petit que 0,4 μm en rectitude et plus petit que 0,3 seconde d'arc en lacet et en tangage) . Ces tolérances répondent parfaitement aux spécifications attendues dans la conception de ce type de dispositif de guidage pour les applications prévues, notamment pour l'usinage à très haute précision.By using an electronic calculation program, it is possible to dimension or model by finite elements, each part. Thus, for a stroke of 150 mm obtained, thanks to a prototype, it was possible to detect, by means of a laser interferometer, parasitic defects smaller than the micrometer (smaller than 0.4 μm in straightness and smaller than 0.3 seconds from bow to yaw and pitch). These tolerances perfectly meet the specifications expected in the design of this type of guide device for the intended applications, in particular for very high precision machining.
Le mouvement obtenu est un mouvement relativement lent de la partie mobile, exempt de saccades, compatible avec des vitesses de déplacement très faibles et des précisions de positionnement de quelques centièmes de micromètre, telles qu'on est en droit de les attendre dans le cadre de l'usinage de haute précision de pièces mécaniques . Les glissières continues ou les éléments de glissières utilisés dans le dispositif selon l'invention sont connus et commercialisés. En conséquence, la réalisation d'un tel dispositif n'est pas d'un coût très onéreux.The movement obtained is a relatively slow movement of the mobile part, free of jerks, compatible with very low movement speeds and positioning accuracies of a few hundredths of a micrometer, as we are entitled to expect in the context of high precision machining of mechanical parts. Continuous slides or slide elements used in the device according to the invention are known and marketed. Consequently, the production of such a device is not very expensive.
On peut préciser que ce type de dispositif peut être utilisé pour l'usinage traditionnel par machine-outil ou dans le cadre de techniques de précision de très haut niveau. It can be specified that this type of device can be used for traditional machining by machine tool or in the context of very high level precision techniques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de guidage en translation de haute précision d'une partie de machine, utilisant des éléments roulants (18) entre des pistes de roulement continues (20) disposées latéralement en V et en regard les unes des autres deux par deux, à la fois sur une partie mobile (12) et une partie fixe (11) de la machine, pour former des paliers en translation, caractérisé en ce qu'il comprend deux glissières continues parallèles et écartées l'une de l'autre et comportant chacune :1. A device for guiding in translation of a high precision part of a machine, using rolling elements (18) between continuous rolling tracks (20) arranged laterally in V and facing each other two by two, at the times on a movable part (12) and a fixed part (11) of the machine, to form bearings in translation, characterized in that it comprises two continuous parallel slides spaced from one another and each comprising:
- un rail (16) solidaire d'une des parties (11) ayant deux faces latérales constituées chacune de deux pistes de roulement continues (20) disposées en V ;- A rail (16) secured to one of the parts (11) having two lateral faces each consisting of two continuous rolling tracks (20) arranged in a V;
- deux pièces de roulements (14), solidaires de l'autre partie (12) ayant chacune une double face latérale interne constituée de deux pistes de roulements continues (20) disposées en V et parallèles chacune à une piste de roulements continue (20) du rail qui leur font face ; et- two pieces of bearings (14), integral with the other part (12) each having an internal double side face consisting of two tracks of continuous bearings (20) arranged in V and parallel each to a track of continuous bearings (20) rail facing them; and
- les éléments roulants (18) qui sont constitués d'aiguilles cylindriques placées en grand nombre dans des cages dépassantes à aiguilles entre les huit pistes de roulements continues (20) des deux glissières continues. - The rolling elements (18) which consist of cylindrical needles placed in large numbers in protruding needle cages between the eight continuous rolling tracks (20) of the two continuous slides.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inclinaisons des pistes de roulement continues (20) en V sont symétriques par rapport à un plan horizontal.2. Device according to claim 1, characterized in that the inclinations of the continuous tracks (20) in V are symmetrical with respect to a horizontal plane.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un système de serrage (21) des glissières continues pour précharger de manière contrôlée les aiguilles (18) . 3. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a clamping system (21) of the continuous slides for preloading the needles (18) in a controlled manner.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de roulements (14) sont concaves et placées chacune contre une paroi latérale interne (16) d'une cavité (17) de la pièce mobile.4. Device according to claim 1, characterized in that the bearing parts (14) are concave and each placed against an internal side wall (16) of a cavity (17) of the movable part.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux faces latérales de chaque rail (10) sont constituées d'une pièce convexe de roulement (13) placée contre une surface interne (15) du rail (10) . 5. Device according to claim 1, characterized in that the two lateral faces of each rail (10) consist of a convex rolling part (13) placed against an internal surface (15) of the rail (10).
EP97901670A 1996-01-26 1997-01-24 Precision translation guiding system Withdrawn EP0876239A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9600921 1996-01-26
FR9600921A FR2744050B1 (en) 1996-01-26 1996-01-26 HIGH PRECISION TRANSLATION GUIDANCE DEVICE
PCT/FR1997/000146 WO1997027025A1 (en) 1996-01-26 1997-01-24 Precision translation guiding system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0876239A1 true EP0876239A1 (en) 1998-11-11

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ID=9488506

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