EP1203636A1 - Method of adjustment of a machine for the concurrent machining of a workpiece at several positions and device to carry out the method - Google Patents

Method of adjustment of a machine for the concurrent machining of a workpiece at several positions and device to carry out the method Download PDF

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EP1203636A1
EP1203636A1 EP01402700A EP01402700A EP1203636A1 EP 1203636 A1 EP1203636 A1 EP 1203636A1 EP 01402700 A EP01402700 A EP 01402700A EP 01402700 A EP01402700 A EP 01402700A EP 1203636 A1 EP1203636 A1 EP 1203636A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
machining
relative
units
workpiece
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01402700A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Richard Bonachera
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.)
Procedes Machines Speciales S P M S Ste
Original Assignee
Procedes Machines Speciales S P M S Ste
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 Procedes Machines Speciales S P M S Ste filed Critical Procedes Machines Speciales S P M S Ste
Publication of EP1203636A1 publication Critical patent/EP1203636A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/22—Equipment for exact control of the position of the grinding tool or work at the start of the grinding operation
    • 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
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
    • B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
    • B24B19/125—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts electrically controlled, e.g. numerically controlled
    • 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
    • B24B27/0076—Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding 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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins

Definitions

  • the present invention relates to an adjustment method a machine for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along said axis, to adapt the machine to the machining of parts which differ in this which relates to the spacing of said locations to be machined, as well as to a machine for implementing this process.
  • such machine has workpiece support and unit support machining on which several machining units exerting a clamping on the locations to be machined when they are in contact with these are mounted one behind the other following a direction parallel to the axis of the part while being movable in translation relative to each other and to their next support this direction.
  • the machine also includes means for clamping to lock the machining units in position relative to their support.
  • the workpiece support and the machining unit support are movable in translation relative to each other according to this same direction under the action of a translation system.
  • the machine further comprises means for detecting the position of the support machining units in relation to the workpiece support and detection the position of each machining unit relative to the support of these units.
  • the machine includes a control to which are connected the translation system, the position detection means, a data entry system and a visualization system.
  • the setting consisting of adaptation to different rooms, for example to switch from the machining of a first part to the machining of a second part which differs from the first by spacing at least part of the locations to be machined on the workpiece, by manual translation of each of the machining units in relation to the support of these units, with visual control by the operator of the correct positioning of the machining units after translation and manual locking in position after control.
  • This is an operation which, even with the assistance of a numerical control and a visualization system, is not only long, but also questionable since the result is directly conditioned by the operator's attention responsible for adjustment.
  • all downtime a machine involved in the production chain for example of a machine for machining crankshafts, affects the whole chain. It is the same for any adjustment defect of a machine.
  • the method according to the present invention is based on the surprising finding that on a machine with several units machining for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along this axis, involving, for the adjustment of this machine on a specified part, directly the part in question and the order of the machine, it was possible to operate this setting not only more quickly, but still more reliably, by breaking free in a large measure of the hazards inherent in any manual intervention.
  • the displacement of the first support relative to the other can be done using a translation system that can act either on the support of the workpiece, ie on the support of the machining units.
  • the support of the part can comprise for example a tip and tailstock in the case of parts driven in rotation around an axis during machining such as crankshafts, the point and the tailstock can for example be mounted on a table mobile in translation under the action of a system, for example a pinion / digitally controlled rack.
  • the support of the machining units can include, for example example, a succession of movable tool-carrying arms in translation on guide rails of said support, the tool arms preferably each carrying several tools such as for example abrasive stones or abrasive band application pads which, during machining, clamp the location to be machined together, by example a journal or crank pin in case of machining of crankshafts.
  • the support of the machining units can be movable in translation on machine guide rails under the action of a system for example with screw / nut with numerical control.
  • each machining unit of the machine can be equipped with clamping means actuated from the control of the machine for its blocking on the support of the machining units, which also avoids any manual intervention for clamping.
  • the machine as illustrated in Figures 1 and 2 is a machine for superfinishing the spans (pins and crank pins) of crankshafts, whose general structure corresponds to that of machines of this type as marketed for years by the plaintiff.
  • the machine illustrated essentially comprises a support 1 for a crankshaft 2 to be machined and a support 3 for several units machining 4.
  • the support 1 comprises a point 5 and a tailstock 6 mounted on a bench 9, jacks 7 and 8 allowing adjustment in translation in order to take the crankshafts and adapt to the length of crankshafts.
  • the support 3 is mounted movable in translation on bars guide 10, the translation of the support being effected by the action of a translation system 11 constituted here by a screw / nut system with electric motor.
  • each of the units machining 4 of the support 3 comprises an arm 12 mounted with mobility vertical and angular (slide 13, axis 14) in an arm holder 15 itself mounted with horizontal mobility on guide rails 16 of the support 3.
  • the arm 12 carries three tools 17 at its lower part angularly offset by 120 ° from each other for machining a bearing 18 of crankshaft 2 with tightening of this bearing, for example three tools for applying abrasive tape.
  • Clamping means 19 which are shown here as being of the hydraulic type are provided to block and unblock the arm holder 15 relative to the guide rails 16 of the support 3.
  • the machine according to Figures 3 and 4 differs from the machine according to Figures 1 and 2 by the fact that the support 3 of the machining units 4 is fixed and therefore does not include guide rails (10) and translation system (21), the tip 5 and the tailstock 6 of the support 1 for a crankshaft 2 being mounted with the possibility of adjustment by jacks 7 and 8 on a table 20 which is movable in translation under the action of a translation system 21 constituted here by a rack and pinion system with an electric motor.
  • control 22 preferably digital, to which are connected usually the translation system 11, 21, means 23 of position detection of the various moving parts of the machine, means 24 for entering the data relating to the parts to be machining and display means 25, as well as the means of clamping 19 which can thus be actuated, without intervention manual, directly from control 22.
  • Figures 6a to 6k which show in a simplified way the main elements of the machine according to Figure 3, namely a workpiece and its movable support in translation (crankshaft 2 to nine ranges 18.1 to 18.9, mounted between point 5 and tailstock 6), as well as a fixed support 3 with nine machining units (arms) 4.1 to 4.9 which are movable in translation relative to the support 3 and can be locked in position on the support, we have illustrated very schematically the different process steps for adjusting the this machine from a first part 2.1 to a second part 2.2.
  • the nine arms 4.1 to 4.9 are locked on the support 3 with reciprocal spacing which corresponds to the reciprocal spacing of the ranges 18.1 to 18.9 of a first crankshaft 2.1, the arms being shown not tightened on the bearings.
  • crankshaft 2.2 whose bearings 18.1 to 18.9 have greater spacing than on the first crankshaft 2.1 is fitted in place of crankshaft 2.1 between the point 5 and tailstock 6, the latter always occupying the same position (zero reference position).
  • crankshaft 2.2 is displaced, using the translation system 21 of the support 1 (tip 5 and tailstock 6) and of control 22, in a position in which the position of the arm 4.9 coincides with the position of the seat 18.9 of the crankshaft.
  • the arm 4.9 is tightened (in fact the tools 17 arm 4.9) in this position on the bearing 18.9.
  • crankshaft 2.2 is displaced, using the translation system 21 of the support 1 (tip 5 and tailstock 6) and of control 22, by driving arm 4.9 still tight on the range 18.9, in a first reference position stored in control 22 relative to the zero reference position, and we locks the arm 4.9 in this position on the support 3.
  • the arm 4.9 is released from the reach 18.9.
  • phase 6c is repeated, but to bring the crankshaft 2.2 in a position in which the arm 4.8 coincides with the bearing 18.8 of the crankshaft 2.2.
  • the arm 4.8 is released from the reach 18.8.
  • the adjustment process is similar for a machine according to Figures 1 and 2, except that the support 3 is moved in translation machining units (arms) 4 instead of moving the support 1 in translation of part 2, comprising point 5 and tailstock 6.
  • crankshaft bearing superfinishing machine does not limit anything the present invention to this application which constitutes only one illustrative example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

Pour le réglage d'une machine d'usinage sur des pièces 2 différentes comprenant plusieurs emplacements espacés à usiner simultanément, la machine comprenant un support de pièce 1 et un support d'unités d'usinage 3 sur lequel plusieurs unités d'usinage 4 sont mobiles en translation, des moyens de bridage des unités d'usinage, un système de translation 11, des moyens de détection de position du support 3 par rapport au support 1 et des unités 4 par rapport au support 3, et une commande, on utilise la pièce 1, le système de translation 11 et la commande pour chaque unité 4, pour amener et bloquer successivement chaque unité 4 à la position correcte par rapport au support 3. Application: notamment à la superfinition des portées de vilebrequins de moteurs automobiles. <IMAGE>For adjusting a machining machine on different workpieces 2 comprising several spaced locations to be machined simultaneously, the machine comprising a workpiece support 1 and a support for machining units 3 on which several machining units 4 are mobile in translation, means for clamping the machining units, a translation system 11, means for detecting the position of the support 3 relative to the support 1 and of the units 4 relative to the support 3, and a control, the part 1, the translation system 11 and the control for each unit 4, to bring and block successively each unit 4 in the correct position relative to the support 3. Application: in particular to the superfinishing of the crankshaft seats of automobile engines. <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de réglage d'une machine d'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour adapter la machine à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner, ainsi qu'à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.The present invention relates to an adjustment method a machine for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along said axis, to adapt the machine to the machining of parts which differ in this which relates to the spacing of said locations to be machined, as well as to a machine for implementing this process.

Ce problème de réglage de machines sur des pièces différentes se pose dans de nombreux domaines, par exemple pour la superfinition par pierrage ou par bande abrasive et pour le galetage des portées (tourillons, manetons) de vilebrequins de moteurs, la pièce à usiner étant dans ce cas entraínée en rotation autour de son axe pendant l'usinage des portées. Des machines de ce type sont commercialisées depuis de nombreuses années par la demanderesse.This problem of adjusting machines on parts different arises in many areas, for example for the superfinishing by honing or by abrasive belt and for burnishing bearings (pins, crankpins) of engine crankshafts, the part to be machined being in this case driven in rotation about its axis during the machining of the staves. Machines of this type are marketed for many years by the applicant.

Pour permettre son adaptation à des pièces différentes en ce qui concerne l'espacement des emplacements à usiner, une telle machine comporte un support pour la pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec ces derniers sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support suivant cette direction. La machine comprend par ailleurs des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position par rapport à leur support. Le support de la pièce et le support des unités d'usinage sont mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation. La machine comprend, en outre, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de la pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités. Enfin, la machine comprend une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, un système d'introduction de données et un système de visualisation.To allow its adaptation to different parts in this which concerns the spacing of the locations to be machined, such machine has workpiece support and unit support machining on which several machining units exerting a clamping on the locations to be machined when they are in contact with these are mounted one behind the other following a direction parallel to the axis of the part while being movable in translation relative to each other and to their next support this direction. The machine also includes means for clamping to lock the machining units in position relative to their support. The workpiece support and the machining unit support are movable in translation relative to each other according to this same direction under the action of a translation system. The machine further comprises means for detecting the position of the support machining units in relation to the workpiece support and detection the position of each machining unit relative to the support of these units. Finally, the machine includes a control to which are connected the translation system, the position detection means, a data entry system and a visualization system.

Sur les machines connues, le réglage consistant en l'adaptation à des pièces différentes, par exemple pour passer de l'usinage d'une première pièce à l'usinage d'une seconde pièce qui diffère de la première par l'espacement d'une partie au moins des emplacements à usiner sur la pièce, s'effectue par translation manuelle de chacune des unités d'usinage par rapport au support de ces unités, avec contrôle visuel par l'opérateur du positionnement correct des unités d'usinage après translation et blocage manuel en position après contrôle. Il s'agit là d'une opération qui, même avec l'assistance d'une commande numérique et d'un système de visualisation, est non seulement longue, mais également sujette à caution dans la mesure où le résultat est directement conditionné par l'attention de l'opérateur chargé du réglage. Notamment dans le cadre d'une production en grande série, par exemple de moteurs automobiles, tout temps d'arrêt d'une machine intervenant dans la chaíne de production, par exemple d'une machine pour l'usinage de vilebrequins, se répercute sur l'ensemble de la chaíne. Il en est de même pour tout défaut de réglage d'une machine.On known machines, the setting consisting of adaptation to different rooms, for example to switch from the machining of a first part to the machining of a second part which differs from the first by spacing at least part of the locations to be machined on the workpiece, by manual translation of each of the machining units in relation to the support of these units, with visual control by the operator of the correct positioning of the machining units after translation and manual locking in position after control. This is an operation which, even with the assistance of a numerical control and a visualization system, is not only long, but also questionable since the result is directly conditioned by the operator's attention responsible for adjustment. Particularly as part of a production in large series, for example of automobile engines, all downtime a machine involved in the production chain, for example of a machine for machining crankshafts, affects the whole chain. It is the same for any adjustment defect of a machine.

Or, notamment dans le domaine de la fabrication de moteurs automobiles, on cherche de plus en plus à réaliser des chaínes de fabrication "flexibles" permettant de passer très rapidement d'un type ou modèle de moteur à un autre. Il serait donc désirable d'intégrer à une telle chaíne des machines conçues et mises en oeuvre de manière à permettre un réglage à la fois rapide et fiable.However, particularly in the field of engine manufacturing cars, we are increasingly looking to make chains of "flexible" manufacturing allowing very rapid switching from one type or engine model to another. It would therefore be desirable to integrate into such a chain of machines designed and implemented so as to allow adjustment that is both fast and reliable.

Le procédé selon la présente invention est basé sur la constatation surprenante que, sur une machine à plusieurs unités d'usinage pour l'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacement à usiner simultanément, espacés suivant cet axe, en faisant intervenir, pour le réglage de cette machine sur une pièce déterminée, directement la pièce en question et la commande de la machine, il était possible d'opérer ce réglage non seulement plus rapidement, mais encore de façon plus fiable, en s'affranchissant dans une large mesure des aléas inhérents à toute intervention manuelle.The method according to the present invention is based on the surprising finding that on a machine with several units machining for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along this axis, involving, for the adjustment of this machine on a specified part, directly the part in question and the order of the machine, it was possible to operate this setting not only more quickly, but still more reliably, by breaking free in a large measure of the hazards inherent in any manual intervention.

Le procédé selon l'invention a trait au réglage d'une machine d'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour l'adapter à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner. La machine comporte un support de pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec de ces derniers, sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation suivant cette direction les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support. La machine comprend par ailleurs des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support. Le support de pièce et le support des unités d'usinage sont mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation. La machine comprend, en outre, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités. Enfin, la machine comprend une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, des moyens d'introduction de données concernant la pièce à usiner et des moyens de visualisation. Le procédé consiste, à partir de positions quelconques, mémorisées dans la commande, des différentes unités d'usinage par rapport au support des unités d'usinage et du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce, après montage d'une nouvelle pièce à usiner sur ledit support et après introduction dans la commande des données concernant cette nouvelle pièce, à

  • a) - déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, un premier des deux supports par rapport à l'autre pour faire coïncider un premier emplacement à usiner de la pièce et une première unité d'usinage,
  • b) - serrer la première unité d'usinage sur la pièce à l'endroit du premier emplacement à usiner et la bloquer sur le support des unités d'usinage,
  • c) - déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, ledit premier support par rapport à l'autre pour amener la pièce et avec elle la première unité d'usinage à une position dans laquelle le premier emplacement à usiner de la pièce et la première unité d'usinage occupent une première position de référence mémorisée dans la commande,
  • d) - desserrer la première unité d'usinage, et
       répéter les opérations a) à d) successivement pour amener chacune des autres unités d'usinage à sa position de référence.
    • The method according to the invention relates to the adjustment of a machine for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along said axis, in order to adapt it to the machining of parts which differ as regards relates to the spacing of said locations to be machined. The machine comprises a workpiece support and a support for machining units on which several machining units exerting a clamping effect on the locations to be machined when in contact with the latter, are mounted one behind the others in a direction parallel to the axis of the part being movable in translation in this direction relative to each other and relative to their support. The machine also comprises clamping means for locking the machining units in position relative to one another and relative to their support. The workpiece support and the support of the machining units are movable in translation relative to each other in this same direction under the action of a translation system. The machine further comprises means for detecting the position of the support of the machining units relative to the workpiece support and of detecting the position of each machining unit relative to the support of these units. Finally, the machine comprises a control to which the translation system, the position detection means, means for entering data relating to the workpiece and display means are connected. The method consists, starting from any positions, memorized in the command, of the different machining units relative to the support of the machining units and of the support of the machining units relative to the workpiece support, after mounting of a new part to be machined on said support and after entering data concerning this new part in the order,
  • a) - move, using the translation system and the control, a first of the two supports with respect to the other in order to coincide a first location to be machined of the part and a first machining unit,
  • b) - tighten the first machining unit on the part at the location of the first location to be machined and lock it on the support of the machining units,
  • c) - move, using the translation system and the control, said first support relative to the other to bring the workpiece and with it the first machining unit to a position in which the first location to be machined of the workpiece and the first machining unit occupies a first reference position stored in the command,
  • d) - loosen the first machining unit, and
    repeat operations a) to d) successively to bring each of the other machining units to its reference position.

    • Le déplacement du premier support par rapport à l'autre peut se faire à l'aide d'un système de translation pouvant agir soit sur le support de la pièce à usiner, soit sur le support des unités d'usinage.The displacement of the first support relative to the other can be done using a translation system that can act either on the support of the workpiece, ie on the support of the machining units.

    Le support de la pièce peut comprendre par exemple une pointe et une contre-pointe dans le cas de pièces entraínées en rotation autour d'un axe pendant l'usinage tels que des vilebrequins, la pointe et la contre-pointe pouvant par exemple être montées sur une table mobile en translation sous l'action d'un système par exemple à pignon/ crémaillère à commande numérique.The support of the part can comprise for example a tip and tailstock in the case of parts driven in rotation around an axis during machining such as crankshafts, the point and the tailstock can for example be mounted on a table mobile in translation under the action of a system, for example a pinion / digitally controlled rack.

    Le support des unités d'usinage peut comprendre, par exemple, une succession de bras porte-outils montés mobiles en translation sur des rails de guidage dudit support, les bras porte-outils portant chacun de préférence plusieurs outils tels que par exemple des pierres abrasives ou des patins d'application de bande abrasive qui, lors de l'usinage, serrent entre eux l'emplacement à usiner, par exemple un tourillon ou maneton en cas d'usinage de vilebrequins. Le support des unités d'usinage peut être mobile en translation sur des rails de guidage de la machine sous l'action d'un système par exemple à vis/écrou à commande numérique.The support of the machining units can include, for example example, a succession of movable tool-carrying arms in translation on guide rails of said support, the tool arms preferably each carrying several tools such as for example abrasive stones or abrasive band application pads which, during machining, clamp the location to be machined together, by example a journal or crank pin in case of machining of crankshafts. The support of the machining units can be movable in translation on machine guide rails under the action of a system for example with screw / nut with numerical control.

    De préférence, chaque unité d'usinage de la machine peut être équipée de moyens de bridage actionnés à partir de la commande de la machine pour son blocage sur le support des unités d'usinage, ce qui évite également toute intervention manuelle pour le bridage.Preferably, each machining unit of the machine can be equipped with clamping means actuated from the control of the machine for its blocking on the support of the machining units, which also avoids any manual intervention for clamping.

    Avec référence aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail le procédé conforme à l'invention et plusieurs modes de réalisation de machines permettant la mise en oeuvre de ce procédé; sur les dessins:

  • la figure 1 est une vue latérale schématique d'un mode de réalisation d'une machine de superfinition des portées de vilebrequins à support de bras porte-outils mobile, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention;
  • la figure 2 est une vue de face d'un bras porte-outils dans son support sur la machine de la figure 1,
  • la figure 3 est une vue selon la figure 1 d'une machine à support de pièce mobile,
  • la figure 4 est une vue selon la figure 2 de la machine de la figure 3,
  • la figure 5 est un schéma simplifié de la commande de la machine selon les figures 1, 2 ou 3, 4, et
  • les figures 6a à 6k
       illustrent les différentes étapes du procédé de réglage d'une machine selon les figures 3 et 4.
    • With reference to the appended schematic drawings, the method according to the invention will be described below in more detail and several embodiments of machines allowing the implementation of this method; on the drawings:
  • FIG. 1 is a schematic side view of an embodiment of a machine for superfinishing the bearings of crankshafts with a support for a mobile tool-carrying arm, implementing the method according to the invention;
  • FIG. 2 is a front view of a tool-carrying arm in its support on the machine of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a view according to FIG. 1 of a machine with a moving part support,
  • FIG. 4 is a view according to FIG. 2 of the machine of FIG. 3,
  • FIG. 5 is a simplified diagram of the control of the machine according to FIGS. 1, 2 or 3, 4, and
  • Figures 6a to 6k
    illustrate the different stages of the adjustment process of a machine according to Figures 3 and 4.

    • La machine telle qu'illustrée par les figures 1 et 2 est une machine de superfinition des portées (tourillons et manetons) de vilebrequins, dont la structure générale correspond à celle des machines de ce type telles que commercialisées depuis des années par le demanderesse.The machine as illustrated in Figures 1 and 2 is a machine for superfinishing the spans (pins and crank pins) of crankshafts, whose general structure corresponds to that of machines of this type as marketed for years by the plaintiff.

    Pour plus de détails concernant la structure générale d'une telle machine et des outils utilisés sur une telle machine, il est fait référence aux documents EP 366 506, 608 806, 624 431 et 856 379 de la demanderesse.For more details on the general structure of a such machine and tools used on such a machine it is made reference to documents EP 366 506, 608 806, 624 431 and 856 379 of the plaintiff.

    La machine illustrée comprend essentiellement un support 1 pour un vilebrequin 2 à usiner et un support 3 pour plusieurs unités d'usinage 4.The machine illustrated essentially comprises a support 1 for a crankshaft 2 to be machined and a support 3 for several units machining 4.

    Le support 1 comprend une pointe 5 et une contre-pointe 6 montées sur un banc 9, des vérins 7 et 8 permettant un réglage en translation en vue de la prise des vilebrequins et de l'adaptation à la longueur des vilebrequins.The support 1 comprises a point 5 and a tailstock 6 mounted on a bench 9, jacks 7 and 8 allowing adjustment in translation in order to take the crankshafts and adapt to the length of crankshafts.

    Le support 3 est monté mobile en translation sur des barres de guidage 10, la translation du support s'effectuant sous l'action d'un système de translation 11 constitué ici par un système à vis/écrou à moteur électrique.The support 3 is mounted movable in translation on bars guide 10, the translation of the support being effected by the action of a translation system 11 constituted here by a screw / nut system with electric motor.

    Tel que cela apparaít sur la figure 2, chacune des unités d'usinage 4 du support 3 comprend un bras 12 monté avec mobilité verticale et angulaire (coulisse 13, axe 14) dans un porte-bras 15 lui-même monté avec mobilité horizontale sur des rails de guidage 16 du support 3. Le bras 12 porte à sa partie inférieure trois outils 17 décalés angulairement de 120° les uns des autres pour l'usinage d'une portée 18 du vilebrequin 2 avec serrage de cette porté, par exemple trois outils d'application de bande abrasive.As shown in Figure 2, each of the units machining 4 of the support 3 comprises an arm 12 mounted with mobility vertical and angular (slide 13, axis 14) in an arm holder 15 itself mounted with horizontal mobility on guide rails 16 of the support 3. The arm 12 carries three tools 17 at its lower part angularly offset by 120 ° from each other for machining a bearing 18 of crankshaft 2 with tightening of this bearing, for example three tools for applying abrasive tape.

    Des moyens de bridage 19 qui sont ici représentés comme étant du type hydraulique sont prévus pour bloquer et débloquer le porte-bras 15 par rapport aux rails de guidage 16 du support 3.Clamping means 19 which are shown here as being of the hydraulic type are provided to block and unblock the arm holder 15 relative to the guide rails 16 of the support 3.

    La machine selon les figures 3 et 4 diffère de la machine selon les figures 1 et 2 par le fait que le support 3 des unités d'usinage 4 est fixe et ne comporte donc pas de rails de guidage (10) et de système de translation (21), la pointe 5 et la contre-pointe 6 du support 1 pour un vilebrequin 2 étant montées avec possibilité de réglage par des vérins 7 et 8 sur une table 20 qui est mobile en translation sous l'action d'un système der translation 21 constitué ici par un système à pignon/ crémaillère à moteur électrique.The machine according to Figures 3 and 4 differs from the machine according to Figures 1 and 2 by the fact that the support 3 of the machining units 4 is fixed and therefore does not include guide rails (10) and translation system (21), the tip 5 and the tailstock 6 of the support 1 for a crankshaft 2 being mounted with the possibility of adjustment by jacks 7 and 8 on a table 20 which is movable in translation under the action of a translation system 21 constituted here by a rack and pinion system with an electric motor.

    En dehors de cette différence, on retrouve sur la machine des figures 3 et 4 les mêmes éléments que sur la machine des figures 1 et 2, à savoir plusieurs unités d'usinage 4 comprenant chacune un bras 12 monté par une coulisse 13 et un axe 14 dans un porte-bras 15 mobile horizontalement sur des rails de guidage 16 du support 3, le bras 12 portant trois outils 17 pour l'usinage d'une portée 18 du vilebrequin 2, ainsi que les moyens de bridage 19.Apart from this difference, we find on the machine Figures 3 and 4 the same elements as on the machine of Figures 1 and 2, namely several machining units 4 each comprising an arm 12 mounted by a slide 13 and a pin 14 in a movable arm holder 15 horizontally on guide rails 16 of the support 3, the arm 12 carrying three tools 17 for machining a seat 18 of the crankshaft 2, as well as the clamping means 19.

    La machine telle que décrite est équipée de façon connue en soi d'une commande 22 de préférence numérique, à laquelle sont reliés de façon usuelle le système de translation 11, 21, des moyens 23 de détection de position des différents éléments mobiles de la machine, des moyens 24 d'introduction des données concernant les pièces à usiner et des moyens 25 de visualisation, ainsi que les moyens de bridage 19 qui peuvent ainsi être actionnés, sans intervention manuelle, directement à partir de la commande 22.The machine as described is equipped in a manner known in self of a control 22 preferably digital, to which are connected usually the translation system 11, 21, means 23 of position detection of the various moving parts of the machine, means 24 for entering the data relating to the parts to be machining and display means 25, as well as the means of clamping 19 which can thus be actuated, without intervention manual, directly from control 22.

    Sur les figures 6a à 6k qui représentent de façon simplifiée les principaux éléments de la machine selon la figure 3, à savoir une pièce à usiner et son support mobile en translation (vilebrequin 2 à neuf portées 18.1 à 18.9, monté entre pointe 5 et contre-pointe 6), ainsi qu'un support 3 fixe avec neuf unités d'usinage (bras) 4.1 à 4.9 qui sont mobiles en translation par rapport au support 3 et peuvent être bloquées en position sur le support, on a illustré très schématiquement les différentes étapes du procédé pour le réglage de cette machine d'une première pièce 2.1 sur une deuxième pièce 2.2.In Figures 6a to 6k which show in a simplified way the main elements of the machine according to Figure 3, namely a workpiece and its movable support in translation (crankshaft 2 to nine ranges 18.1 to 18.9, mounted between point 5 and tailstock 6), as well as a fixed support 3 with nine machining units (arms) 4.1 to 4.9 which are movable in translation relative to the support 3 and can be locked in position on the support, we have illustrated very schematically the different process steps for adjusting the this machine from a first part 2.1 to a second part 2.2.

    Selon la figure 6a, les neuf bras 4.1 à 4.9 sont bloqués sur le support 3 avec un espacement réciproque qui correspond à l'espacement réciproque des portées 18.1 à 18.9 d'un premier vilebrequin 2.1, les bras étant représentés non serrés sur les portées.According to FIG. 6a, the nine arms 4.1 to 4.9 are locked on the support 3 with reciprocal spacing which corresponds to the reciprocal spacing of the ranges 18.1 to 18.9 of a first crankshaft 2.1, the arms being shown not tightened on the bearings.

    Selon la figure 6b, un second vilebrequin 2.2 dont les portées 18.1 à 18.9 présentent un espacement plus grand que sur le premier vilebrequin 2.1 est monté à la place du vilebrequin 2.1 entre la pointe 5 et la contre-pointe 6, cette dernière occupant toujours la même position (position de référence zéro).According to Figure 6b, a second crankshaft 2.2 whose bearings 18.1 to 18.9 have greater spacing than on the first crankshaft 2.1 is fitted in place of crankshaft 2.1 between the point 5 and tailstock 6, the latter always occupying the same position (zero reference position).

    Selon la figure 6c, on déplace le vilebrequin 2.2, à l'aide du système de translation 21 du support 1 (pointe 5 et contre-pointe 6) et de la commande 22, dans une position dans laquelle la position du bras 4.9 coïncide avec la position de la portée 18.9 du vilebrequin.According to FIG. 6c, the crankshaft 2.2 is displaced, using the translation system 21 of the support 1 (tip 5 and tailstock 6) and of control 22, in a position in which the position of the arm 4.9 coincides with the position of the seat 18.9 of the crankshaft.

    Selon la figure 6d, on serre le bras 4.9 (en fait les outils 17 du bras 4.9) dans cette position sur la portée 18.9.According to FIG. 6d, the arm 4.9 is tightened (in fact the tools 17 arm 4.9) in this position on the bearing 18.9.

    Selon la figure 6e, on déplace le vilebrequin 2.2, à l'aide du système de translation 21 du support 1 (pointe 5 et contre-pointe 6) et de la commande 22, en entraínant le bras 4.9 toujours serré sur la portée 18.9, dans une première position de référence mémorisée dans la commande 22 par rapport à la position de référence zéro, et on bloque le bras 4.9 dans cette position sur le support 3. According to FIG. 6e, the crankshaft 2.2 is displaced, using the translation system 21 of the support 1 (tip 5 and tailstock 6) and of control 22, by driving arm 4.9 still tight on the range 18.9, in a first reference position stored in control 22 relative to the zero reference position, and we locks the arm 4.9 in this position on the support 3.

    Selon la figure 6f, on desserre le bras 4.9 de la portée 18.9.According to FIG. 6f, the arm 4.9 is released from the reach 18.9.

    Selon la figure 6g, on répète la phase 6c, mais pour amener le vilebrequin 2.2 dans une position dans laquelle le bras 4.8 coïncide avec la portée 18.8 du vilebrequin 2.2.According to FIG. 6g, phase 6c is repeated, but to bring the crankshaft 2.2 in a position in which the arm 4.8 coincides with the bearing 18.8 of the crankshaft 2.2.

    Selon la figure 6h, on répète la phase 6d, mais pour serrer le bras 4.8 sur la portées 18.8.According to Figure 6h, repeat phase 6d, but to tighten the arm 4.8 on the spans 18.8.

    Selon la figure 6i, on répète l'opération 6e, mais pour déplacer le vilebrequin 2.2 et entraíner le bras 4.8 dans une deuxième position de référence mémorisée et on bloque le bras 4.8 dans cette position sur le support 3.According to FIG. 6i, the operation 6e is repeated, but for move the crankshaft 2.2 and drive the arm 4.8 in a second stored reference position and arm 4.8 is blocked in this position on the support 3.

    Selon la figure 6j, on desserre le bras 4.8 de la portée 18.8.According to FIG. 6j, the arm 4.8 is released from the reach 18.8.

    Enfin, selon la figure 6k, après répétition du même cycle successivement pour les bras 4.7 à 4.1 et les portées 18.7 à 18.1, tous les bras 4.9 à 4.1 sont bloqués respectivement dans leurs positions de référence sur le support 3, de sorte que l'usinage simultané des portées 18.9 à 18.1 par les bras 4.9 à 4.1 peut commencer.Finally, according to Figure 6k, after repeating the same cycle successively for arms 4.7 to 4.1 and ranges 18.7 to 18.1, all the arms 4.9 to 4.1 are locked respectively in their positions of reference on the support 3, so that the simultaneous machining of the spans 18.9 to 18.1 with arms 4.9 to 4.1 can start.

    Le procédé de réglage est analogue pour une machine selon les figures 1 et 2, sauf que l'on déplace en translation le support 3 des unités d'usinage (bras) 4 au lieu de déplacer en translation le support 1 de la pièce 2, comprenant la pointe 5 et la contre-pointe 6.The adjustment process is similar for a machine according to Figures 1 and 2, except that the support 3 is moved in translation machining units (arms) 4 instead of moving the support 1 in translation of part 2, comprising point 5 and tailstock 6.

    Lors du réglage d'une machine telle que représentée et décrite d'une première pièce sur une seconde pièce sur laquelle l'espacement des emplacements à usiner (l'espacement du milieu de la longueur axiale des emplacements à usiner lorsque la largeur des unités d'usinage est inférieure à cette longueur comme c'est le cas pour la superfinition des portées d'un vilebrequin, qui implique un mouvement oscillatoire axial des outils de superfinition par rapport aux portées) est plus petit que sur la première pièce, il faut commencer la mise en position par l'unité d'usinage qui est la plus proche de la position de référence zéro, donc l'unité d'usinage 4.1.When adjusting a machine as shown and described of a first piece on a second piece on which the spacing locations to be machined (the spacing in the middle of the length axial of the locations to be machined when the width of the units machining is less than this length as is the case for the superfining of the bearings of a crankshaft, which implies a movement axial oscillation of the superfinishing tools with respect to the spans) is smaller than on the first piece, start setting up position by the machining unit which is closest to the position of zero reference, therefore the machining unit 4.1.

    Bien entendu, la description donnée ci-dessus pour une machine de superfinition des portées de vilebrequins ne limite en rien la présente invention à cette application qui ne constitue qu'un exemple illustratif.Of course, the description given above for a crankshaft bearing superfinishing machine does not limit anything the present invention to this application which constitutes only one illustrative example.

    Claims (10)

    Procédé de réglage d'une machine pour l'usinage de pièces ayant un axe et comprenant plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, pour adapter la machine à l'usinage de pièces qui diffèrent en ce qui concerne l'espacement desdits emplacements à usiner, la machine comprenant un support de pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage exerçant un effet de serrage sur les emplacements à usiner lorsqu'elles sont en contact avec de ces derniers, sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation suivant cette direction les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, le support de pièce et le support des unités d'usinage étant mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités, et une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, des moyens d'introduction de données concernant la pièce à usiner et des moyens de visualisation, caractérisé par le fait qu'il consiste, à partir de positions quelconques, mémorisées dans la commande, des différentes unités d'usinage par rapport au support des unités d'usinage et du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce, après montage d'une nouvelle pièce à usiner sur ledit support et après introduction dans la commande des données concernant cette nouvelle pièce, à a) - déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, un premier des deux supports par rapport à l'autre pour faire coïncider un premier emplacement à usiner de la pièce et une première unité d'usinage, b) - serrer la première unité d'usinage sur la pièce à l'endroit du premier emplacement à usiner et la bloquer sur le support des unités d'usinage, c) - déplacer, à l'aide du système de translation et de la commande, ledit premier support par rapport à l'autre pour amener la pièce et avec elle la première unité d'usinage à une position dans laquelle le premier emplacement à usiner de la pièce et la première unité d'usinage occupent une première position de référence mémorisée dans la commande, d) - desserrer la première unité d'usinage, et
       répéter les opérations a) à d) successivement pour amener chacune des autres unités d'usinage à sa position de référence.         Method of adjusting a machine for machining parts having an axis and comprising several locations to be machined simultaneously, spaced along said axis, for adapting the machine to the machining of parts which differ as regards the spacing of said locations to be machined, the machine comprising a workpiece support and a support for machining units on which several machining units exerting a clamping effect on the locations to be machined when they are in contact with the latter, are mounted one behind the other in a direction parallel to the axis of the part while being movable in translation in this direction with respect to each other and with respect to their support, clamping means for locking the machining units in the position relative to each other and relative to their support, the workpiece support and the support of the machining units being movable in translation relative to each other according to this the same direction under the action of a translation system, means for detecting the position of the support of the machining units relative to the workpiece support and for detecting the position of each machining unit relative to the support of these units, and a control to which the translation system, the position detection means, data input means relating to the workpiece and display means are connected, characterized in that it consists, from any positions, stored in the command, of the different machining units relative to the support of the machining units and the support of the machining units relative to the workpiece support, after mounting of a new workpiece on said support and after entering data concerning this new part in the order, at a) - move, using the translation system and the control, a first of the two supports with respect to the other in order to coincide a first location to be machined of the part and a first machining unit, b) - tighten the first machining unit on the part at the location of the first location to be machined and lock it on the support of the machining units, c) - move, using the translation system and the control, said first support relative to the other to bring the workpiece and with it the first machining unit to a position in which the first location to be machined of the workpiece and the first machining unit occupies a first reference position stored in the command, d) - loosen the first machining unit, and
    repeat operations a) to d) successively to bring each of the other machining units to its reference position.     Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on déplace le premier support par rapport à l'autre à l'aide d'un système de translation agissant sur le support de la pièce à usiner.Method according to Claim 1, characterized in that the first support is moved relative to the other using a translation system acting on the support of the workpiece. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on déplace le premier support par rapport à l'autre à l'aide d'un système de translation agissant sur le support des unités d'usinage.Method according to claim 1, characterized in that the first support is moved relative to the other using a translation system acting on the support of the machining units. Machine pour l'usinage de pièces ayant un axe et plusieurs emplacements à usiner simultanément, espacés suivant ledit axe, comprenant un support de pièce et un support d'unités d'usinage sur lequel plusieurs unités d'usinage comprenant chacune, pour un emplacement à usiner, plusieurs outils exerçant un effet de serrage sur l'emplacement à usiner lorsqu'ils sont en contact avec ce dernier, sont montées les unes derrière les autres suivant une direction parallèle à l'axe de la pièce en étant mobiles en translation suivant cette direction les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, des moyens de bridage pour bloquer les unités d'usinage en position les unes par rapport aux autres et par rapport à leur support, le support de pièce et le support des unités d'usinage étant mobiles en translation l'un par rapport à l'autre suivant cette même direction sous l'action d'un système de translation, des moyens de détection de la position du support des unités d'usinage par rapport au support de pièce et de détection de la position de chaque unité d'usinage par rapport au support de ces unités, et une commande à laquelle sont reliés le système de translation, les moyens de détection de position, des moyens d'introduction de données concernant la pièce à usiner et des moyens de visualisation, caractérisée par le fait que chaque unité d'usinage (4) de la machine est équipée de moyens de bridage (19) actionnés à partir de la commande (22) de la machine pour son blocage sur le support (3) des unités d'usinage.Machine for machining parts having an axis and several locations to be machined simultaneously, spaced along said axis, comprising a workpiece support and a support for machining units on which several machining units each comprising, for a location to machining, several tools exerting a clamping effect on the location to be machined when they are in contact with the latter, are mounted one behind the other in a direction parallel to the axis of the part, being movable in translation along this direction relative to each other and relative to their support, clamping means for locking the machining units in position relative to each other and relative to their support, the workpiece support and the support of the work units machining being movable in translation relative to each other in this same direction under the action of a translation system, means for detecting the position of the support of the u nities of machining relative to the workpiece support and of detecting the position of each machining unit relative to the support of these units, and a control to which the translation system, the position detection means, means for entering data concerning the workpiece and display means, characterized in that each machining unit (4) of the machine is equipped with clamping means (19) actuated from the control (22 ) of the machine to block it on the support (3) of the machining units. Machine suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de bridage (19) sont des moyens hydrauliques.Machine according to claim 4, characterized in that the clamping means (19) are hydraulic means. Machine suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que le support (1) de la pièce comprend une pointe (5) et une contre-pointe (6) montées sur une table (20) mobile en translation sous l'action d'un système de translation (21).Machine according to claim 4 or 5, characterized in that the support (1) of the workpiece comprises a point (5) and a tailstock (6) mounted on a table (20) movable in translation under the action of 'a translation system (21). Machine suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que le support (3) des unités d'usinage (4) est mobile en translation sous l'action d'un système de translation (11).Machine according to claim 4 or 5, characterized in that the support (3) of the machining units (4) is movable in translation under the action of a translation system (11). Machine suivant l'une quelconque des revendication 4 à 7, caractérisée par le fait que la commande (22) est une commande numérique.Machine according to any one of Claims 4 to 7, characterized in that the control (22) is a digital control. Machine suivant l'une quelconque des revendication 4 à 8, caractérisée par le fait que chaque unité d'usinage (4) comprend trois outils (17) décalés angulairement de 120° les uns des autre.Machine according to any one of Claims 4 to 8, characterized in that each machining unit (4) comprises three tools (17) offset angularly by 120 ° from each other. Machine suivant l'une quelconque des revendication 4 à 9, caractérisée par le fait que les outils (17)sont des outils d'application de bande abrasive.Machine according to any one of Claims 4 to 9, characterized in that the tools (17) are tools for applying abrasive belts.
    EP01402700A 2000-10-24 2001-10-18 Method of adjustment of a machine for the concurrent machining of a workpiece at several positions and device to carry out the method Withdrawn EP1203636A1 (en)

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