EP1522378B1 - Machine-outil à 5 axes d'usinage avec système de taillage de meule en continu - Google Patents

Machine-outil à 5 axes d'usinage avec système de taillage de meule en continu Download PDF

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EP1522378B1
EP1522378B1 EP04292338A EP04292338A EP1522378B1 EP 1522378 B1 EP1522378 B1 EP 1522378B1 EP 04292338 A EP04292338 A EP 04292338A EP 04292338 A EP04292338 A EP 04292338A EP 1522378 B1 EP1522378 B1 EP 1522378B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
machine tool
axis
workpiece
grinding wheel
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.)
Not-in-force
Application number
EP04292338A
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German (de)
English (en)
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EP1522378A1 (fr
Inventor
Thierry Cousin
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.)
Sferic Stellite
Original Assignee
Sferic Stellite
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Filing date
Publication date
Application filed by Sferic Stellite filed Critical Sferic Stellite
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Application granted granted Critical
Publication of EP1522378B1 publication Critical patent/EP1522378B1/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
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Classifications

    • 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
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • 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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/04—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels
    • B24B53/053—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels using a rotary dressing tool

Definitions

  • the present invention relates to the field of manufacturing precision machined parts.
  • the invention more particularly relates to a machine tool with 5 machining axes with continuous grinding wheel system.
  • the present invention aims to overcome some disadvantages of the prior art by providing a machine tool for machining by grinding wheel on head and continuously a piece of any shape along 5 machining axes.
  • the machine tool comprises a frame (B) and a cradle (6) movable provided with a workpiece support (4).
  • the work support (4) is rotated about a first axis (A1) by first drive means incorporated in the cradle (6).
  • an assembly (5) with bracket (51) is fixed to the cradle (6) to maintain the position in position of the workpiece (3) to be machined.
  • the assembly (5) comprises means (52) for adjusting the height of the bracket (51) to maintain a so-called upper end (50) of the part (3) via a point (5) located at the free end of the gallows (51).
  • the piece is clamped between the workpiece support (4), consisting for example of a doll, and the tip (50).
  • the bracket (51) can be moved towards the work holding support (4) by sliding on a rail (52), so as to position the tip (5) bearing against the workpiece (3) and to clamp the workpiece . Screwing elements, wedging or clamping, insertable at different height levels on the rails (52), can be used to precisely adjust the height of the tip (50). Electric motors or cylinders can allow height adjustment of the tip (50).
  • the bracket (51) is for example of dimensions adapted so that the tip (50) is placed vertically of the workpiece support (4) when the cradle (6) is in the horizontal position.
  • the carrier-piece support (4) rotates in both directions the workpiece (3) along the first axis (A1) passing through the point (50).
  • the mobile cradle (6) is rotated by second drive means integral with the frame (B) along a second axis (A2) which is horizontal.
  • the cradle (6) can for example swing between two limit positions on either side of the vertical plane passing through the second axis (A2), by a rotational movement about this horizontal axis (A2).
  • the axis of rotation (A1) of the workpiece support (4) remains in a vertical plane (P1) perpendicular to the axis of rotation (A2) of the cradle .
  • Panels (P) or security partitions may be arranged along the sides of the cradle (6).
  • the cradle (6) may be surrounded by a security enclosure.
  • a calculation module (7) of the position of the part (3) continuously takes into account data representative of the rotational movements made by the first and second drive means.
  • This calculation module (7) can be connected directly to the motor element (M2) of the second drive means and receive, at regular intervals or in a continuous manner, data from a sensor indicating the position of the support support. -piece (4) rotated by the first drive means.
  • the calculation module (7) is connected to a central control member (not shown) for controlling the first and second drive means to change the orientation of the workpiece (3) to allow its machining as a function of a machining program corresponding to the desired part shape.
  • the calculation module (7) makes it possible to perform a servocontrol of the first and second drive means.
  • the coupling of the central control unit with this calculation module (7) of the position of the part makes it possible to control and adjust if necessary the commands made by the central control member for the first and second driving means, so as to obtain a controlled orientation of the workpiece (3) to be machined.
  • the calculation module (7) thus makes it possible to control the good realization of the program.
  • the central control unit can for example immediately stop machining as soon as the part orientation data obtained by the calculation module (7) does not correspond to the program forecasts.
  • the machine tool comprises a machining system (S) provided with a grinding wheel (2) for machining the workpiece (3) and a profiling wheel (1) for cutting the grinding wheel (2).
  • the machining system is integral with the frame (B) and comprises a carrier structure (100) movable in translation along three axes (X, Y, Z).
  • the carrier structure (100) remains straight, the axis (21) of the grinding wheel (2) and the axis (10) of the wheel (1) being kept vertical.
  • this carrier structure (100) is positioned above the cradle (6) and attached to the frame (B) by a system with three crossed slides (101, 102, 103).
  • the translation movements of the machining system (S) are made along the three perpendicular axes of the rails (101, 102, 103), respectively along a horizontal axis (Z) which is longitudinal with respect to the cradle (6), along a horizontal axis transverse (X) with respect to the cradle (6) and along a vertical axis (Y).
  • the slides (101, 102, 103) may be equipped with gear motor elements, cylinders or equivalent displacement system to modify the positioning of the carrier structure (100) relative to the workpiece (3). to machine.
  • the gear motor elements or equivalent are actuated by the central control unit according to the continuous machining program.
  • Other displacement members in translation of a known type can naturally be envisaged to adjust the positioning of the carrier structure (100).
  • the carrier structure (100) is equipped with a main spindle (21) for rotating the grinding wheel (2).
  • a rotating device (12) attached to the supporting structure and provided with a secondary pin (11) integral with the wheel (1) moves around the axis of rotation (20) of the grinding wheel (2).
  • the profiling wheel (1) can rotate around the grinding wheel (2) during machining a piece (3) having complex shapes, the position of the grinding wheel (2) can thus evolve without the wheel (1) is an obstacle.
  • This profiling wheel (1) has a profile (13) determined complementary to the profile (23) of the grinding wheel (2).
  • the wheel (1) can be rotated with the secondary spindle (11) via an electric motor or pneumatic speed adjustable.
  • the grinding wheel (2) digs in the workpiece (3) a groove (30) of complementary section to the profile (23) of the grinding wheel (2).
  • the groove (30) of the piece (3) has the same section as the profile (13) of the wheel (1).
  • this wheel (1) is diamond.
  • the secondary pin (11) is electric or pneumatic and mounted on a bracket (110).
  • the rotating device (12) comprises translational displacement means of this bracket (110) for positioning the wheel (1) against the grinding wheel (2).
  • the rotating device (12) which supports the secondary spindle (11) comprises for example guide rails (111) of the bracket (110).
  • a worm system (120, 124) or similar system makes it possible to control the bracket (110) in displacement so as to adjust the distance between the axis (10) of the wheel (1) and the axis ( 20) of the grinding wheel (2), or to bring the wheel (1) closer to the axis (20) of the grinding wheel (2) as and when the grinding wheel (2) wears, or to move the wheel away (2).
  • the main spindle (21) is rotated by an adjustable speed electric or pneumatic motor.
  • This motor (not shown) may be provided with means for reversing the direction of rotation of the spindle principal (21).
  • the rotating device (12) is rotated about the axis of the grinding wheel (2) by means of third drive means.
  • these third drive means may comprise a gear formed by a central gear (122) whose axis coincides with the axis (20) of the grinding wheel (2) and a peripheral gear wheel (123) integral with the device rotating (12) carrying the wheel (1).
  • these third drive means comprise a pulley system and toothed belt.
  • a motorized numerical control element is controlled by a control system of a so-called reference position representative of the position of the axis (20) of the grinding wheel (2), to make it possible to rotate the peripheral gear (123) around the central gear (122) in any direction of rotation as a function of the reference position.
  • the control system (not shown) actuates a numerical control for the motorized element of said third drive means to move the peripheral wheel (123) so that the rotating device (12) occupies an angular position relative to the axis (20) of the grinding wheel (2) so as to maintain a safety angle (24) avoiding collision between the wheel (1), the workpiece (3) and the machine members, while allowing optimized watering of the piece (3) and the grinding wheel (2) by at least one nozzle (25) for watering.
  • the nozzle (25) is coupled to a watering shoe.
  • the safety angle (24) is managed for example directly by a parameter of the machining program.
  • a sprinkler system is provided to prevent heating of the tools.
  • the sprinkler system (not shown) is for example attached to the rotating device (12) for watering the workpiece (3).
  • the orientation of the sprinkler opening being turned towards the grinding wheel (2), the workpiece (3) will be constantly sprinkled since the rotating device will follow the movements of the part (3).
  • any point of the piece (3) can be presented at any angle to the grinding wheel (2).
  • Another advantage of the invention is therefore to allow machining grooves (30) with a very high accuracy from all angles and thus to manufacture complex shapes parts.
  • the invention offers the possibility of performing machining for example circular continuous.
  • the fact of being able to rotate the machining system (S) around the machining tool allows in a given position of the machining system (S) to fetch with the head, in a tool magazine disposed nearby, the tool to be placed on the axis of the main grinding spindle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

  • La présente invention concerne le domaine de la fabrication de pièces usinées avec précision. L'invention concerne plus particulièrement une machine-outil à 5 axes d'usinage avec système de taillage de meule en continu.
  • Il est connu dans l'art antérieur un système de taillage de meule sur tête et en continu selon lequel une molette, de la forme que l'on désire donner à la pièce, taille une meule qui usine elle-même la pièce, pour produire des pièces avec une bonne finition et une bonne précision. Ce système a été adapté dans l'art antérieur à des rectifieuses comportant jusqu'à quatre degrés de liberté d'usinage, aussi appelés axes d'usinage. Le fait de ne comporter que jusqu'à quatre axes d'usinage empêche d'utiliser la machine outil pour la production de pièces de formes complexes.
  • D'autres machines-outils de découpe tridimensionnelle, comme à fraise, utilisées pour la production de pièces de formes complexes, peuvent travailler avec plus de 4 axes d'usinage mais n'ont pas une finition et une précision optimales et il est souvent nécessaire de retravailler les pièces usinées par ces machines avec des rectifieuses. Dans l'art antérieur, les machines à 4 axes d'usinage ou plus ne sont pas adaptées pour usiner tout en taillant la meule en continu.
  • La présente invention a pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant une machine-outil permettant d'usiner par taillage de meule sur tête et en continu une pièce de forme quelconque selon 5 axes d'usinage.
  • Ce but est atteint par une machine-outil destinée à usiner une pièce à formes complexes par taillage de meule sur tête et en continu conformément à la revendication 1.
  • Des variantes de réalisation d'une telle machine-outil sont définies dans les sous-revendications 2 à 16.
  • D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 représente de manière schématique et en perspective un mode de réalisation d'une machine-outil selon l'invention,
    • la figure 2 représente une vue de profil du berceau équipé du support porte-pièce et de la potence de maintien de la pièce,
    • la figure 3 représente l'usinage de la pièce réalisé par la meule, et le taillage de la meule réalisé par la molette,
    • la figure 4 représente une vue de face du système de taillage. L'invention va maintenant être décrite en référence aux figures 1 et 2.
  • Comme illustré à la figure 1, la machine-outil comporte un bâti (B) et un berceau (6) mobile pourvu d'un support porte-pièce (4). Le support porte-pièce (4) est entraîné en rotation autour d'un premier axe (A1) par des premiers moyens d'entraînement incorporés dans le berceau (6). Dans le mode de réalisation de la figure 1, un assemblage (5) avec potence (51 ) est fixé au berceau (6) pour assurer le maintien en position de la pièce (3) à usiner. L'assemblage (5) comporte des moyens de réglage (52) en hauteur de la potence (51) pour maintenir une extrémité (50) dite supérieure de la pièce (3) par l'intermédiaire d'une pointe (5) située à l'extrémité libre de la potence (51 ). La pièce est serrée entre le support porte-pièce (4), constituée par exemple d'une poupée, et la pointe (50). La potence (51) peut être déplacée vers le support porte-pièce (4) par coulissement sur un rail (52), de manière à positionner la pointe (5) en appui contre la pièce (3) et effectuer le serrage de la pièce. Des éléments de vissage, calage ou serrage, insérables à différents niveaux de hauteur sur les rails (52), peuvent permettre de régler précisément la hauteur de la pointe (50). Des moteurs électriques ou vérins peuvent permettre le réglage en hauteur de la pointe (50). La potence (51) est par exemple de dimensions adaptées pour que la pointe (50) soit placée à la verticale du support porte-pièce (4) lorsque le berceau (6) est en position horizontale. Le support port-pièce (4) entraîne en rotation dans les deux sens la pièce (3) suivant le premier axe (A1 ) passant par la pointe (50).
  • Le berceau (6) mobile est entraîné en rotation par des seconds moyens d'entraînement solidaires du bâti (B) suivant un deuxième axe (A2) qui est horizontal. Le berceau (6) peut par exemple se balancer entre deux positions limites de part et d'autre du plan vertical passant par le deuxième axe (A2), par un mouvement de rotation autour de cet axe horizontal (A2). Comme illustré à la figure 2, tandis que le berceau pivote autour du deuxième axe (A2), l'axe de rotation (A1 ) du support porte-pièce (4) reste dans un plan vertical (P1) perpendiculaire à l'axe de rotation (A2) du berceau. Des panneaux (P) ou cloisons de sécurité peuvent être disposées le long des flancs du berceau (6). En variante le berceau (6) peut être entouré d'une enceinte de sécurité.
  • Les premiers moyens d'entraînement pour le support porte-pièce (4) peuvent comporter un arbre (40) directement actionné par un moteur électrique (M1). L'arbre de rotation (40) est par exemple relié au support porte-pièce (40), aligné avec le support porte-pièce et la pointe (50) selon le premier axe (A1). Ce moteur électrique (M1) est placé à l'intérieur du berceau (6), dont l'épaisseur (61) est par exemple de l'ordre de 30 centimètres. Dans l'exemple de la figure 2, l'arbre de rotation (40) fait tourner un plateau (45) auquel est fixé le support porte-pièce (4). Les seconds moyens d'entraînement sont reliés à un élément de motorisation (M2) incorporé dans le bâti (B) pour faire pivoter le berceau (6) entre les deux positions limites (non représentées). Le berceau (6) peut être suspendu par l'intermédiaire d'un ou deux paliers.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, un module de calcul (7) de la position de la pièce (3) prend en compte en permanence des données représentatives des mouvements de rotation réalisés par les premiers et seconds moyens d'entraînement. Ce module de calcul (7) peut être relié directement à l'élément de motorisation (M2) des seconds moyens d'entraînement et recevoir, à intervalle régulier ou de manière continue, des données issues d'un capteur indiquant la position du support porte-pièce (4) mis en rotation par les premiers moyens d'entraînement. Le module de calcul (7) est relié à un organe de commande central (non représenté) destiné à commander les premiers et seconds moyens d'entraînement pour faire évoluer l'orientation de la pièce (3) pour permettre son usinage en fonction d'un programme d'usinage correspondant à la forme de pièce souhaitée. Le module de calcul (7) permet la réalisation d'un asservissement des premiers et seconds moyens d'entraînement. Autrement dit, le couplage de l'organe central de commande avec ce module de calcul (7) de la position de la pièce permet de commander et d'ajuster si besoin les commandes réalisées par l'organe central de commande pour les premiers et seconds moyens d'entraînement, de manière à obtenir une orientation contrôlée de la pièce (3) à usiner. Le module de calcul (7) permet ainsi de contrôler la bonne réalisation du programme. L'organe central de commande peut par exemple immédiatement interrompre l'usinage dès que les données d'orientation de la pièce obtenues par le module de calcul (7) ne correspondent pas aux prévisions du programme.
  • Comme représenté sur la figure 1, la machine-outil comporte un système d'usinage (S) pourvu d'une meule (2) pour usiner la pièce (3) et d'une molette (1) de profilage pour tailler la meule (2). Le système d'usinage est solidaire du bâti (B) et comprend une structure porteuse (100) mobile en translation selon trois axes (X, Y, Z). Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la structure porteuse (100) reste droite, l'axe (21) de la meule (2) et l'axe (10) de la molette (1) étant maintenus verticaux. Dans l'exemple de la figure 1, cette structure porteuse (100) est positionnée au-dessus du berceau (6) et rattachée au bâti (B) par un système à trois glissières croisées (101, 102, 103). Les mouvements de translation du système d'usinage (S) sont réalisés selon les trois axes perpendiculaires des glissières (101, 102, 103), respectivement selon un axe horizontal (Z) longitudinal par rapport au berceau(6), selon un axe horizontal transversal (X) par rapport au berceau (6) et selon un axe vertical (Y). Dans un mode de réalisation, les glissières (101, 102, 103) peuvent être équipées d'éléments moto réducteurs, des vérins ou système de déplacement équivalent pour modifier le positionnement de la structure porteuse (100) par rapport à la pièce (3) à usiner. Les éléments moto réducteurs ou équivalents sont actionnés par l'organe central de commande suivant le programme d'usinage continu. D'autres organes de déplacement en translation d'un type connu peuvent naturellement être envisagés pour ajuster le positionnement de la structure porteuse (100).
  • L'invention va à présent être décrite en liaison avec les figures 1 et 3.
  • La structure porteuse (100) est équipée d'une broche principale (21) pour faire tourner la meule (2). Un dispositif tournant (12) rattaché à la structure porteuse et pourvu d'une broche secondaire (11) solidaire de la molette (1) se déplace autour de l'axe de rotation (20) de la meule (2). La molette de profilage (1) peut tourner autour de la meule (2) pendant l'usinage d'une pièce (3) ayant des formes complexes, la position de la meule (2) pouvant ainsi évoluer sans que la molette (1 ) ne constitue un obstacle.
  • Cette molette de profilage (1), comme illustrée à la figure 3, comporte un profil (13) déterminé complémentaire du profil (23) de la meule (2). La molette (1 ) peut être entraînée en rotation avec la broche secondaire (11 ) par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou pneumatique à vitesse réglable. La meule (2) creuse dans la pièce (3) une gorge (30) de section complémentaire au profil (23) de la meule (2). On comprend dès lors, comme représenté à la figure 3, que la gorge (30) de la pièce (3) a la même section que le profil (13) de la molette (1). Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, cette molette (1) est diamantée.
  • L'invention va maintenant être décrite en référence aux figures 1 et 4.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, la broche secondaire (11) est électrique ou pneumatique et montée sur une équerre (110). Le dispositif tournant (12) comprend des moyens de déplacement en translation de cette équerre (110) pour positionner la molette (1) contre la meule (2). Ainsi, le dispositif tournant (12) qui supporte la broche secondaire (11) comporte par exemple des rails de guidage (111) de l'équerre (110). Un système de vis sans fin (120, 124) ou système analogue permet de commander en déplacement l'équerre (110), de façon à régler la distance entre l'axe (10) de la molette (1) et l'axe (20) de la meule (2), soit pour rapprocher la molette (1) de l'axe (20) de la meule (2) au fur et à mesure de l'usure de la meule (2), soit pour éloigner la molette (1) de l'axe (20) de la meule lors du changement de la meule (2) ou de la molette (1). La présence d'une vis sans fin (120) assure un réglage de grande précision. Le rail de guidage (111) peut être muni d'une règle de mesure pour connaître l'éloignement de la molette (1) par rapport à l'axe (20) de la meule et pouvoir ainsi calculer en temps réel le rayon de la meule (2). Le rail (111) est fixé sur le dispositif tournant (12) qui peut pivoter autour de l'axe (20) de la meule (2).
  • La broche principale (21) est entraînée en rotation par un moteur électrique ou pneumatique à vitesse réglable. Ce moteur (non représenté) peut être pourvu de moyens d'inverser le sens de rotation de la broche principale (21). Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif tournant (12) est entraîné en rotation autour de l'axe de la meule (2) par l'intermédiaire de troisièmes moyens d'entraînement. Comme illustré aux figures 1 et 4, ces troisièmes moyens d'entraînement peuvent comporter un engrenage formé par une roue dentée centrale (122) dont l'axe est confondu avec l'axe (20) de la meule (2) et une roue dentée périphérique (123) solidaire du dispositif tournant (12) portant la molette (1). En variante, ces troisièmes moyens d'entraînement comprennent un système à poulie et courroie crantée.
  • Dans une première variante de réalisation, un élément motorisé à commande numérique est asservi par un système de contrôle d'une position dite de référence représentative de la position de l'axe (20) de la meule (2), pour permettre de faire tourner la roue dentée périphérique (123) autour de la roue dentée centrale (122) dans un sens quelconque de rotation en fonction de la position de référence. Le système de contrôle (non représenté) actionne une commande numérique pour que l'élément motorisé desdits troisièmes moyens d'entraînement déplace la roue périphérique (123), de telle sorte que le dispositif tournant (12) occupe une position angulaire par rapport à l'axe (20) de la meule (2) de façon à conserver un angle de sécurité (24) évitant collision entre la molette (1 ), la pièce à usiner (3) et les organes machine, tout en permettant l'arrosage optimisé de la pièce (3) et la meule (2) par au moins une buse (25) d'arrosage. La buse (25) est couplée à un sabot d'arrosage. L'angle de sécurité (24) est géré par exemple directement par un paramètre du programme d'usinage.
  • On comprend que pendant l'usinage en continu de la pièce (3), tandis que le programme d'usinage est appliqué par l'intermédiaire de l'organe central de commande, le système de contrôle commandera au dispositif tournant (12) de se déplacer à chaque fois que l'angle de sécurité (24) de la molette (1) n'est plus respecté. De cette manière la molette (1) est en effet déplacée de façon à ce qu'il n'y ait pas de contact entre la pièce (3), la molette (1), et les organes machine. Dans une seconde variante de réalisation de l'invention, c'est l'organe central de commande qui actionne les déplacements du dispositif tournant (12), en fonction de l'évolution du programme d'usinage prédéterminé. L'angle de position de la molette (1) peut ainsi être asservi et commandé numériquement. Des données du module de calcul (7), représentatives des mouvements de rotation réalisés par les premiers et seconds moyens d'entraînement, peuvent aussi être prises en compte par l'organe central de commande pour l'actionnement du dispositif tournant (12).
  • L'organe central de commande peut consister en un système de commande numérique qui permet par exemple, en connaissant la distance de la molette (1) par rapport à l'axe (20) de la meule (2), de calculer le rayon de la meule et de compenser son usure en rapprochant la pièce (3) de l'axe (20) de la meule (2) de la même distance qu'il rapproche la molette (1) de l'axe (20) de la meule (2). Dans un mode de réalisation de l'invention, les vitesses des moteurs des broches (11, 21) de la molette (1) et de la meule (2) peuvent être asservies.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, un système d'arrosage est prévu pour éviter l'échauffement des outils. Le système d'arrosage (non représenté) est par exemple rattaché au dispositif tournant (12) pour arroser la pièce (3). L'orientation de l'ouverture d'arrosage étant tournée vers la meule (2), la pièce à usiner (3) sera constamment arrosée puisque le dispositif tournant suivra les déplacements de la pièce (3).
  • La meule (2) est faite de cristaux abrasifs. Les moteurs utilisés pour entraîner en rotation le support de la molette autour de l'axe (20) de la meule, le support porte-pièce (4), le berceau (6) et pour déplacer l'équerre (110) de la molette sont de préférence électriques. Les moteurs utilisés pour entraîner en rotation la broche (21) de la meule (2) et la broche (11) de la molette (1) sont de préférence électriques ou pneumatiques. Les autres éléments de la machine peuvent être chacun fait d'acier, d'alliage ou de céramique dur ou d'acier, d'alliage ou de céramique dur et à faible coefficient de dilatation comme de l'invar pour augmenter la précision de l'ensemble.
  • Les meules sont des outils normalement utilisés pour les finitions et les rectifications à cause de leur grande précision. Un des avantages de l'invention est d'usiner en continu avec une très grande précision une pièce (3) et de ne pas nécessiter de rectification ou de finition supplémentaire.
  • Par la configuration des axes de mouvement de la pièce (3) et comme la molette (1) peut être déplacée de façon à rester à l'opposé du point de contact entre la meule (2) et la pièce (3), n'importe quel point de la pièce (3) peut être présenté sous n'importe quel angle à la meule (2). Un autre avantage de l'invention est donc de permettre d'usiner des gorges (30) avec une très grande précision suivant tous les angles et ainsi de fabriquer des pièces de formes complexes. L'invention offre la possibilité d'effectuer des usinages par exemple circulaires en continu.
  • Le fait de pouvoir faire tourner le système d'usinage (S) autour de l'outil d'usinage permet dans une position déterminée du système d'usinage (S) d'aller chercher avec la tête, dans un magasin porte-outils disposé à proximité, l'outil à placer sur l'axe de la broche principale porte-meule.
  • Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims (16)

  1. Machine-outil destinée à usiner une pièce (3) à formes complexes par taillage de meule sur tête et en continu, comprenant un bâti, un système d'usinage (S) comprenant une structure porteuse mobile en translation selon trois axes et pourvu d'une meule (2) pour usiner une pièce (3) et un berceau mobile positionnant la pièce (3) à usiner et entraîné en rotation par des moyens d'entraînement suivant un axe horizontal perpendiculaire caractérisée en ce que d'une part la pièce (3) à usiner est montée sur un support porte-pièce entraîné en rotation par des moyens d'entraînement propres au support porte-pièce autour d'un axe inclus dans un plan vertical, ces moyens d'entraînement étant incorporés dans le berceau (6) mobile qui positionne la pièce (3) à usiner, et en ce que d'autre part le système d'usinage comprend une molette (1) de profilage pour tailler la meule (2), de sorte que la structure porteuse étant solidaire du bâti et équipée d'une broche principale pour faire tourner la meule (2), un dispositif tournant rattaché à la structure porteuse et pourvu d'une broche secondaire solidaire de la molette (1) se déplace autour de l'axe de rotation (20) de la meule (2).
  2. Machine-outil selon la revendication 1, dans lequel l'axe (21) de la meule (2) et l'axe (10) de la molette (1) sont maintenus verticaux, le dispositif tournant comprenant des moyens de déplacement en translation d'un support de la broche secondaire pour positionner la molette (1) contre la meule (2).
  3. Machine-outil selon la revendication 2, dans lequel les moyens de déplacement en translation comprennent des rails (111) de guidage du support de la broche secondaire et un système à vis sans fin (120, 124) pour régler la distance entre l'axe (10) de la molette (1) et l'axe (20) de la meule (2).
  4. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans iequei un assembiage (5) avec potence (51) est fixé au berceau (6) et comporte des moyens de réglage en hauteur de la potence (51) pour maintenir une extrémité dite supérieure de la pièce (3) par l'intermédiaire d'une pointe (5) située à l'extrémité libre de la potence.
  5. Machine-outil selon la revendication 4, dans lequel les premiers moyens d'entraînement comportent un élément de motorisation (M1) et un arbre de rotation (40) relié au support porte-pièce (4), l'arbre de rotation, le support porte-pièce et la pointe (5) à l'extrémité de la potence (51) étant alignés suivant ledit premier axe (A1).
  6. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la structure porteuse du système d'usinage (S), positionnée au-dessus du berceau, est rattachée au bâti (B) par un système à trois glissières croisées, les mouvements de translation du système d'usinage (S) selon les trois axes perpendiculaires des glissières étant actionnés par un organe central de commande suivant un programme d'usinage continu prédéterminé.
  7. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les seconds moyens d'entraînement, solidaires du bâti (B), sont reliés à un élément de motorisation (M2) pour faire pivoter le berceau (6) entre deux positions limites de part et d'autre du plan vertical passant par le deuxième axe (A2) horizontal.
  8. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif tournant est entraîné en rotation autour de l'axe de la meule (2) par l'intermédiaire de troisièmes moyens d'entraînement commandés et asservis par un système de contrôle d'une position dite de référence représentative de la position de l'axe (20) de la meule (2), le système de contrôle actionnant les troisièmes moyens d'entraînement pour que le dispositif tournant (12) occupe une position angulaire par rapport à l'axe (20) de la meule (2) de façon à conserver un angle de sécurité (24) évitant collision entre la molette (1), la pièce à usiner (3) et les organes machine, tout en permettant l'arrosage optimisé de la pièce (3) et la meule (2) par au moins une buse (25) d'arrosage.
  9. Machine-outil selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le dispositif tournant (12) est entraîné en rotation autour de l'axe (20) de la meule (2) par l'intermédiaire de troisièmes moyens d'entraînement commandés par l'organe central de commande.
  10. Machine-outil selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les troisièmes moyens d'entraînement comportent soit un engrenage formé par une roue dentée centrale (122) dont l'axe est confondu avec l'axe (20) de la meule (2) et une roue dentée périphérique (123) solidaire du dispositif tournant (12) portant la molette (1), soit un système à poulie et courroie crantées.
  11. Machine-outil selon la revendication 10, dans lequel un élément motorisé à commande numérique et asservi par le système de contrôle de la position de référence est agencé pour faire tourner la roue dentée périphérique (123) autour de la roue dentée centrale (122) dans un sens quelconque de rotation en fonction de la position de référence.
  12. Machine-outil selon la revendication 10, dans lequel un élément motorisé à commande numérique et asservi par l'organe central de commande est agencé pour faire tourner la roue dentée périphérique (123) autour de la roue dentée centrale (122) dans un sens quelconque de rotation en fonction du programme d'usinage.
  13. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel la broche principale (21) est entraînée en rotation par un moteur électrique à vitesse réglable et pourvu de moyens d'inverser le sens de rotation.
  14. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la molette (1) de profilage est diamantée et entraînée en rotation par la broche secondaire (20) par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou pneumatique à vitesse réglable.
  15. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel un système d'arrosage est rattaché au dispositif tournant (12) pour arroser la pièce (3).
  16. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, dans lequel l'organe central de commande est couplé à un module de calcul (7) de la position de la pièce (3) pour commander et asservir les premiers et seconds moyens d'entraînement, de manière à obtenir une orientation de la pièce (3) permettant son usinage suivant le programme correspondant à la forme de pièce souhaitée.
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