FR2860296A1 - Part balancing device for machine tool, has two displacement lines each with unbalance measurement station and part holding station such that balance of one part is restored during unbalance measurement of another part - Google Patents
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Abstract
Description
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DISPOSITIF D'ÉQUILIBRAGE ET PROCÉDÉ DE TRAVAIL DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des machines-outils et notamment aux adaptations permettant de 5 réaliser l'opération d'équilibrage dans les meilleures conditions. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of machine tools and especially to adaptations making it possible to perform the balancing operation under the best conditions.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEURDESCRIPTION OF THE PRIOR ART
L'opération d'équilibrage obéit dans l'art antérieur à plusieurs principes principaux. The balancing operation obeys in the prior art several main principles.
Un procédé d'équilibrage présente classiquement les opérations suivantes. A balancing process typically presents the following operations.
- introduction - mesure du balourd de la pièce non équilibrée, débalourdage si possible et nécessaire c'est à dire équilibrage par ajout et/ou enlèvement de matière, - vérification de l'équilibrage - évacuation de la pièce. - introduction - measurement of the imbalance of the unbalanced part, unbalancing if possible and necessary ie balancing by addition and / or removal of material, - verification of the balancing - evacuation of the part.
Pour mettre en oeuvre ce procédé, plusieurs types de dispositifs existent. To implement this method, several types of devices exist.
Un premier type de dispositif dit transfert rotatif présente un chemin de déplacement circulaire pour la pièce à équilibrer qui accède successivement aux postes fonctionnels suivants. A first type of device known as rotary transfer has a circular path of movement for the part to be balanced which successively accesses the following functional stations.
- poste de chargement de la pièce, - premier poste de mesure du balourd, poste de débalourdage c'est à dire d'enlèvement ou d'ajout de matière à des fins d'équilibrage, - deuxième poste de mesure du balourd, - poste de déchargement de la pièce. - workpiece loading station, - first unbalance measuring station, unbalance station, ie removing or adding material for balancing purposes, - second unbalance measuring station, - workstation unloading the piece.
Un deuxième type de dispositif dit transfert en ligne présente un chemin de déplacement rectiligne pour la pièce à équilibrer. A second type of device called online transfer has a rectilinear motion path for the part to be balanced.
Un troisième type de dispositif dit monoposte assure sur une seule machine, l'ensemble des opérations réalisées par un dispositif de type transfert. A third type of device said single station provides on a single machine, all operations performed by a device type transfer.
Ces dispositifs présentent néanmoins plusieurs 30 35 - 2 - inconvénients. Ainsi, par exemple, les dispositifs transfert présentent une architecture qui augmente inutilement le temps du cycle et surdimensionne certains sous-ensembles fonctionnels. C'est le cas lorsque par exemple une pièce est jugée non susceptible d'être équilibrée, cette dernière suit le même chemin qu'une pièce exploitable avant d'être évacuée. These devices nevertheless have several disadvantages. Thus, for example, the transfer devices have an architecture that unnecessarily increases the cycle time and oversizes some functional subsets. This is the case when, for example, a part is judged not to be balanced, the latter follows the same path as a workable piece before being evacuated.
De même, l'opération de débalourdage par ajout ou enlèvement de matière assure une réalisation optimale de la pièce. Le contrôle que l'équilibre a bien été atteint ne constitue qu'une opération ponctuelle qui, dans le cadre d'un lot de pièces homogènes, peut n'être réalisée que sur un nombre limitée de pièces (on parle alors de contrôle fréquentiel). Or, l'architecture de type transfert comprend obligatoirement une opération de contrôle ou du moins un passage de la pièce devant le poste de contrôle. In the same way, the operation of unbalance by addition or removal of material ensures an optimal realization of the piece. The control that the equilibrium has been achieved is only a one-off operation which, in the context of a batch of homogeneous parts, can only be performed on a limited number of parts (this is called frequency control) . However, the transfer type architecture necessarily includes a control operation or at least a passage of the room in front of the control station.
Ces opérations et ces déplacements supplémentaires suscitent des temps de cycle d'opérations d'équilibrage 20 particulièrement longs. These operations and these additional displacements give rise to particularly long balancing cycle times.
Afin de pallier cet inconvénient, les concepteurs de machines-outils dans ce domaine ont conçus des sous-ensembles fonctionnels de mise en mouvement surdimensionnés capables, dans par exemple les opérations de mesure et de contrôle du balourd, d'amener les pièces à une vitesse de rotation particulièrement élevée dans un temps très court. Ce surdimensionnement a pour effet d'augmenter le coût de l'installation. In order to overcome this disadvantage, machine tool designers in this field have designed oversized functional movement subassemblies capable, in for example unbalance measurement and control operations, of moving the workpieces up to speed. particularly high rotation in a very short time. This over-sizing has the effect of increasing the cost of the installation.
Le troisième type de dispositif dit monoposte essaie de pallier les inconvénients précités en évitant les déplacements de la pièce d'un poste à un autre. Néanmoins, la réalisation d'un sous-ensemble fonctionnel porte-pièces capable de résister aux contraintes d'un usinage handicape les opérations de mesure aussi bien du fait de l'inertie de l'ensemble que du fait d'une répétabilité moins optimisée. - 3 - The third type of device said single station tries to overcome the aforementioned drawbacks by avoiding movement of the room from one station to another. Nevertheless, the realization of a functional sub-assembly of workpieces capable of withstanding the constraints of a machining handicaps measurement operations both because of the inertia of the assembly and because of a less optimized repeatability. - 3 -
DESCRIPTION DE L'INVENTIONDESCRIPTION OF THE INVENTION
Ce que constatant la demanderesse a mené des recherches visant à obvier aux inconvénients précités en concevant un dispositif d'équilibrage par ajout ou enlèvement de matière susceptible de diminuer le temps de cycle et de présenter un coût moindre tout en respectant largement les critères de qualité inhérents à une telle opération. What the Applicant has found has conducted research to overcome the aforementioned drawbacks by designing a balancing device by addition or removal of material that can reduce cycle time and present a lower cost while largely meeting the quality criteria inherent to such an operation.
Selon l'invention, le dispositif d'équilibrage de 10 l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué par au moins. According to the invention, the balancing device of the invention is remarkable in that it consists of at least one.
- deux stations de mesure du balourd, - un poste de chargement et un poste de déchargement de pièce et, - un poste de débalourdage comprenant deux stations de tenue de pièce, agencés les uns par rapport aux autres de façon à former au moins deux lignes de déplacement de pièces comportant chacune une station de mesure de balourd et une station de tenue de pièce de sorte qu'une pièce fasse l'objet d'une opération de débalourdage pendant les opérations de mesure de balourd d'au moins une autre. - two unbalance measuring stations, - a loading station and a workpiece unloading station and, - an unbalance station comprising two work holding stations, arranged relative to one another so as to form at least two lines moving parts each having an unbalance measuring station and a work holding station so that a workpiece is subjected to an unbalance operation during unbalance measuring operations of at least one other.
Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet la réalisation de l'opération d'équilibrage ou de mesure en temps masqué. En effet, le dédoublement des stations de mesure et de tenue pièce pour le poste de débalourdage permette de créer deux flux de pièces indépendants. Ce gain de temps permet de redéfinir le dimensionnement des sous-ensembles d'entraînement de la pièce pour les postes de mesures. Ainsi, le gain de temps permet de ne pas surdimensionner les moyens de mise en mouvement pour atteindre une vitesse de rotation élevée. De plus, le montage porte-pièces de la station destinée à l'opération de débalourdage ne requiert pas la précision qu'exigent les appuis du montage porte-pièces de la station dédiée à l'opération de mesure. - 4 - This feature is particularly advantageous in that it allows the realization of the balancing or measuring operation in masked time. Indeed, the duplication of measurement stations and room hold for the unbalance station allows to create two independent workflows. This time saving makes it possible to redefine the dimensioning of the drive subassemblies of the part for the measurement stations. Thus, the time saving makes it possible not to oversize the moving means to achieve a high rotational speed. In addition, the workpiece mounting of the station intended for the operation of imbalance does not require the precision required by the support of the workpiece mounting of the station dedicated to the measuring operation. - 4 -
Aussi, le dispositif de l'invention présente un coût moins élevé que ceux de l'art antérieur. Also, the device of the invention has a lower cost than those of the prior art.
Dans ce type de dispositif, le poste de mesure de balourd assure aussi bien la mesure du balourd avant équilibrage que la mesure du balourd après équilibrage pour vérification. En effet, la technologie est la même et le dispositif de l'invention est particulièrement avantageux en ce qu'il part du principe qu'une seule station permet de réaliser les deux opérations ce qui n'était envisagé dans l'art antérieur que sur les dispositifs monopostes avec les inconvénients précités. In this type of device, the unbalance measuring station ensures both the unbalance before balancing unbalance measurement after balancing for verification. Indeed, the technology is the same and the device of the invention is particularly advantageous in that it assumes that a single station allows to perform both operations which was envisaged in the prior art only on the single-station devices with the aforementioned drawbacks.
De plus, la qualité est optimisée car les montages porte-pièces sont dédiés aux postes ou stations réalisant des opérations spécifiques. Ainsi, le montage de la station porte-pièces pour l'opération de mesure du balourd ne comprend pas les dimensions ni les moyens de serrage particulièrement importants du montage porte-pièces nécessaire à l'opération de débalourdage par ajout ou enlèvement de matière. In addition, the quality is optimized because the workpiece mountings are dedicated to stations or stations carrying out specific operations. Thus, the mounting of the workpiece station for the unbalance measuring operation does not include the dimensions or the particularly important clamping means of the workpiece mounting necessary for the operation of disbudding by addition or removal of material.
Un autre avantage du gain de temps obtenu grâce à la réalisation des opérations en simultané que propose le dispositif de l'invention, réside dans la possibilité de consacrer plus de temps à l'opération de débalourdage. Another advantage of the time saving obtained by performing the simultaneous operations offered by the device of the invention resides in the possibility of devoting more time to the operation of imbalance.
La présence des deux flux de pièces entre les stations de mesures et les stations de tenue pièces du poste de débalourdage permet de ne nécessiter la présence que d'un seul moyen de débalourdage. Cette multiplication des flux participe à la diminution du temps de cycle et donc à celle du coût d'un tel dispositif. The presence of the two streams of parts between the measuring stations and the parts holding stations of the unbalance station makes it possible to require the presence of only one unbalance means. This multiplication of flows contributes to the reduction of the cycle time and therefore to the cost of such a device.
L'invention concerne également le procédé de travail d'un tel dispositif. The invention also relates to the working method of such a device.
Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, - 5 - donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif et d'un procédé de travail conformes à l'invention. The basic concepts of the invention having been described above in their most elementary form, other details and characteristics will emerge more clearly on reading the description which follows and with reference to the appended drawings, giving by way of nonlimiting example, an embodiment of a device and a working method according to the invention.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La figure 1 est un dessin schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention illustrant une phase intermédiaire, La figure 2 est un dessin schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention illustrant le temps masqué permis par le dispositif. FIG. 1 is a diagrammatic plan view of an embodiment of a device according to the invention illustrating an intermediate phase. FIG. 2 is a schematic diagram in top view of an embodiment of FIG. a device according to the invention illustrating the masked time allowed by the device.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Tel qu'illustré sur le dessin des figures 1 et 2, le dispositif d'équilibrage référencé D dans son ensemble est constitué par deux stations de mesure du balourd 100 et 100', d'un poste de chargement et de déchargement 200 et d'un poste de débalourdage 300 comprenant deux stations 310 et 310' de tenue de pièces, les différents éléments étant agencés les uns par rapport aux autres de façon à ce qu'une pièce P puisse être équilibrée pendant les opérations de mesure d'une autre pièce P. Conformément à l'invention et comme illustré, le dispositif D comprend un sous-ensemble d'alimentation 210 en pièces P ainsi qu'un sous ensemble d'évacuation 210' des pièces P qui se situent sur le chemin de déplacement des pièces P entre les postes de mesure 100 et 100' et le poste d'équilibrage 300. As illustrated in the drawing of Figures 1 and 2, the balancing device referenced D as a whole consists of two unbalance measuring stations 100 and 100 ', a loading and unloading station 200 and an unbalance station 300 comprising two parts holding stations 310 and 310 ', the different elements being arranged relative to each other so that a part P can be balanced during the measurement operations of another part P. In accordance with the invention and as illustrated, the device D comprises a supply subassembly 210 P pieces and a subassembly 210 'evacuation of the pieces P which are located on the path of moving parts P between the measuring stations 100 and 100 'and the balancing station 300.
Conformément à l'invention et comme illustré, le poste de débalourdage 300 comprend deux stations de débalourdage porte-pièces 310 et 310' qui se partagent un seul et même sous-ensemble fonctionnel de débalourdage par enlèvement ou par ajout de matière 320. En effet, la réalisation en temps masqué de l'opération de mesure sur une pièce pendant l'opération d'équilibrage de l'autre a pour avantage de ne nécessiter qu'un seul moyen ou module de débalourdage. - 6 - According to the invention and as illustrated, the unbalance station 300 comprises two workpiece unloading stations 310 and 310 'which share a single functional subassembly of removal by unloading or adding material 320. Indeed , the realization in masked time of the measuring operation on a workpiece during the balancing operation of the other has the advantage of requiring only one means or module of unbalance. - 6 -
Comme illustré sur les dessins des figures 1 et 2, le sous-ensemble fonctionnel 300 adopte un mouvement de va-et-vient dit mouvement pendulaire pour aller d'une station de débalourdage 310 à une autre 310' et vice-versa lui assurant une bonne position de travail selon l'ordre d'arrivée des pièces à équilibrer. As illustrated in the drawings of FIGS. 1 and 2, the functional subassembly 300 adopts a so-called reciprocating movement to move from one unbalance station 310 to another 310 'and vice versa, ensuring a good working position according to the order of arrival of the parts to be balanced.
Conformément à l'invention, le dispositif D comprend une structure symétrique composée de deux lignes de déplacement L et L' (qui peuvent être identiques ou différentes) de déplacement de pièces P parallèles l'une par rapport à l'autre comportant chacune à une première extrémité une station de mesure de balourd 100 et 100' et en deuxième extrémité un poste de débalourdage 300 constitué d'une station porte-pièces 310, et 310', devant lesquels se déplace selon une direction perpendiculaire auxdites lignes, un sous-ensemble fonctionnel de débalourdage par enlèvement ou par ajout de matière 320. According to the invention, the device D comprises a symmetrical structure composed of two displacement lines L and L '(which may be identical or different) of displacement of pieces P parallel to each other each having a first end a unbalance measuring station 100 and 100 'and at the second end an unbalance station 300 consisting of a work station 310, and 310', in front of which moves in a direction perpendicular to said lines, a subset functional removal or removal by material 320.
Lesdites lignes de déplacement L et L' sont chacune associées à un moyen de déplacement 400 et 400' des pièces pour les faire passer: - du poste d'alimentation 210 à la station de mesure respectivement 100 et 100', - de la station de mesure 100 et 100' au poste de sortie 210' ou aux stations porte-pièces 310 et 310' du poste de 25 débalourdage, - des stations 310 et 310' du poste de débalourdage au poste de sortie 210' ou aux stations de mesure/contrôle respectivement 100 ou 100'. Said displacement lines L and L 'are each associated with a means of displacement 400 and 400' of the parts to make them pass: - from the feed station 210 to the measuring station respectively 100 and 100 ', - of the station of measuring 100 and 100 'at the exit station 210' or at the workpiece stations 310 and 310 'of the unbalance station; - stations 310 and 310' of the unbalance station at the exit station 210 'or at the measuring stations / control respectively 100 or 100 '.
Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, ces moyens de déplacement 400 et 400' des pièces P sur leur ligne respective L et L' sont constitués par un portique porte-pièces mettant en mouvement un moyen de préhension de type pince 410 et 410'. According to a preferred embodiment, but not limiting, these means of displacement 400 and 400 'of the pieces P on their respective line L and L' are constituted by a gantry carrying moving parts of gripping means of clamp type 410 and 410 .
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le sous-ensemble fonctionnel de débalourdage 320 est constitué par un moyen 10 35 - 7 d'enlèvement de matière de type module de perçage assurant la mise en mouvement de rotation à son extrémité 321 orientée vers les modules porte-pièces 310 et 310' d'un outil 322 de type foret. According to a particularly advantageous feature of the invention, the functional unbalance subassembly 320 is constituted by a drilling module-type material removal means ensuring the rotational movement at its end 321 oriented towards the workpiece modules 310 and 310 'of a tool 322 of the drill type.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le type de pièce est différent selon la ligne de déplacement L ou L'. According to another particularly advantageous feature of the invention, the type of part is different along the line of displacement L or L '.
Le dispositif D de l'invention permet d'adopter des procédés de travail particulièrement avantageux. The device D of the invention makes it possible to adopt particularly advantageous working methods.
Conformément à l'invention, le procédé de travail adapté au dispositif d'équilibrage de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à décharger la pièce venant d'être mesurée dans le cas où son déséquilibre n'est pas rattrapable. Ce procédé de travail ne pouvait pas être adapté à un dispositif de l'art antérieur qui soit monopolisait le poste polyvalent assurant le cycle d'équilibrage soit obligeait à transférer la pièce devant l'ensemble des postes. According to the invention, the working method adapted to the balancing device of the invention is remarkable in that it consists in discharging the piece just measured in the case where its imbalance is not catch-up. This working method could not be adapted to a device of the prior art which was monopolized the versatile station ensuring the balancing cycle or required to transfer the piece to all of the stations.
De même, le procédé est remarquable en ce qu'il consiste à équilibrer une pièce par enlèvement ou ajout de matière pendant l'opération de mesure d'une autre pièce. Ce procédé est illustré en figure 2 dans laquelle une pièce P1 vient d'être placée par la pince 410 du portique 400 dans le module porte-pièces 310 du poste d'équilibrage 300 correspondant à une première ligne L de pièces et dans laquelle une pièce P2 vient d'être placée par la pince 410' du portique 400' dans le poste de mesure 310' correspondant à la deuxième ligne de pièce L'. Likewise, the method is remarkable in that it consists in balancing a part by removing or adding material during the measuring operation of another part. This process is illustrated in FIG. 2 in which a piece P1 has just been placed by the clamp 410 of the gantry 400 in the piece-carrier module 310 of the balancing station 300 corresponding to a first line L of parts and in which a part P2 has just been placed by the clamp 410 'of the gantry 400' in the measuring station 310 'corresponding to the second part line L'.
Le sous-ensemble fonctionnel d'équilibrage par ajout ou enlèvement de matière vient ensuite s'avancer vers la pièce P1 pour réaliser l'opération d'équilibrage proprement dite pendant que le poste de mesure entre en mouvement pour mesurer P2. Une fois la pièce P1 équilibrée, la pince 410 du portique 400 de la ligne L vient la dégager du module porte pièce 310 pour la diriger vers le poste de déchargement 210'. 15 - s - The functional sub-assembly balancing by addition or removal of material then advances towards the part P1 to perform the actual balancing operation while the measurement station comes into motion to measure P2. Once the piece P1 is balanced, the clamp 410 of the gantry 400 of the line L comes out of the door module 310 to direct it to the unloading station 210 '. 15 - s -
Une fois la pièce P2 mesurée, la pince 410' du portique 400' de la ligne L' vient dégager la pièce P2 du poste de mesure 100' pour la diriger vers le poste d'équilibrage 300 dans lequel le sous-ensemble fonctionnel d'ajout ou d'enlèvement de matière s'est déplacé vers le module portepièces 310' de la ligne L' afin de démarrer une nouvelle opération d'équilibrage. Once the piece P2 has been measured, the clamp 410 'of the gantry 400' of the line L 'comes to clear the part P2 from the measurement station 100' to direct it towards the balancing station 300 in which the functional subassembly of addition or removal of material moved to the 310 'L' door module module in order to start a new balancing operation.
De plus, le dispositif de l'invention permet de décharger la pièce venant d'être équilibrée sans revenir au poste de contrôle d'équilibrage. Comme pour l'évacuation des pièces jugées moins bonnes, ce principe ne pouvait être appliqué aux dispositifs de l'art antérieur pour les mêmes raisons évoquées plus haut. In addition, the device of the invention makes it possible to unload the piece that has just been balanced without returning to the balancing control station. As for the evacuation of the parts considered worse, this principle could not be applied to the devices of the prior art for the same reasons mentioned above.
On comprend que le dispositif d'équilibrage et le procédé de travail adapté, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications. It is understood that the balancing device and the adapted working method, which have just been described above and shown, have been for the purpose of disclosure rather than limitation. Of course, various arrangements, modifications and improvements may be made to the example above, without departing from the scope of the invention as defined in the claims.
Ainsi par exemple, le type de pièces susceptibles d'être équilibrées par un tel dispositif, n'est pas limitatif. Ainsi, le type de pièce peut être différent selon la ligne ou le flux de déplacement. De même, le type d'équilibrage est indifférent et peut être réalisé par ajout ou enlèvement de matière. For example, the type of parts that can be balanced by such a device is not limiting. Thus, the type of part may be different depending on the line or the flow of displacement. Similarly, the type of balancing is indifferent and can be achieved by adding or removing material.
De plus un tel dispositif permet d'envisager un procédé de travail particulièrement efficace en ce qu'il consiste à réaliser une opération de mesure de balourd dans chaque station de mesure pendant l'opération de débalourdage. - 9 - In addition, such a device makes it possible to envisage a particularly efficient working method in that it consists in carrying out an unbalance measurement operation in each measuring station during the unbalancing operation. - 9 -
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- 2003-09-26 FR FR0311353A patent/FR2860296B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130531 |