FR3009987A1 - Support d'outil integrant un systeme de guidage espace de l'outil et dispositif d'usinage integrant ledit support d'outil - Google Patents

Support d'outil integrant un systeme de guidage espace de l'outil et dispositif d'usinage integrant ledit support d'outil Download PDF

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Abstract

L'objet de l'invention est un support d'outil comprenant : - une partie fixe (38), - une partie mobile (40) par rapport à ladite partie fixe (38), - une première traverse (80) reliée à la partie mobile (40) et une seconde traverse (82), - un outil (16) avec un axe outil (18), relié aux première et seconde traverses (80, 82) par des liaisons pivotantes (84, 86) comprenant des axes d'articulation, - un pointeur (42) avec un axe pointeur (44) parallèle à l'axe outil (18), ledit pointeur étant relié aux première et seconde traverses (80, 82) par des liaisons pivotantes (88, 90) comprenant des axes d'articulation, les axes d'articulation étant parallèles entre eux, caractérisé en ce que le support d'outil comprend des moyens (108) de blocage susceptibles d'occuper un premier état bloqué dans lequel ils empêchent un mouvement de rotation selon au moins un axe d'articulation et un second état débloqué dans lequel ils autorisent des mouvements de rotation selon les axes d'articulation.

Description

SUPPORT D'OUTIL INTEGRANT UN SYSTEME DE GUIDAGE ESPACE DE L'OUTIL ET DISPOSITIF D'USINAGE INTEGRANT LEDIT SUPPORT D'OUTIL La présente invention se rapporte à un support d'outil intégrant un système de guidage espacé de l'outil ainsi qu'à un dispositif d'usinage intégrant ledit support d'outil. Lors d'un perçage en utilisant un foret, il est possible d'utiliser un canon de 5 perçage pour guider le foret. bans ce cas, l'axe du canon de perçage est confondu avec l'axe du trou à réaliser. Lorsqu'il est nécessaire de réaliser plusieurs perçages sur une même zone d'une pièce, il est possible d'utiliser un gabarit de perçage sous forme d'une plaque munie de plusieurs trous positionnés les uns par rapport aux autres 10 conformément aux positions des trous à réaliser dans la pièce. Ce gabarit de perçage est placé entre la pièce à percer et l'outil et positionné par rapport à la pièce de manière à ce que les axes des trous du gabarit soient confondus avec les axes des trous à réaliser. Les trous du gabarit permettent non seulement de positionner l'extrémité de l'outil par rapport à la surface avant mais également 15 de positionner l'outil selon un angle d'incidence déterminé par rapport à la surface avant. Pour la suite de la description, on entend par surface avant, la surface via laquelle pénètre un outil pour réaliser un usinage. Selon les applications, les trous du gabarit de perçage peuvent être équipés 20 chacun d'un canon de perçage afin de réduire leurs usures.
Selon un mode opératoire, l'opérateur positionne le gabarit de perçage par rapport à la pièce. En suivant, il peut réaliser les trous en positionnant pour chacun d'eux, l'outil par rapport au trou du gabarit correspondant. Idéalement, pour chaque trou à réaliser, l'axe de vision de l'opérateur doit former un angle réduit avec l'axe du trou du gabarit correspondant au trou à réaliser pour positionner l'outil. bans le domaine aéronautique, des gabarits de perçage peuvent être utilisés lors de la fabrication et l'assemblage des pièces. bans certaines circonstances, il est nécessaire d'intervenir dans l'aéronef pour réaliser des trous, par exemple pour des opérations de maintenance. Pour exécuter des perçages, l'opérateur peut utiliser un outillage portatif, comme une perceuse portative. Cette perceuse comprend un corps (avec éventuellement une poignée) et une tête reliée au corps supportant un outil de coupe comme un foret par exemple. Avantageusement, la tête comprend des moyens d'aspiration pour aspirer les copeaux générés lors de l'usinage et les évacuer via un conduit d'évacuation. Pour réaliser un trou, l'opérateur positionne l'extrémité du foret au niveau de l'axe du trou à réaliser puis exerce un effort pour générer un mouvement d'avance du foret qui combiné à la rotation du foret génère l'usinage.
Comme indiqué précédemment, pour bien positionner l'outil par rapport au trou à réaliser, l'axe de vision de l'opérateur doit former un angle réduit avec l'axe du trou à réaliser. Par ailleurs, lors de l'opération de perçage, l'opérateur doit être correctement positionné par rapport au trou à réaliser de manière à exercer un effort selon la direction de l'axe du trou à réaliser afin que le trou soit correctement réalisé en respectant les tolérances géométriques et dimensionnelles. Certaines zones de l'aéronef comme par exemple la jonction du fuselage et de la voilure, sont des zones difficiles d'accès et exiguës. bans certains cas, l'opérateur rte peut pas correctement se placer par rapport aux perçages à réaliser si bien que son axe de vision n'est pas positionné de manière optimale pour faciliter le positionnement de l'outil par rapport aux perçages à réaliser. De plus, lorsqu'il n'est pas correctement placé, il est difficile pour l'opérateur d'exercer un effort sur l'outil toujours correctement orienté par rapport à l'axe du perçage à réaliser. L'opérateur pourrait envisager de positionner un gabarit de perçage dont les trous sont alignés avec les perçages à réaliser. Toutefois, même dans ce cas, il serait difficile pour l'opérateur non correctement placé par rapport au perçage à réaliser de positionner l'outil par rapport aux trous du gabarit de perçage et d'exercer un effort sur l'outil toujours correctement orienté par rapport à l'axe du perçage à réaliser. Par conséquent, les opérations de perçage dans des zones de l'aéronef exiguës sont longues et difficiles à réaliser.
Selon une autre problématique, l'opérateur peut être amené à réaliser dans ces zones exiguës de l'aéronef des usinages plus complexes que des trous. Ces opérations d'usinages complexes sont, comme pour les perçages, longues et difficiles à réaliser. Pour réaliser des usinages complexes, il existe des techniques de copiage utilisant un pantographe. Un dispositif permettant de mettre en oeuvre une telle technique est décrit dans le document EP-1.978.889 et comprend un pantographe sous forme d'un parallélogramme déformable avec quatre côtés articulés deux à deux, selon des axes d'articulation parallèles entre eux. Un premier côté de ce pantographe est solidaire d'un chariot mobile qui peut se déplacer dans un plan.
Le pantographe supporte un pointeur solidaire d'un deuxième côté articulé par rapport au premier côté et un outil solidaire d'un troisième côté parallèle au deuxième côté et articulé par rapport au premier côté, le pointeur et l'outil étant espacés du premier côté. L'outil a un axe de rotation parallèle aux axes d'articulation et parallèle au plan de déplacement du chariot. Cette architecture ne permet pas de réaliser des perçages. Par conséquent, il n'existe pas de dispositif d'usinage polyvalent permettant de réaliser des perçages et des usinages par copiage avec un système de guidage espacé de l'outil. Aussi, la présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un support d'outil comprenant : - une partie fixe, - une partie mobile par rapport à ladite partie fixe, - une première traverse reliée à la partie mobile et une seconde traverse, - un outil avec un axe outil, ledit outil étant relié aux première et seconde traverses par des liaisons pivotantes comprenant des axes d'articulation, - un pointeur un axe pointeur parallèle à l'axe outil, ledit pointeur étant relié aux première et seconde traverses par des liaisons pivotantes comprenant des axes d'articulation, - les axes d'articulation étant parallèles entre eux. Selon une caractéristique de l'invention, le support d'outil comprend des moyens de blocage susceptibles d'occuper un premier état bloqué dans lequel ils empêchent un mouvement de rotation selon au moins un axe d'articulation et un second état débloqué dans lequel ils autorisent des mouvements de rotation selon les axes d'articulation. Cette configuration permet d'obtenir un support d'outil polyvalent qui peut réaliser des opérations de perçage et d'usinage par copiage. De préférence, le support d'outil comprend une liaison reliant la partie mobile à la partie fixe qui autorise au moins un mouvement de translation selon une direction T1 perpendiculaire aux axes d'articulation. Selon une autre caractéristique, la liaison reliant la partie mobile à la partie fixe autorise au moins un mouvement dans un plan perpendiculaire à la première direction Ti. Selon un mode de réalisation, la liaison reliant la partie mobile à la partie fixe comprend trois liaisons glissières autorisant respectivement des mouvements de translation selon trois directions T1, T2, T3 perpendiculaires entre elles.
Avantageusement, le support d'outil comprend des moyens de verrouillage pour immobiliser la partie mobile par rapport à la partie fixe selon au moins une direction. Selon une autre caractéristique, le support comprend une liaison entre la première traverse et la partie mobile qui autorise un mouvement de rotation 10 entre la première traverse et la partie mobile. Avantageusement, le support d'outil comprend des moyens de verrouillage pour immobiliser en rotation la première traverse par rapport à la partie mobile. Selon une autre caractéristique, au moins une liaison du support d'outil autorisant un degré de liberté comprend un moyen pour absorber ou amortir des chocs ou 15 des vibrations. Pour obtenir un support d'outil robuste, l'axe outil est sécant, et de préférence perpendiculaire, avec les axes d'articulation reliant l'outil et les première et seconde traverses. Avantageusement, l'axe pointeur est sécant, et de préférence perpendiculaire, avec les axes d'articulation reliant le pointeur et les 20 première et seconde traverses. Selon une autre caractéristique, la première traverse est reliée à la partie mobile de manière à s'étendre de part et d'autre de la partie mobile. L'invention propose également un dispositif d'usinage comprenant un support d'outil. 25 Selon une caractéristique, le dispositif d'usinage comprend un patron avec une forme permettant par copiage de réaliser un usinage dans une pièce. Avantageusement, le dispositif d'usinage comprend une semelle sur laquelle est fixé de manière démontable le support d'outil.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue latérale d'une représentation schématique d'un dispositif d'usinage sans outil et sans pointeur qui illustre une variante simplifiée de l'invention, - La figure 2 est une vue de dessus d'une représentation schématique du dispositif d'usinage illustré sur la figure 1 avec un outil et un pointeur, - La figure 3 est une vue de face illustrant des trous à réaliser dans une pièce ainsi qu'une partie du dispositif d'usinage, - La figure 4 est une vue de dessus d'un dispositif d'usinage qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - La figure 5 est une vue en perspective selon un premier angle de vue du dispositif d'usinage illustré sur la figure 4, - La figure 6 est une vue en perspective selon un second angle de vue du support d'outil illustré sur la figure 4 - La figure 7 est une vue de dessus illustrant en détail un pointeur, - La figure 8 est une vue de côté du pointeur illustré sur la figure 7, - La figure 9 est une vue en perspective du pointeur illustré sur la figure 7, - La figure 10 est une vue en perspective illustrant en détail un outil, - La figure 11 est une vue en perspective illustrant en détail une liaison entre une partie mobile et une traverse équipée d'un absorbeur de choc. Sur les figures 1, 3 et 4, on a représenté une pièce 10 dans laquelle doit être réalisé au moins un usinage U comme un trou 12 borgne ou traversant par 25 exemple. Par pièce, on entend une pièce ou un ensemble de pièces assemblées ou en cours d'assemblage. Selon une application, la pièce 10 est une paroi d'un aéronef comme par exemple une paroi prévue au niveau de la zone de jonction entre le fuselage et la voilure. Sur la figure 3, on a représenté en pointillés plusieurs trous 12, 12', 12", 12"' à réaliser.
Chaque trou 12, 12', 12", 12"' comprend un axe de trou 14, 14', 14", 14"'. Les trous 12, 12', 12", 12"' sont positionnés et orientés dans un repère orthonormé XYZ lié à la pièce 10. Ce repère orthonormé XYZ comprend - un premier axe Z ou profondeur, cet axe Z correspondant à un axe sensiblement confondu avec la normale de la surface avant de la pièce 10, - un deuxième axe X perpendiculaire au premier axe Z qui correspond à un déplacement vertical, orienté vers le haut de la feuille sur la figure 3, - un troisième axe Y perpendiculaire à l'axe Z et à l'axe X qui correspond à un déplacement latéral, orienté vers la droite de la feuille sur la figure 3.
Sur la figure 4, on a représenté un usinage U à réaliser dans la pièce 10. A titre d'exemple, l'usinage U se présente sous la forme d'une croix. D'autres formes plus ou moins complexes peuvent être envisagées. Cet usinage U est positionné par rapport au repère XYZ lié à la pièce 10. La géométrie de l'usinage U est également définie dans le repère XYZ.
Pour réaliser un trou, on utilise un outil 16 tel qu'un foret par exemple qui a une forme cylindrique avec un axe outil 18 et une extrémité 19, comme illustré en détail sur la figure 10. Plus généralement, pour réaliser un usinage, on utilise un outil 16 qui a un mouvement de coupe Mc et un mouvement d'avance Ma. Sur la figure 10, l'outil 16 se présente sous la forme d'une fraise sphérique avec une extrémité 19. Son mouvement de coupe Mc correspond à un mouvement de rotation selon un axe de rotation qui correspond à l'axe outil 18. Le mouvement d'avance Ma peut être complexe et comprend au moins un mouvement de translation et/ou au moins un mouvement de rotation. be manière connue, comme illustré sur la figure 10, l'outil 16 est monté sur un appareil 20 qui comprend un corps 22, une tête 24 supportant l'outil 16.
Avantageusement, l'appareil 20 comprend des moyens d'évacuation des débris, copeaux ou autres produits lors de l'usinage. L'appareil 20 assure au moins le mouvement de coupe Mc. bans le cas d'un foret, le mouvement de coupe Mc est un mouvement de rotation selon l'axe outil 18. Selon un mode de réalisation, le corps 22 est sensiblement cylindrique.
Avantageusement, l'appareil 20 est un appareil pneumatique. Pour simplifier les figures, les éléments assurant la gestion de l'énergie pneumatique ne sont pas représentés. L'outil 16 et l'appareil 20 ne sont pas plus décrits car ils peuvent être identiques à ceux de l'art antérieur.
Comme illustré sur les figures 1, 2, 4 et 5, un dispositif d'usinage 28 comprend un support d'outil 30 et un patron P. bans le cas de perçages à réaliser, comme illustré sur la figure 3, ce patron P peut prendre la forme d'un gabarit de perçage 32 comprenant au moins un trou de guidage 34 avec un axe de guidage 36. bans le cas d'au moins un usinage à réaliser dans la pièce 10, comme illustré sur la figure 4, le patron P comprend une forme U' telle qu'à chaque point de la forme U' du patron P correspond un point de l'usinage U de la pièce. La forme U' peut être identique à l'usinage U. En variante, la forme U' peut être une homothétie de l'usinage U. Ainsi, la forme U' du patron P permet par copiage de réaliser l'usinage U dans la pièce 10. Le support d'outil 30 comprend une partie fixe 38 et au moins une partie mobile 40 par rapport à la partie fixe 38 et un pointeur 42 solidaire de la partie mobile 40.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 2, 7 à 9, le pointeur 42 a un axe pointeur 44 et une extrémité 46. Pour la réalisation d'au moins un perçage, le pointeur 42 a une forme cylindrique avec un diamètre sensiblement égal au jeu près au diamètre du trou de guidage 34. Ce jeu doit être tel qu'il permet à l'axe pointeur 44 d'être sensiblement confondu avec l'axe de guidage 36. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Selon un point important de l'invention, l'outil 16 est solidarisé à la partie mobile 40 de manière à ce que l'axe outil 18 soit parallèle par rapport à l'axe pointeur 44 et que l'axe outil 18 et l'axe pointeur 44 soient espacés.
L'écartement entre l'extrémité 19 de l'outil 16 et l'extrémité 46 du pointeur est noté E. Selon un mode de réalisation commun aux variantes illustrées sur les figures 1 à 6, la liaison entre la partie fixe 38 et la partie mobile 40 comprend trois liaisons glissières 48, 50, 52 autorisant respectivement des mouvements de translation selon des directions T1, T2, T3 perpendiculaires entre elles. Selon un mode de réalisation, la direction T3 correspond à la direction verticale, les deux directions T1 et T2 sont dans un plan horizontal. Comme illustré sur les figures 5 et 6, le support d'outil comprend un premier chariot 54 et un second chariot 56. Le premier chariot 54 peut coulisser le long d'au moins un rail 58 (de préférence deux rails parallèles) orienté selon la direction T1 et solidaire de la partie fixe 38. Ce premier chariot 54 comprend au moins un rail 60 (de préférence deux rails parallèles) orienté selon la direction T2, le long duquel coulisse le deuxième chariot 56. Ce deuxième chariot 56 comprend au moins un rail 62 orienté selon la direction T3, le long duquel coulisse la partie mobile 40. De préférence, le support d'outil comprend des moyens de verrouillage pour immobiliser la partie mobile 40 par rapport à la partie fixe 38 selon au moins une direction.
Avantageusement, des moyens de verrouillage 64 (visible sur la figure 4) sont prévus pour immobiliser en translation le premier chariot 54 par rapport à la partie fixe 38 selon la direction Ti. Avantageusement, des moyens de verrouillage 66 (visible sur la figure 4) sont 5 prévus pour immobiliser en translation le deuxième chariot 56 par rapport au premier chariot 54 selon la direction T2. Avantageusement, des moyens de verrouillage 68 (visible sur la figure 6) sont prévus pour immobiliser en translation la partie mobile 40 par rapport au deuxième chariot 56 selon la direction T3. 10 De préférence, des moyens d'assistance 70 sont prévus pour favoriser le mouvement de translation de la partie mobile 40 selon la direction T3 (qui correspond à la verticale) et compenser le poids de la partie mobile 40 et des éléments solidaires de ladite partie mobile 40. Selon un mode de réalisation visible sur les figures 5 et 6, ces moyens d'assistance comprennent un 15 enrouleur 72 apte à exercer un effort de traction sur un câble ou une chaîne 74 dont l'extrémité 76 est reliée à la partie mobile 40. Cet enrouleur 72 est solidaire du deuxième chariot 56 qui comprend en partie supérieure au moins un axe 78 (de préférence deux axes 78) au-dessus duquel passe le câble ou la chaîne 74. Ainsi, lorsque l'enrouleur 72 exerce un effort de traction sur le câble 20 ou la chaîne 74, cela provoque un mouvement vers le haut de la partie mobile 40. Selon un mode de réalisation, l'enrouleur 72 se présente sous la forme d'une lame métallique qui s'enroule en spirale autour d'un axe horizontal 79 perpendiculaire à la direction T3. Le support d'outil comprend une première traverse 80 et une seconde 25 traverse 82 parallèles et espacées, deux liaisons pivotantes 84 et 86 entre l'outil 16 et les première et seconde traverses 80 et 82 ainsi que deux liaisons pivotantes 88 et 90 entre le pointeur 42 et les première et seconde traverses 80 et 82.
Les liaisons pivotantes 84 à 90 comprennent des axes d'articulation respectivement A84 à A90 (visibles sur les figures 8 à 10), parallèles entre eux qui correspondent aux sommets d'un parallélogramme déformable. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 10, la première traverse 80 5 comprend à une première extrémité une fourche 92 avec deux branches 92.1 et 92.2. En parallèle, la seconde traverse 82 comprend à une première extrémité une fourche 94 avec deux branches 94.1 et 94.2. De préférence, le support d'outil 30 comprend un fourreau 96 dans lequel est immobilisé l'appareil 20 supportant l'outil 16. Le fourreau 96, disposé entre les 10 branches de chaque fourche 92 et 94, est articulé selon l'axe d'articulation A84 par rapport aux extrémités des branches 92.1 et 92.2 de la fourche 92 et selon l'axe d'articulation A86 par rapport aux extrémités de branches 94.1 et 94.2 de la fourche 94. Le fourreau 96 est agencé par rapport aux première et seconde traverses 80 et 82 de manière à ce que l'extrémité 19 de l'outil soit espacée de 15 la première traverse 80. De préférence, l'axe outil 18 est sécant avec les axes d'articulation A84 et A86. Avantageusement, l'axe outil 18 est perpendiculaire aux axes d'articulation A84 et A86. A titre d'exemple, comme illustré sur la figure 10, le diamètre intérieur du fourreau 96 est égal au diamètre extérieur du corps 22 de l'appareil 20 et une 20 bride 98 est prévue pour immobiliser en translation l'appareil 20 dans le fourreau 96. De préférence, le support d'outil 30 comprend un corps 100 supportant le pointeur 42. Selon un mode de réalisation illustré en détail sur les figures 8 et 9, le corps 100 a une forme approximativement cylindrique avec une lumière 102 25 dans laquelle sont logées les extrémités 80E et 82E des traverses 80 et 82, les axes d'articulation A88 et A90 traversant ledit corps 100 et lesdites extrémités 80E et 82E. Comme cela est visible sur la figure 8, la seconde traverse 82 traverse le corps 100 via la lumière 102 pour s'étendre de part et d'autre dudit corps 100. Le corps 100 est agencé par rapport aux première et seconde traverses 80 et 82 de manière à ce que son extrémité 19 soit espacée de la première traverse 80. De préférence, l'axe pointeur 44 est sécant avec les axes d'articulation A88 et A90. Avantageusement, l'axe pointeur 44 est perpendiculaire aux axes d'articulation A88 et A90. De préférence, le pointeur 42 est solidarisé au corps 100 par une liaison qui autorise un mouvement de translation selon l'axe pointeur 44 pour modifier la position de l'extrémité 46 du pointeur par rapport au corps 100. Selon un mode de réalisation, le pointeur 42 peut coulisser dans un alésage ménagé dans le corps 100. Le pointeur 42 comprend une portion filetée qui se visse dans une molette 104 (visible sur la figure 7) immobilisée en translation par rapport au corps 100. Le pointeur 42 comprend des moyens (non visible) pour l'immobiliser en rotation par rapport au corps 100. Ainsi, le pivotement de la molette 104 selon l'axe pointeur 44 provoque la translation du pointeur 42 selon l'axe pointeur 44.
Le corps 100 comprend au moins une fenêtre 106 pour rendre accessible la molette 104. Le fait que l'axe outil 18 et/ou l'axe pointeur 44 soient perpendiculaires aux axes d'articulation A84 à A90 permet d'obtenir une architecture plus robuste par rapport aux solutions de l'art antérieur.
Selon une caractéristique de l'invention, le support d'outil 30 comprend des moyens 108 de blocage susceptibles d'occuper un premier état bloqué dans lequel ils empêchent un mouvement de rotation selon au moins un axe d'articulation A84 à A90 et donc la déformation du parallélogramme déformable et un second état débloqué dans lequel ils autorisent des mouvements de rotation selon les axes d'articulation A84 à A90 et donc la déformation du parallélogramme déformable. A l'état bloqué, ces moyens 108 de blocage empêchent la rotation relative de deux côtés selon leur axe d'articulation commun. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 7 à 9, le corps 100 supporte au moins une plaque 110 et de préférence deux plaques 110, 110' (en forme de portions de disque) parallèles entre elles et perpendiculaires aux axes d'articulation A88 et A90. Ces deux plaques 110, 110' disposées de part et d'autre du corps 100 sont reliées de manière rigide au corps 100 et sont donc parfaitement immobiles par rapport au corps 100. Chaque plaque 110, 110' comprend une lumière 112, 112' oblongue avec une portion centrale curviligne centrée par rapport à un axe d'articulation A90 d'une des deux traverses 82. Cette même traverse 82 supporte une tige 114 parallèle à l'axe d'articulation A90. Cette tige 114 est immobile par rapport à la seconde traverse 82 au moins dans un plan perpendiculaire à l'axe d'articulation A90. Cette tige 114 a une longueur suffisante et un diamètre adapté pour se loger dans les deux lumières 112, 112'. Cette tige comprend à une première extrémité une tête (dont la section est supérieure à la largeur des lumières 112, 112') et à une seconde extrémité une portion filetée sur laquelle se visse un écrou 116 (par exemple en étoile ou moleté).
Pour obtenir l'état bloqué, il suffit de visser l'écrou 116 jusqu'à ce que les deux plaques 110 et 110' soient suffisamment pincées entre la tête et l'écrou de la tige 114. Pour obtenir l'état débloqué, il suffit de dévisser l'écrou 116 de manière à ce que la tige 114 puisse se déplacer dans les lumières 112, 112'.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation des moyens 108 de blocage. Ainsi, on aurait pu prévoir une seule plaque 110 avec une lumière 112 dans laquelle peut se déplacer la tige 114 à l'état débloqué et des moyens de verrouillage permettant d'immobiliser la tige 114 par rapport à la plaque 110.
Selon une caractéristique de l'invention, la première traverse 80 est reliée à la partie mobile 40 de manière à s'étendre de part et d'autre de la partie mobile 40. Cette configuration permet de répartir les efforts de part et d'autre du support mobile 30. De plus, elle permet d'obtenir une structure plus rigide.
Selon une première variante illustrée sur la figure 2, la première traverse 80 s'étend selon une direction T4 approximativement parallèle à la direction T2. Selon une autre variante illustrée sur les figures 4 à 6, la première traverse 80 s'étend selon une direction T4 qui n'est pas parallèle à la direction T2.
L'orientation de la direction T4 dépend de la configuration de la zone d'usinage. Avantageusement, la direction T4 est orientée de manière à ce que l'extrémité 19 de l'outil soit plus proche de la pièce 10 que l'extrémité 46 du pointeur 42. Selon une autre variante illustrée sur les figures 4 à 6, le support d'outil comprend une liaison 117 entre la première traverse 80 et la partie mobile 40 qui autorise un mouvement de rotation entre la première traverse 80 et la partie mobile 40. Selon un mode de réalisation, la première traverse 80 comprend une portion cylindrique 118 avec un axe parallèle à la direction T4 et la partie mobile 40 comprend un fourreau 120 dans lequel peut pivoter la portion cylindrique 118 de la première traverse 80. Cette configuration permet d'obtenir un autre degré de liberté, à savoir une rotation autour d'une quatrième direction T4. Avantageusement, des moyens de verrouillage 122 sont prévus pour immobiliser en rotation la première traverse 80 par rapport à la partie mobile 40.
Pour améliorer l'ergonomie, le deuxième chariot 56 comprend avantageusement deux poignées 124 disposées de part et d'autre dudit deuxième chariot 56. bans le même sens, le corps 100 du pointeur 42 comprend une poignée 126 qui s'étend dans une direction opposée au pointeur 42. Cette poignée 126 peut comprendre des moyens de commande pour contrôler le mouvement de coupe Mc de l'outil 16. En parallèle, le fourreau 98 comprend une poignée 128 qui s'étend dans une direction opposée à l'outil 16.
Lors de l'usinage, des à-coups ou des phénomènes vibratoires peuvent apparaitre au niveau de l'outil 16 et tendre à se propager dans le support d'outil 30 jusqu'aux poignées utilisées par l'opérateur pour le manipuler. Afin de remédier à cet inconfort, le support d'outil 30 comprend des moyens d'absorption de chocs et/ou de vibrations. De préférence, au moins une liaison du support d'outil autorisant un degré de liberté comprend un moyen pour absorber ou amortir des chocs ou des vibrations. Ainsi, la liaison entre la partie fixe 38 et le premier chariot 54 comprend un absorbeur de choc 130 visible sur la figure 5. Selon un mode de réalisation, la partie fixe 38 comprend une crémaillère 130C sur laquelle peut engrener au moins un pignon 130P (de préférence deux pignons) relié de manière pivotante au premier chariot 54. La liaison entre le premier chariot 54 et le deuxième chariot 56 comprend un absorbeur de choc 132 visible sur la figure 5. Selon un mode de réalisation, le premier chariot 54 comprend une crémaillère 132C sur laquelle peut engrener au moins un pignon 132P (de préférence deux pignons) relié de manière pivotante au deuxième chariot 56. La liaison entre le deuxième chariot 56 et la partie mobile 40 comprend un absorbeur de choc 134 visible sur la figure 6. Selon un mode de réalisation, le deuxième chariot 56 comprend une crémaillère 134C sur laquelle peut engrener au moins un pignon 134P (de préférence deux pignons) relié de manière pivotante à la partie mobile 40. La liaison entre la partie mobile 40 et la première traverse 80 comprend un absorbeur de choc 136 visible sur la figure 11. Selon un mode de réalisation, la première traverse 80 comprend une couronne crantée 136C fixe par rapport à la première traverse 80 sur laquelle peut engrener au moins un pignon 136P (de préférence deux pignons 136P) relié de manière pivotante à la partie mobile 40.
Enfin, le support d'outil 30 comprend, entre la seconde traverse 82 et le corps 100 du pointeur, un absorbeur de choc 138 visible sur la figure 7. Selon un mode de réalisation, la plaque 110 comprend en périphérie une portion crantée 138C courbe centrée par rapport à l'axe d'articulation A90 sur laquelle peut engrener au moins un pignon 138P relié de manière pivotante à la seconde traverse 82. Chaque pignon 130P à 138P est supporté par un axe dont une portion supportant des ailettes ou des formes en saillie est immergée dans un fluide visqueux ou pâteux. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Ainsi, d'autres solutions pourraient être envisagées pour absorber ou amortir les vibrations ou les chocs. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif d'usinage comprend une semelle 140 sur laquelle sont fixés le support d'outil 30 et le patron P. Le support d'outil 30 est fixé de manière démontable sur la semelle 140 par tous 15 moyens appropriés, comme par exemple par boulonnage. Le fait de dissocier la semelle 140 et le support d'outil 30 facilite la mise en place du dispositif dans des zones exiguës. De préférence, il en est de même du patron P. Selon un mode de réalisation, le patron P comprend une section en L dont une première aile est fixée de manière 20 démontable à la semelle 140 et dont l'autre aile comprend une forme U' permettant par copiage de réaliser l'usinage U dans la pièce 10. Cependant, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation du patron P. La semelle 140 comprend des moyens 142 pour la solidariser à la pièce ou à tout élément immobile dans le repère XYZ de la pièce. Avantageusement, des 25 moyens 144 de positionnement sont prévus pour favoriser le positionnement de la semelle 140 dans le repère XYZ de la pièce. La semelle 140 est positionnée par rapport à la pièce 10 à usiner de manière à ce que la distance séparant un point de l'usinage U de la pièce 10 et le point correspondant de la forme U' du patron P soit sensiblement égale à l'écartement E entre l'extrémité 19 de l'outil 16 et l'extrémité 46 du pointeur 42. bans le cas d'un perçage, le gabarit de perçage 32 est positionné par rapport à la pièce 10 à percer de manière à ce qu'un axe de guidage 36 soit positionné parallèlement à l'axe 14 du perçage à réaliser correspondant et écarté dudit axe 14 d'un écartement sensiblement égal à l'écartement E entre l'extrémité 19 de l'outil 16 et l'extrémité 46 du pointeur 42. be plus, la semelle 140 est positionnée de manière à ce que la direction T1 soit approximativement confondue avec le premier axe Z.
Le principe de fonctionnement du dispositif d'usinage est maintenant décrit. bans le cas d'un usinage par copiage, le support d'outil 30 et le patron P sont positionnés et fixés dans le repère XYZ de la pièce 10, notamment grâce à la semelle 140. Tous les systèmes de verrouillage 64 à 68, 122 et les moyens de blocage 108 sont à l'état déverrouillé ou débloqué si bien que tous les mouvements du support d'outil sont libres. L'opérateur saisit alors les deux poignées 126 et 128. Il déplace alors le pointeur 42 par rapport au patron P de manière à lui faire couvrir toute la forme U'. En parallèle, grâce à l'architecture du support d'outil 30, l'outil 16 usine l'usinage U dans la pièce 10.
Lorsqu'il souhaite réaliser au moins un perçage 12 avec le même support d'outil, il suffit à l'opérateur dans un premier temps d'aligner l'axe pointeur 44 avec la direction T1, cette dernière étant alignée avec l'axe 14 du trou en raison du positionnement du support d'outil 30 dans le repère XYZ pièce. Lorsque l'axe pointeur 44 est aligné, les moyens de verrouillage 122 et les moyens de blocage 108 sont positionnés à l'état verrouillé afin de conserver l'orientation de l'axe pointeur 44. Pour positionner le pointeur 42 correctement par rapport au trou de guidage 34, l'opérateur utilise les translations selon les directions T2 et T3. Lorsque le pointeur 42 est aligné avec le trou de guidage 34, l'opérateur pousse la partie mobile 40 du support d'outil en utilisant les poignées 124 de manière à provoquer une translation selon la direction T1. Lors de ce mouvement, le pointeur 42 pénètre dans le trou de guidage 34 et l'outil 16 réalise le trou 12 dans la pièce 10.
Pour réaliser un autre perçage, il suffit à l'opérateur de positionner le pointeur 44 par rapport au trou de guidage correspondant au perçage à réaliser. Lorsque le pointeur 44 est aligné avec ledit trou de guidage, l'opérateur pousse la partie mobile 40 du support d'outil en utilisant les poignées 124 de manière à provoquer la translation selon la direction T1. Lors de ce mouvement, le pointeur 42 pénètre dans le trou de guidage 34 et l'outil 16 réalise le trou 12 dans la pièce 10. Pour obtenir un dispositif d'usinage polyvalent apte à usiner des formes peu complexes et à réaliser des perçages, le support d'outil comprend une partie fixe 38, une partie mobile 40, un outil 16 relié grâce à deux axes d'articulation A84 et A86 à deux traverses 80 et 82 dont une est reliée à la partie mobile 40, un pointeur 44 relié auxdites traverses 80 et 82 par l'intermédiaire de deux axes d'articulation A88 et A90, lesdits axes d'articulation A84 à A90 étant parallèles entre eux ainsi que des moyens de blocage 108 capables de bloquer tout mouvement de rotation selon au moins un axe d'articulation. La partie mobile 40 peut se déplacer par rapport à une partie fixe 38 (fixe par rapport au repère XYZ lié à la pièce 10 à usiner) en décrivant des mouvements plus ou moins complexes, en fonction du mouvement d'avance de l'outil 16. A titre d'exemple, ce mouvement peut être une simple translation ou un mouvement circulaire de l'axe outil 18 autour de l'axe du perçage à réaliser. Cette configuration permet d'obtenir un support d'outil polyvalent qui peut réaliser des opérations de perçage et d'usinage par copiage. De préférence, le support d'outil comprend une liaison reliant la partie mobile 40 à la partie fixe 38 qui autorise au moins un mouvement de translation selon une première direction T1 perpendiculaire aux axes d'articulation A84 à A90 de manière à ce que la première direction T1 soit susceptible d'être parallèle à l'axe outil 18, ledit axe outil 18 correspondant au mouvement d'avance de l'outil lors d'un perçage.
Avantageusement, la liaison reliant la partie mobile 40 à la partie fixe 38 autorise au moins un mouvement dans un plan perpendiculaire à la première direction T1. Pour obtenir un dispositif robuste, l'axe outil 18 est sécant, et de préférence perpendiculaire, avec les axes d'articulation A84 et A86. Avantageusement, l'axe 10 pointeur 44 est sécant, et de préférence perpendiculaire, avec les axes d'articulation A88 et A90.

Claims (23)

  1. REVENDICATIONS1. Support d'outil comprenant : - une partie fixe (38), - une partie mobile (40) par rapport à ladite partie fixe (38), - une première traverse (80) reliée à la partie mobile (40) et une seconde traverse (82), - un outil (16) avec un axe outil (18), ledit outil (16) étant relié aux première et seconde traverses (80, 82) par des liaisons pivotantes (84, 86) comprenant des axes d'articulation (A84, A86), - un pointeur (42) un axe pointeur (44) parallèle à l'axe outil (18), ledit pointeur étant relié aux première et seconde traverses (80, 82) par des liaisons pivotantes (88, 90) comprenant des axes d'articulation (A88, A90), - les axes d'articulation (A84 à A90) étant parallèles entre eux, caractérisé en ce que le support d'outil comprend des moyens (108) de blocage susceptibles d'occuper un premier état bloqué dans lequel ils empêchent un mouvement de rotation selon au moins un axe d'articulation (A84 à A90) et un second état débloqué dans lequel ils autorisent des mouvements de rotation selon les axes d'articulation (A84 à A90).
  2. 2. Support d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'outil comprend une liaison reliant la partie mobile (40) à la partie fixe (38) qui autorise au moins un mouvement de translation selon une direction T1 perpendiculaire aux axes d'articulation (A84 à A90).
  3. 3. Support d'outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison reliant la partie mobile (40) à la partie fixe (38) autorise au moins un 25 mouvement dans un plan perpendiculaire à la première direction T1.
  4. 4. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe outil (18) est sécant avec les axes d'articulation (A84, A86) reliant l'outil (16) et les première et seconde traverses (80, 82).
  5. 5. Support d'outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe outil (18) est perpendiculaire aux axes d'articulation (A84, A86) reliant l'outil 16 et les première et seconde traverses (80, 82).
  6. 6. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe pointeur (44) est sécant avec les axes d'articulation (A88, A90) reliant le pointeur (42) et les première et seconde traverses (80, 82).
  7. 7. Support d'outil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe pointeur (44) est perpendiculaire aux axes d'articulation (A88, A90) reliant le pointeur (42) et les première et seconde traverses (80, 82).
  8. 8. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison (117) entre la première traverse (80) et la partie 15 mobile (40) qui autorise un mouvement de rotation entre la première traverse (80) et la partie mobile (40).
  9. 9. Support d'outil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première traverse (80) comprend une portion cylindrique (118) et la partie mobile (40) comprend un fourreau (120) dans lequel peut pivoter la portion 20 cylindrique (118) de la première traverse (80).
  10. 10. Support d'outil selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage (122) pour immobiliser en rotation la première traverse (80) par rapport à la partie mobile (40).
  11. 11. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 25 en ce que la première traverse (80) est reliée à la partie mobile (40) de manière à s'étendre de part et d'autre de la partie mobile (40).
  12. 12. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison reliant la partie mobile (40) à la partie fixe (38) comprendtrois liaisons glissières (48, 50, 52) autorisant respectivement des mouvements de translation selon trois directions T1, T2, T3 perpendiculaires entre elles, la direction T3 correspondant à la direction verticale.
  13. 13. Support d'outil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il 5 comprend des moyens d'assistance (70) pour favoriser le mouvement de translation selon la direction T3 verticale.
  14. 14. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage (64 à 68) pour immobiliser la partie mobile (40) par rapport à la partie fixe (38) selon au moins une direction. 10
  15. 15. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'outil comprend un fourreau (96) dans lequel est immobilisé un appareil (20) supportant l'outil (16), ledit fourreau (96) étant relié aux première et seconde traverses (80, 82) par les axes d'articulation (A84, A86).
  16. 16. Support d'outil selon la revendication précédente, caractérisé en ce 15 que le fourreau (98) comprend une poignée (128) qui s'étend dans une direction opposée à l'outil (16).
  17. 17. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'outil comprend un corps (100) relié aux première et seconde traverses (80, 82) par les axes d'articulation (A88, A90) et auquel est 20 relié le pointeur (42) par une liaison qui autorise un mouvement de translation selon l'axe pointeur (44) pour modifier la position de l'extrémité (46) du pointeur (42) par rapport au corps (100).
  18. 18. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'outil comprend un corps (100) relié aux première et 25 seconde traverses (80, 82) par les axes d'articulation (A88, A90) et qui comprend une poignée (126) qui s'étend vers une direction opposée au pointeur (42).
  19. 19. Support d'outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une liaison du support d'outil autorisant un degré de liberté comprend un moyen pour absorber ou amortir des chocs ou des vibrations.
  20. 20. Dispositif d'usinage avec un guidage décalé comprenant un support d'outil selon l'une des revendications précédentes.
  21. 21. Dispositif d'usinage selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend un patron (P) avec une forme (U') permettant par copiage de réaliser un usinage (U) dans une pièce (10).
  22. 22. Dispositif d'usinage selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend une semelle (140) sur laquelle sont fixés le support d'outil (30) et le patron (P).
  23. 23. Dispositif d'usinage selon l'une des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que le support d'outil (30) est fixé de manière démontable sur une semelle (140).
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