LU82978A1 - Machine d'usinage en site - Google Patents

Description

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_ BL-3030/EM/BM

Demande de brevet dÿ. 5 de cembre 1981 Désignation de l’Inventeur (1) Le soussigné.......Bme.st...ME.YERS.,....Ing...cons.eil...en ..propr...JLnd...#.................................

................. .........................4.6....r.ue....d.u...C±me.tiè.re.,.....Luxembourg.................................................................

agissant en qualité de — de mandataire du déposant — (2) ................. ..................ATELIER PILO.TE...DES. FABRICATIONS....MECANXQUES...AP.EM...S..A.

..............................................rae du Bosquet, 10,f 1348 Louvain-la-Negve, Belgique 1 (3) de l’invention concernant : ............................................"Machine d'usinage en site"..........................................................................

désigné comme inventeur(s) : 1. Nom et prénoms .LAGASSE Paul—Emile.........................................................................................................

Adresse .......................6.1 ...rue. du Quatre .. Août 1 .. 1.300. Wavre., ...Belgique............... ...

2. Nom et prénoms ..YIRAG..Fe.renc.,........................................................................................................................

Adresse .......................7..0....me ..de....la ..Meuville., ...1.34.8-.Lo.uv.ain-lar.N.eu.ve.,....Belgiqu< 3. Nom et prénoms RO S Y Etienne,.......................................................................................................................

Adresse .......................7....r.ue....de....Bomal./.....5.9.4.0...Ramili.es.f....Belgique...................................

Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.

Luxembourg______________|e 25 mars........................ 19.8.1...

» (signature) A 68026 (1) Nom, prénoms, firme, adresse.

Nom nrônomR ot aHrosRO du riénnsant.

BL-3030/EM/BM

, BREVET D'INVENTION

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Machine d'usinage en site i j

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La soc.dite ATELIER PILOTE DES FABRICATIONS METALLIQUES APFM S.A. rue du Bosquet 10 1348 Louvain-la-Neuve Belgique / | -Ί*

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Machine, d'usinage en site

La présente invention concerne un dispositif pour l'usinage en site de pièces ou d'installations de grande dimensions gui se monte sur ladi'tè. pièce ou installation.

Dans le domaine de la construction - mécanique et 5 métallique, on se heurte très fréquemment à des difficultés d'usinage de pièces massives ou de grandes dimensions. Pour réaliser ce type de travaux selon les techniques classiques, il convient de disposer d'une machine-outil de grande capacité pour l'usinage , sur les tables desquelles les pièces à usiner peuvent 10 être amenées et positionnées. On conçoit cependant qu'il existe une limite de dimensions au-delà de laquelle ce genre d'opérations n'est plus techniquement réalisable dans de bonnes conditions de travail.

D'autre part, de nombreux ouvrages de grandes dimensions 15 constitués de plusieurs éléments assemblés doivent être.construits avec des tolérances sévères afin de pouvoir assurer leur fonctionnement et afin d'éviter les risques de détérioration sous les effets mécaniques résultant des vibrations, des surcharges etc. Quelle que soit la précision de réalisation des éléments consti-20 tutifs, c'est la précision forcément limitée du montage (généralement sur des socles peu précis en béton) et de l'assemblage en site qui conditionne la qualité de l'ouvrage final obtenu.

A titre d'illustration, on peut se référer aux ponts roulants classiques pour lesquels les capacités toujours crois-25 santés imposent des tolérances dimensionnelles sévères en vue t de limiter les tensions et, par conséquent, les problèmes d'usure et de fatigue. Ces tolérances portent notamment sur la rectitude, le parallélisme, la planéité et le dévers (écart par rapport à l'horizontale dans le sens transversal) ainsi que sur certaines 30 dimensions. Ces tolérances sont très difficlement réalisables en construction soudée classique, mSme en employant des gabarits; d'autre part, le redressement par " chaudes de retrait" ne peut être appliqué dans le cas des aciers à haute limite élastique.

Bien qu'il soit possible d'usiner sur machines convent- * • ionnelles les. éléments séparés du pont, l'opération s'avère peu ! ....

« d’intéressante car trop coûteuse étant donné leurs dimensions et la complexité du montage et du réglage précis final. Dans le cas de ponts polaires, aux difficultés mentionnées, s'ajoute encore la nécessité de réaliser une parfaite concentricité des 5 chemins de roulement.

Il existe encore de nombreux autres domaines de la construction mécanique où des problèmes analogues se posent qui rendent nécessaires le recours à des solutions nouvelles.

La présente invention propose une machine d’usinage ^ en site de la pièce ou des installations de grande dimension, qui peut être dans ce cas montée et réglée suivant certaines tolérances inférieures aux tolérances finales, qui est basée sur le principe selon lequel la machine se fixe sur la pièce à usiner.

15 Selon l'invention, la machine à usiner est pourvue de moyens de déplacement sur la pièce ä usiner et de moyens de solidarisation de la machine à ladite pièce à usiner, de moyens de réglage d'outil et d'au moins un dispositif de repérage de la position de .la machine par rapport à un repère fixé à 20 l'extérieur de la pièce.

Il doit être bien entendu que lorsqu'il est question d'une pièce à usiner, il peut s'agir d'une partie d'une installation complète de grande dimension ou de la totalité de ladite installation .

25 Le dispositif de repérage peut être constitué par un appareil de visée , telle une lunette optique, un équipement connu en soi à faisceau laser ou à faisceau ultrason permettant de repérer la position de la machine à usiner par rapport un repère extérieur fixe.

30 Le réglage de la machine en vue des travaux à effectuer s'effectue en fonction des lectures relevées, soit constamment, soit de manière discontinue. La commande de travail de la machine peut être automatique en fonction des lectures relevées.

La machine peut être équipée de niveaux et d'autres 35 dispositifs de mesure complémentaire en fonction du travail à réaliser.

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Lesdits moyens de réglage peuvent permettrent un déplacement longitudinal, transversal ou en hauteur de l'outil ou un déplacement angulaire de celui-ci.

Le principe de l'invention et son mode de fonctionne-5 ment pourront être mieux compris à la lecture de la descriotion qui suit donnée en regard de modes d'exécution particulièrement préférés de l'invention destinés à illustrer l'invention sans présenter aucun caractère limitatif figurant dans les dessins annexes.

10 Dans les dessins, - la figure 1 représente un premier schéma de principe de montage d'une irachine selon l'invention; - la figure 2 représente un schéma de principe d'un second montage; - la figure 3 représente une vue en perspective schématique d'un 15 dispositif de visée selon l'invention; - la figure 4 représente une vue en perspective d'une machine pour le fraisage linéaire des appuis de rails d'un pont roulant et - la figure 5 représente une machine pour le fraisage circulaire 2q des portées de roulement d'un pont polaire de 40,2 m de diamètre.

Dans le cas du mode d’exécution des figures 1 et 2, on envisage de réaliser une machine qui se fixe sur les surfaces brutes de la pièce à usiner. Cette machine doit travailler de manière autonome et doit être munie de dispositifs de position-25 nement, de dispositifs de fixation et si possible de dispositifs de manutention. Selon l'invention, il doit être prévu au moins un dispositif de repérage de la position de la machine par rapport à un repère fixé à l'extérieur de la pièce qui sera décrit ci-après.

30 La forme générale du châssis est soit une poutre (figure 1) soit un cadre (figure 2). Le châssis est constitué de poutres longitudinales et de traverses et les dimensions du châss.is peuvent varier dans de larges proportions. Le châssis est muni de glissière "X" portant un chariot sur lequel on fixe 35 l'outil de travail par exemple une tête de fraisage. Des mouvements linéaires "Y" et "Z" ainsi que des mouvements de rotation 4 peuvent être inclus dans la machine de manière à pouvoir usiner n'importe quelle surface orientée dans l'espace.

Chaque mouvement linéaire ou circulaire est réalisé soit manuellement, soit automatiquement au moyen de moteurs, 5 soit encore par commande numérique. La puissance de l'outil de travail , en général une tête de fraisage est choisie en fonction du volume des matières â transformer, du temps. cT'ecécu-tion du travail, du fini de surface souhaité etc..

Le positionnement se fait au moyen d'appareils de 10 repérage, c'est-à-dire d'appareils de référence pouvant être des. appareils de visée fixés sur la machine et de repères fixés sur la pièce et d'au moins un repère extérieur à celle-ci qui seront décrits ci-après en référence à la figure 3.

Des pièces intermédiaires servent de moyen de fixation 15 sur la pièce à usiner: leur géométrie et leur nombre sont fonction de la configuration de la pièce à usiner.

Les dispositifs de manutention peuvent être prévus de manière à être indépendants des engins de levage. Il peut s'agir de roulettes pour les déplacements horizontaux, de câbles, de 20 chaînes ou de vérins pour les opérations sur plans obliques et verticaux.

Dans la figure 3, on a représenté schématiquement un dispositif conforme à l'invention. La machine 1 portée par la pièce à usiner 7 comporte deux dispositifs de visée 3 et 5.

25 Le dispositif de visée 5 est conçu de manière à permettre une visée correcte'lorsque la lunette 5 est dans l'alignement de - . 2 repères extérieurs 8 et 9. D'autres repères (non représentés) peuvent être prévus pour la seconde lunette 3.

La machine pour le fraisage linéaire des appuis de 30 rails, de ponts roulants de la figure 4 est conçue et réalisée pour permettre de parachever les surfaces d'assise des rails.

Les. caractéristiques de la machine sont les suivantes: - Type de bâti: cadre, entourant la zone de travail.

- Mouvements d'avance - automatique dans le sens longitudinal (3c ) 35 - manuel dans les sens transversal et vertical (y et z) t

- Puissance de la tête de fraisage: 1,5 KW

.9 " 5 - Longueur et largeur de fraisage.: 1500 mm et 22C...mm.

- Etat de surface demandé: - Précision en planéité : 0,1 mm/m - Dimensions de la machine (L, 1 , h): 2500, 800 , 800 mm.

5 - Poids : 350 kg.

- La tête de fraisage 101 est fixée sur un plateau 103 coulissant sur des glissières 105 (mouvement Y) faisant partie intégrante du chariot 107. Celui-ci coulisse sur deux glissières rondes (mouvement x), 109 fixées rigidement sur les poutres 111.

10 Celles-ci sont assemblées par une traverse 113 à l’avant et une traverse 115 à l'arrière.

* Les avances X, Y et Z sont effectuées manuellement par manivelles 117, 119 et le levier 121. La manivelle 117 actionne la vis d'avance 118 et la manivelle 119 actionne la 15 vis 120. Le mouvement X est automatique car un moteur est fixé sur la traverse 107 (à l'arrière de la machine). La machine est positionnée et fixée sur la semelle de la poutre 123 et usine la surface d'assise du rail du pont roulant.

One autre forme d'exécution est représentée dans, la 20 figure 5. Elle concerne une machine pour le fraisage circulaire des portées de roulement d'un pont polaire de 40,2m de diamètre.

Dans ce cas, il convient de respecter les tolérances sur les diamètres, écarts et horizontalité des portées de 2 rails 25 concentriques d'un pont polaire de 500 tonnes. L'usinage des surfaces courbes est réalisable dans ce cas au moyen d'un gabarit et d'un dispositif de copiage.

Les caractéristiques de la machine sont les suivantes: - Type de bâti: cadre entourant la zone de travail.

30 - Mouvements d'avance :- automatique dans les sens longitudinal (x) et transversal (y) - manuel dans le sens vertical (z)

- Puissance de la tête de fraisage : 5,5 KW

- Longueur et largeur de fraisage: 2000 mm et 950 mm.

35 - Etat de surface demandé : - Précisions en planéité: 1 mm/m localement, + 5 mm en absolu.

; -· Précision sur les diamètres^ * 5 mm.

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6.

- Dimensions de la machine (L, 1 h ): 3600 x 1650 x 1000 mm.

- Poids : 2000 kg.

- La tête de fraisage 201 est fixée sur un plateau 203 coulissant sur des glissières 205 (mouvement "Y") faisant partie 5 intégrante du chariot 207. Celui-ci coulisse sur 2 glissières rectangulaires (mouvement X) fixées rigidement sur les poutres 211. Celles-ci sont assemblées par 2 traverses 213 et 215. L'avance "X" est réalisée automatiquement au moyen du moteur 217 et des vis 219 et 221. L'avance "Y" est 10 réalisée manuellement au moyen de la manivelle 223 et de la vis. 225.

Le mouvement "Z” est actionné au .-moyen du levier 227. Un écrou débrayable assure la liaison entre la vis 225 et le chariot 207. Une fois celui-ci débrayé, on peut faire un 15 usinage en contournage au moyen d'un dispositif de copiage 229 et d'un gabarit 231. La machine est positionnée et fixée sur la semelle de la poutre 233 au moyen de clames 235. Ce sont les surfaces indiquées par une flèche que l'on doit usiner suivant les tolérances et finis de surface précités.

2o Bien qu'on ait décrit des formes d'exécution particu lièrement préférées de là machine, en référence à des ponts roulants linéaires ou polaires, il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce mode d'exécution et qu'elle convient également pour de nombreuses autres applications.

25 De plus, de nombreuses variantes d'exécution et de réalisation restent possibles tout en restant dans le cadre de l'invention. / 4j— j

Claims (8)

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1. Machine d'usinage en site de la pièce ou des installations de grande dimension, pouvant "être montée et réglée suivant certaines tolérances inférieures aux tolérances finales, basée sur le principe selon lequel la machine se 5 fixe sur la pièce à usiner caractérisée en ce que ladite machine à usiner est pourvue de moyens de déplacement sur la pièce à usiner et de moyens de solidarisation de la machine à ladite pièce â usiner, de moyens de réglage d'outil et d'au moins un dispositif de repérage de la position de la machine par rapport 1Q à un repère fixé à l’extérieur de la pièce. ,

2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de répérage est constitué par un appareil de visée, telle une .lunette optique, un équipement connu en soi à faisceau laser ou à faisceau ultrason permettant de repérer 15 la position de la machine à usiner par rapport à un repère extérieur fixe.

3. Machine selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le réglage de la machine en vue des travaux à effectuer s'effectue en fonction des. lectures relevées.

4. Machine selon la. revendication 3, caractérisée en ce que ledit réglage est continu.

5. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que ledit réglage est discontinu.

6. Machine selon l'une quelconque des revendications 25 3 15 caractérisée en ce que la commande de travail de la machine * est automatique en fonction des lectures relevées.

7. Machine selon l’une quelconque des revendications 1 à. 6. caractérisée en ce que la machine est équipée de niveaux et d'autres dispositifs de mesure complémentaire en fonction du 30 travail à. réaliser.

8. Machine selon l’une quelconque des revendications 117 caractérisée en ce que lesdits. moyens de réglage permettent un déplacement longitudinal, transversal ou en hauteur de l'outil ou un déplacement angulaire de celui-rci.