WO1992010796A1 - Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant - Google Patents

Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant Download PDF

Info

Publication number
WO1992010796A1
WO1992010796A1 PCT/FR1991/000993 FR9100993W WO9210796A1 WO 1992010796 A1 WO1992010796 A1 WO 1992010796A1 FR 9100993 W FR9100993 W FR 9100993W WO 9210796 A1 WO9210796 A1 WO 9210796A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grinding
modeling
grinding wheel
points
trajectories
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000993
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Clement
Claude Girard
Original Assignee
Electricite De France Service National
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electricite De France Service National filed Critical Electricite De France Service National
Publication of WO1992010796A1 publication Critical patent/WO1992010796A1/fr

Links

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
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2216—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool into its holder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/26—Fluid-pressure drives
    • B23Q5/266—Fluid-pressure drives with means to control the feed rate by controlling the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163—Adaptive control of feed or cutting velocity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method of grinding a surface of a part which can in particular be integrated into a method for repairing turbine blades as well as to an apparatus suitable for carrying out this method. .
  • the invention makes it possible to quickly and simply recognize that in the second request mentioned the position of the surface to be treated in the coordinates of the tool used, which is therefore the grinding wheel for the grinding step or the apparatus to be welded in the case of a turbine bucket on the internal surface of which the weld beads are deposited during a so-called reloading step where the material torn away by abrasion, shocks and cavitation is filled up.
  • Grinding according to the invention of a workpiece surface by an applied rotary grinding wheel on the surface by pressing means consists in modeling the surface by taking the coordinates of points on the surface and in measuring the thicknesses of the part at the modeling points, and in making the grinding wheel run through grinding paths on the surface calculated from the modeling points; it is characterized in that it consists in modifying during the trajectories, as a function of the values of the extra thicknesses, the force of application of the grinding wheel on the surface, the speed of rotation of the grinding wheel and the speed d of the grinding wheel along the trajectories.
  • the reloading paths along which the weld coils are deposited are determined by a second modeling, different from the first, where the coordinates of points on the internal surface are noted.
  • the models it is also advantageous for the models to be carried out by sensors of identical shape to the grinding wheel, or if necessary to the welding tool, fixed to the robot arm used also to make the trajectories of grinding or reloading.
  • the models in this case include the orientation of the sensor at the point of modeling, which is also easy to determine using coders measuring the movements at the articulations of the robot arm.
  • the apparatus specially adapted to the main object of the invention comprises a support for the grinding wheel moved along the grinding paths and is characterized in that it comprises, between the support and the grinding wheel, a system for pressing the grinding wheel on the surface consisting of a pneumatic cylinder active, creating the pressing force, and a passive hydraulic cylinder.
  • FIG. 1 shows a robot arm usable for grinding
  • - Figure 2 shows an example of evolution of the parameters of the machining
  • - Figures 3A and 3B represent a support of the grinding tool
  • FIG. 4 represents a gauge for verifying the wear of the grinding wheels
  • FIG. 5 represents a machine for unscrewing the grinding wheels of the spindle
  • FIG. 6 represents a store of new wheels
  • a robot arm 1 comprises a column 2 on which a first section 3 slides along a vertical axis X2; column 2 pivots on a base 11 around another vertical axis X1.
  • a second section 4 turns at the free end of the previous one around an axis verti ⁇ cal X3. It carries a third horizontal section 5 which pivots around its axis X4.
  • a wrist 6 is installed at the free end of the third section 5 and rotates around an axis X5, perpendicular to the preceding axis X4.
  • a mobile base 7 located on the wrist 6 pivots about an axis X6 perpendicular to the axis X5.
  • the mobile base 7 carries, depending on the case, a grinding wheel or a welding tool.
  • Each of articulations of the robot arm 1 is equipped with motors and displacement encoders which allow, after an appropriate coordinate conversion processing, to deduce the position and orientation of the mobile base 7 and of the tool carried at this time.
  • a Pelton turbine bucket 9 has also been shown, the internal surface 10 of which has received weld beads in order to replace the material which has been torn off in service.
  • This reloading method leads to excess thicknesses which can be very variable on the internal surface 10.
  • the handing over of the bucket 9 to the initial profile therefore traditionally requires numerous grinding passes which imply very long machining times. The number of passes can be greatly reduced if the machining parameters are constantly corrected according to experimental laws as a function of the local allowance.
  • Illustrative graphics of a particular grinding wheel are shown in Figure 2. The stock thickness is equivalent to the desired depth of cut. The scale is common to the different graphs with the corrective factors indicated.
  • the grinding wheel 20 shown is cy Li ndro-spherical and has a flat rear face 21, tapped so as to be able to be fixed on the threaded end 22 of a spindle 23.
  • the spindle 23 rotates in a bearing 24, and a motor 25 fixed to the bearing 24 moves it in rotation.
  • Connection locations 26 receive the flexible conduits or cables necessary to supply the motor 25.
  • a support plate 27 is provided with two parallel arches 28 carrying in their center an articulation 29 around which the bearing 24 can pivot, which moves the spindle 23 and the grinding wheel 20 laterally.
  • the rotations of the bearing 24 are controlled by two jacks 30 and 31 which are identical as regards their shape and their mounting: each of them is articulated at one end 32 to the support plate 27 and at the other end 33 to a lug 34 which is part of the bearing 24. Their locations are symmetrical with respect to the plane in which the pin 23 moves.
  • One of the jacks 30 is pneumatic and has an active role of adjusting the force or the pressure with which the grinding wheel 20 is applied to the internal surface 10.
  • the other jack 31 is hydraulic, purely passive and plays a role of 'damper, that is to say that its two chambers communicate by a circuit 35 comprising a throttle 36 which limits the speed of flow.
  • a regulation system 37 including in particular a screw for adjusting the load of a valve varies the opening of the throttle 36 as desired and therefore the resistance to flow.
  • the support plate 27 is screwed onto the movable base 7.
  • the pressure prevailing in the pneumatic cylinder 30 is constantly adjusted so as to obtain the desired application pressure, taking into account the local excess thickness measured previously.
  • the hydraulic cylinder 31 makes it possible to correct the influence of the variations in overthickness at the spaces between the points of the models: if for example The overthickness increases suddenly over a small path width, the hydraulic jack 31 is opposed in a large measure at the retreat of the grinding wheel 20, that is to say that it temporarily causes an increase in the bearing pressure and that the crest is attacked more strongly.
  • the relief acci ⁇ teeth caused in particular by the weld beads therefore flatten out with each pass of kann ⁇ lage, which makes it possible to quickly obtain a smooth internal surface 10.
  • the grinding wheels 20 wear out quickly during their service, which necessitates their periodic change.
  • measurements of the dimensions of the grinding wheels were carried out indirectly during periodic dia antages of these grinding wheels by means of the gauges of the tool of the dia antage and its position relative to The grinding spindle locked in a fixed position.
  • the grinding paths were then recalculated to take into account the wear of the grinding wheels.
  • FIG. 4 shows a caliber 40 screwed to a small frame 41.
  • the caliber 40 essentially comprises a cylindrical casing 42 with a flange 43 upper internal.
  • a piston 44 moves inside the envelope 42 and is pushed back towards the rim 43 using a spring 45.
  • the grinding wheel 20 is introduced into the opening of a flange 48 disposed on the piston 44 and which protrudes from the envelope 42 so as to push back the piston 44 to a constant depth, determined by a stop 47.
  • An inductive sensor 46 checks that the downward movement of the piston 44 is completely accomplished.
  • the size of the grinding wheel 20 at this time can be deduced from the position of the joints of the robot arm 1 to achieve this abutment state.
  • the caliber 40 is only used to determine whether the grinding wheels 20 must be replaced: there is no correction of the grinding paths, because the pneumatic cylinder 30 compensates for the wear of the grinding wheels 20 by plating them with anyway on the internal surface 10 with the desired pressure.
  • FIGS. 5 and 6 show that the wheel change operations can also be carried out with a device simplified compared to that of the first cited patent, in which a mobile transfer mechanism provided with a mandrel was used to tighten the grinding wheels before screwing or unscrewing them.
  • FIG. 5 represents a unscrewing device 50 comprising in particular a casing 51 which contains a jack 52 whose movable end 53 has a concave front face 54.
  • a flange 55 in an arc of a circle is fixed to the casing 51 by a ferrule 56.
  • the unscrewing operation consists in placing the grinding wheel 20 between the movable end 53 and the flange 55, the spindle 23 passing through the hollow of the latter.
  • the movable end 53 is then advanced so as to press the rear face 21 of the grinding wheel 20 on the flange 55 and thus block the grinding wheel 20, the concave front face pressing firmly on the front of the spherical part of the grinding wheel 20.
  • the pin 23 can then be rotated.
  • a store of new grinding wheels 60 which in particular comprises a cylindrical casing 61 having a rear face 62 to which is fixed a jack 63.
  • the movable end 64 of the jack 63 has a concave front face 65
  • the front end 66, opposite the jack 63, of the envelope 61 has an upper cutout 67 and the front face 68 forms an end flange hollowed out in an arc near the upper cutout 67.
  • the cylindrical casing 61 is fixed by its lower part to a support plate 69 which also carries two pairs of oblique rods 70 punctual contact.
  • the oblique rods 70 of each pair face each other.
  • the spindle 23 When the spindle 23 is placed on the four oblique rods 70, its height and its orientation are perfectly defined: it is coaxial with the jack 63, which is then put into action so as to repel the grinding wheels present in the cylindrical envelope 61 towards the front face 68.
  • the pin 23 When the flat rear face 21 of a grinding wheel 20 abuts against the front face 68 with a force preventing it from moving, the pin 23 is advanced in the hollow of the front face 68 and its threaded end 24 is screwed onto the grinding wheel 20.
  • the jack 63 can then be released and the spindle 23 is released upwards; the grinding wheel now attached to it goes through Cutout 67.
  • FIGS. 7A and 7B represent the method for determining the grinding parameters.
  • the internal surface 10 of the bucket 9 is furrowed with trajectories T calculated from the modeling points P which can be a hundred for a bucket 9 of Pelton turbine.
  • the modeling points P on the internal surface 10 can be determined automatically by software according to the robot arm 1, grinding wheels 20 and buckets 9, as well as the trajectories T. They can also be chosen manually by the user by a preliminary measurement on a reference bucket whose internal surface is at the finishing profile.
  • the measurements include the reading of the coordinates of the modeling points P and of the reference points PR with respect to the robot arm 1.
  • the pin 23 then carries a conductive ball 80 made of copper connected to a terminal of a battery 81, L bucket 9 to be measured being connected to the other terminal of this battery 81.
  • a measuring device 82 measures the presence of this current and signals it to a converter device 83 which also collects information from the sensors connected to the articulations of the robot arm 1. This information is converted into Cartesian coordinates in a fixed coordinate system. The orientation of spindle 23 and of mobile base 7 in this fixed reference is also noted.
  • PR certain PR1 are located on the trough plane PA which constitutes the upper edge surrounding the internal surface 10 of the trough 9.
  • Other PR2 are located on the plane of cleats PT on which are located several flat surfaces at the radially outer end of the bucket 9.
  • other PR3 belong to the median edge AM at the center of the internal surface 10.
  • the reference points PR are chosen to be numerous enough so that the overall position of the bucket 9 is known with low uncertainties.
  • the extra thicknesses of a trough 9 where the reloads by welding seams have been carried out relative to a trough in the finished state are measured by calculating the distance between the internal surface 10 to be ground and the internal surface to be obtained 10 '. We therefore seek to bring the conductive ball 80 in contact with each modeling point P 'of the internal surface to obtain 10'.
  • the pin 23 retains the orientation decided by the software, or by the user if a preliminary measurement of the modeling points P ′ has been concretely carried out on a trough in the finished state, and the conductive ball 80 touches the internal surface 10 at the modeling point P.
  • the additional thickness corresponds to the distance between the points P and P '.
  • FIG. 8 finally represents the method of obtaining the reloading trajectories T ⁇ .
  • the principle of FIG. 7A is preserved in that one uses to gauge the internal surface 10
  • the same tool which will be used for reloading namely a MIG welding torch 84 whose wire 85 has been truncated at a determined length and is connected to the battery 81.
  • the internal surface 10 of the bucket 9 is recognized by touching it with the fi L 85 at points of modelization p0 of recharging.
  • the position of the welding torch 84 is thus deduced therefrom along the reloading trays T ⁇ .
  • Position measurements of the reference points PR ° 1, PR ⁇ 2, PR ⁇ 3 similar to those PR1, PR2, PR3 of FIG. 7A provide the overall position of the bucket 9 to be recharged. However, no allowance is made here.
  • the measurement of the modeling points p0 can therefore be carried out from a preliminary measurement on a trough 9 whose internal surface 10 is in a conical state and remains valid for all the troughs 9 of the same species.
  • modeling points pO are much less numerous than in the case of grinding, because most of the reloading trajectories T ⁇ are in fact calculated by interpolation between modeling points p0 belonging to different trajectories T ° . It follows from this that greater inaccuracies are produced, but they remain perfectly acceptable if the portions of the internal surface T ⁇ between the modeling points P ° are approximately plane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Dispositif et procédé permettant de meuler rapidement une surface irrégulière. Le procédé consiste à mesurer par rapport à la modélisation de la surface à l'état fini les surépaisseurs en un certain nombre de points de modélisation et à adapter la vitesse d'avance, la vitesse de rotation et la pression de la meule en fonction des surépaisseurs. Le système presseur de la meule (20) comprend un vérin pneumatique (30) et un vérin hydraulique (31) passif servant d'amortisseur de manière à adapter l'effort d'usinage aux variations de surépaisseurs entre les points de modélisation, ce qui aplanit rapidement le relief de la surface. Application en particulier aux surfaces internes des augets de turbines Pelton après un rechargement de matière par des cordons de soudure.

Description

PROCEDE DE MEULAGE D'UNE SURFACE D'UNE PIECE,
NOTAMMENT POUR LA REPARATION D'AUGETS DE TURBINES
ET APPAREIL CORRESPONDANT
DESCRIPTION
L'invention se rapporte à un procédé de meulage d'une surface d'une pièce qui peut notamment s'intégrer à un procédé de réparation d'augets de turbines ainsi qu'à un appareillage adapté à l'exécu- tion de ce procédé.
Elle se situe dans le même domaine technique que les inventions décrites dans les demandes de bre¬ vets français 87 18479 (numéro de publication 2 625 458) et 89 00108. Toutefois, l'objet de la première de ces inventions antérieures était avant tout de pouvoir réparer des augets de turbines en utilisant un appareillage automatisé, et celui de la seconde était de reconnaître le profil de la surface à meuler avec précision dans le système de coordonnées du bras de robot portant la meule, alors qu'on recherche ici principalement à obtenir une bonne qualité de surface de la surface meulée sans nécessiter des passes trop nombreuses pour arriver aux cotes de finition.
L'invention permet de reconnaître rapidement et plus simplement que dans la seconde demande men¬ tionnée la position de la surface à traiter dans les coordonnées de l'outi l utilisé, qui est donc la meule pour l'étape de meulage ou l'appareil à souder dans le cas d'un auget de turbine sur la surface interne duquel les cordons de soudure sont déposés pendant une étape dite de rechargement où la matière arrachée par l'abrasion, les chocs et la cavitation est remp lacée.
Le meulage conformément à l'invention d'une surface d'une pièce par une meule rotative appliquée sur la surface par un moyen presseur consiste à faire une modélisation de la surface en relevant les co¬ ordonnées de points de La surface et à mesurer Les surépaisseurs de la pièce aux points de modélisation, et à faire parcourir à La meule des trajectoires de meulage sur la surface calculées à partir des points de modélisation ; il est caractérisé en ce qu'il consiste à modifier au cours des trajectoires, en fonction des valeurs des surépai sseurs, la force d'ap- plicat on de la meule sur La surface, la vitesse de rotation de la meule et la vitesse d'avance de la meule le long des trajectoires.
Dans le cas où le meulage est précédé d'une étape de rechargement, il est avantageux que les tra- jectoires de rechargement Le Long desquelles les coi— dons de soudure sont déposés soient déterminées par une seconde modélisation, différant de la première, où les coordonnées de points de la surface interne sont relevées. il est également avantageux que les modélisa¬ tions soient effectuées par des capteurs de forme identique à La meule, ou le cas échéant à l'outi l de soudage, fixés sur le bras de robot uti lisé égale¬ ment pour faire parcourir Les trajectoires de meulage ou de rechargement. Les modélisations comprennent dans ce cas l'orientation du capteur au point de modé¬ lisation, qui est également faci le à déterminer à L'aide des codeurs mesurant Les mouvements aux articu¬ lations du bras de robot. L'appareil spécialement adapté à l'objet principal de l'invention comprend un support de la meule déplacé Le Long des trajectoires de meulage et est caractérisé en ce qu'il comprend, entre Le support et La meule, un système de pressage de la meule sur la surface constitué d'un vérin pneumatique actif, créant la force de pressage, et d'un vérin hydraulique passif.
On va maintenant décire l'invention à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif :
- la figure 1 représente un bras de robot utilisable pour le meulage,
- La figure 2 représente un exemple d'évolu¬ tion des paramètres de L'usinage, - les figures 3A et 3B représentent un sup¬ port d'outil de meulage,
- la figure 4 représente un calibre de véri¬ fication de l'usure des meules,
- la figure 5 représente un engin pour dévis- ser les meules de la broche,
- la figure 6 représente un magasin de meules neuves,
- les figures 7A et 7B illustrent le mode de modélisation des trajectoires de meulage et - la figure 8 illustre le mode de modélisa¬ tion des trajectoires de rechargement.
On se reporte tout d'abord à la figure 1. Un bras de robot 1 comprend une colonne 2 sur laquelle un premier tronçon 3 coulisse le long d'un axe vertical X2 ; la colonne 2 pivote sur un socle 11 autour d'un autre axe vertical X1. Un deuxième tronçon 4 tourne à l'extrémité Libre du précédent autour d'un axe verti¬ cal X3. Il porte un troisième tronçon 5 horizontal qui pivote autour de son axe X4. Un poignet 6 est installé à l'extrémité libre du troisième tronçon 5 et tourne autour d'un axe X5, perpendi culai rement à l'axe précédent X4. Enfin, une base mobile 7 située sur Le poignet 6 pivote autour d'un axe X6 perpendicu¬ laire à l'axe X5. La base mobile 7 porte selon le cas une meule ou un outil de soudage. Chacune des articulations du bras de robot 1 est équipée de moteurs et de codeurs de déplacement qui permettent, après un traitement approprié de conversion de coordonnées, de déduire la position et l'orientation de La base mobile 7 et de L'outil porté à ce moment.
On a également représenté un auget de turbine Pelton 9 dont la surface interne 10 a reçu des cordons de soudure afin de remplacer La matière qui a été arrachée en service. Ce mode de rechargement entraîne toutefois des surépaisseurs qui peuvent être très variables sur La surface interne 10. La remise de L'auget 9 au profil initial nécessite donc tradition¬ nellement de nombreuses passes de meulage qui impliquent des temps d'usinage très longs. Le nombre de passes peut être très réduit si les paramètres d'usinage sont sans cesse corrigés suivant des lois expérimentales en fonction de la surépaisseur locale. Les graphiques illustratifs d'une meule particulière sont représentés à la figure 2. La surépaisseur équivaut à la profondeur de passe voulue. L'échelle est commune aux différents graphiques avec les facteurs correctifs indiqués. On constate que La vitesse d'avance souhaitée de La meule le long des trajectoires de meulage diminue progressivement, mais que la pression avec Laquelle la meule devrait être appliquée sur la surface interne 10 et La vitesse de rotation idéale de la meule augmentent en fonction de la profondeur de passe. Toutefois, alors que les deux premiers paramètres varient suivant des lois à peu près linéaires sur la plus grande partie de l'étendue des profondeurs de passe considérées, La vitesse de rotation varie suivant une loi qui se rapproche d'une exponentielle.
On passe maintenant aux figures 3A et 3B pour décrire la manière dont la meule est supportée sur Le bras de robot. La meule 20 représentée est cy Li ndro-sphéri que et comporte une face arrière 21 plane, taraudée de manière à pouvoir être fixée sur l'extrémité filetée 22 d'une broche 23. La broche 23 tourne dans un palier 24, et un moteur 25 fixé au palier 24 la meut en rotation. Des emplacements de raccordements 26 reçoivent les conduits flexibles ou les câbles nécessaires à l'alimentation du moteur 25. On se reporte à la figure 3B. Une plaque de support 27 est munie de deux arceaux parallèles 28 portant en leur centre une articulation 29 autour de Laquelle le palier 24 peut pivoter, ce qui déplace la broche 23 et la meule 20 Latéralement. Les rotations du palier 24 sont commandées par deux vérins 30 et 31 qui sont identiques quant à leur forme et à leur montage : chacun d'entre eux est articulé à une extrémité 32 à la plaque de support 27 et à l'autre extrémité 33 à une patte 34 qui fait partie du palier 24. Leurs emplacements sont symé¬ triques par rapport au plan dans Lequel La broche 23 se déplace.
L'un des vérins 30 est pneumatique et a un rôle actif de réglage de la force ou de la pression avec laquelle la meule 20 est appliquée sur La surface interne 10. L'autre vérin 31 est hydraulique, purement passif et joue un rôle d'amortisseur, c'est-à-dire que ses deux chambres communiquent par un circuit 35 comprenant un étranglement 36 qui limite la rapidité de l'écoulement. Un système de régulation 37 compre¬ nant notamment une vis de réglage de la charge d'un clapet fait varier à volonté l'ouverture de l'étrangle¬ ment 36 et donc la résistance à l'écoulement.
La plaque de support 27 est vissée sur la base mobile 7. Quand la meule 20 parcourt les trajec- toires sur La surface interne 10 de L'auget 9, La pression régnant dans Le vérin pneumatique 30 est constamment réglée de manière à obtenir La pression d'applicat on souhaitée, compte tenu de La surépaisseur Locale mesurée précédemment. Le vérin hydraulique 31 permet de corriger l'influence des variations de surépaisseur aux espaces entre les points des modélisa¬ tions : si par exemple La surépaisseur s'accroît brus¬ quement sur une petite largeur de trajectoire, le vérin hydraulique 31 s'oppose dans une large mesure au recul de La meule 20, c'est-à-dire qu'il provoque momentanément une augmentation de la pression d'appui et que la crête est attaquée plus fortement. Les acci¬ dents de relief provoqués notamment par les cordons de soudure s'aplanissent donc à chaque passe de meu¬ lage, ce qui permet d'obtenir rapidement une surface interne 10 lisse.
Les meules 20 s'usent rapidement au cours de leur service, ce qui nécessite leur changement périodique. Dans le premier des deux brevets cités de l'art antérieur, des mesures des dimensions des meules étaient effectuées indirectement au cours de dia antages périodiques de ces meules par L'inter¬ médiaire des jauges de l'outi l de dia antage et de sa position par rapport à La broche porte-meule bloquée dans une position fixe. Les trajectoires de meulage étaient ensuite recalculées pour tenir compte de l'usure des meules.
Il n'est cependant pas nécessaire de passer par une opération de diamantage pour évaluer La dimen¬ sion des meules 20. La figure 4 représente un calibre 40 vissé à un petit bâti 41. Le calibre 40 comprend essentiellement une enveloppe 42 cylindrique avec un rebord 43 interne supérieur. Un piston 44 se déplace à L'intérieur de L'enveloppe 42 et est repoussé vers le rebord 43 à l'aide d'un ressort 45. La meule 20 est introduite dans l'ouverture d'une collerette 48 disposée sur le piston 44 et qui dépasse de l'enveloppe 42 de manière à repousser Le piston 44 à une profondeur constante, déterminée par une butée 47. Un capteur inductif 46 vérifie que le mouvement de descente du piston 44 est entièrement accompli. La taille de la meule 20 à ce moment peut être déduite de La position des articulations du bras de robot 1 pour parvenir à cet état de butée. Dans la présente invention, le calibre 40 sert uniquement à déterminer si les meules 20 doi ent être remplacées : il n'y a pas de correction des trajectoires de meulage, car Le vérin pneumatique 30 compense l'usure des meules 20 en les plaquant de toute façon sur la surface interne 10 avec la pression souhaitée.
Les figures 5 et 6 montrent que les opéra¬ tions de changement de meule peuvent également être effectuées avec un dispositif simplifié par rapport à celui du premier brevet cité, où on utilisait en particulier un mécanisme de transfert mobile muni d'un mandrin pour serrer les meules avant de visser ou de dévisser celles-ci. La figure 5 représente un dispositif de dévissage 50 comprenant en particulier une enveloppe 51 qui contient un vérin 52 dont l'extré- mité mobile 53 comporte une face avant concave 54. Un rebord 55 en arc de cercle est fixé à L'enveloppe 51 par une virole 56. L'opération de dévissage consiste à placer la meule 20 entre l'extrémité mobile 53 et le rebord 55, la broche 23 passant dans le creux de ce dernier. L'extrémité mobile 53 est alors avancée de manière à plaquer la face arrière 21 de la meule 20 sur le rebord 55 et à bloquer ainsi la meule 20, la face avant concave pressant fermement L'avant de la partie sphérique de la meule 20. La broche 23 peut alors être mise en rotation. Quand le dévissage a été effectué, le recul de l'extrémité mobi le 53 Libère La meule dévissée et la laisse tomber dans une décharge.
Sur La figure 6, un magasin de meules neuves 60 est représenté, qui comprend en particulier une enveloppe cylindrique 61 ayant une face arrière 62 à laquelle est fixé un vérin 63. L'extrémité mobi le 64 du vérin 63 comporte une face avant concave 65. L'extrémité avant 66, opposée au vérin 63, de l'en- veloppe 61 comporte une découpe supérieure 67 et la face avant 68 forme un rebord d'extrémité évidé en arc de cercle près de la découpe supérieure 67. Suivant une disposition qui peut également être adoptée, quoiqu'elle n'ait pas été représentée, pour l'outil de dévissage 50, l'enveloppe cylindrique 61 est fixée par sa partie inférieure à une plaque de support 69 qui porte également deux paires de tiges obliques 70 de contact ponctuel. Les tiges obliques 70 de chaque paire se font face. Quand la broche 23 est posée sur les quatre tiges obliques 70, sa hauteur et son orientation sont parfaitement définies : elle est coaxiale au vérin 63, qui est alors mis en action de manière à repousser les meules présentes dans L'en¬ veloppe cylindrique 61 vers la face avant 68. Quand la face arrière 21 plane d'une meule 20 bute contre la face avant 68 avec une force empêchant de la dépla¬ cer, la broche 23 est avancée dans le creux de la face avant 68 et son extrémité filetée 24 vient se visser sur la meule 20. Le vérin 63 peut alors être relâché et la broche 23 est dégagée vers le haut ; la meule qui lui est maintenant fixée passe par La découpe 67.
Les figures 7A et 7B représentent Le mode de détermination des paramètres du meulage. Sur La figure 7A, la surface interne 10 de l'auget 9 est sillonnée de trajectoires T calculées à partir des points de modélisation P qui peuvent être une centaine pour un auget 9 de turbine Pelton. Les points de modé¬ lisation P sur La surface interne 10 peuvent être déterminés automatiquement par des logiciels en fonc¬ tion du bras de robot 1, des meules 20 et des augets 9, ainsi que les trajectoires T. Ils peuvent également être choisis manuellement par l'utilisateur par une mesure préliminaire sur un auget de référence dont la surface interne est au profil de finition.
Les mesures comprennent le relevé des co¬ ordonnées des points de modélisation P et de points de référence PR par rapport au bras de robot 1. La broche 23 porte alors une boule conductrice 80 en cuivre reliée à une borne d'une batterie 81, L'auget 9 à mesurer étant relié à l'autre borne de cette batterie 81.
Dès que l'auget 9 est touché par la boule conductrice 80, du courant passe dans le circuit élec- trique qui vient d'être formé. Un appareil de mesure 82 mesure la présence de ce courant et le signale à un appareil convertisseur 83 qui recueille par ailleurs des informations des capteurs reliés aux articulations du bras de robot 1. Ces informations sont converties en coordonnées cartésiennes dans un repère fixe. L'orientation de La broche 23 et de la base mobile 7 dans ce repère fixe est également relevée.
Parmi les points de référence PR, certains PR1 sont situés sur Le plan d'auget PA qui constitue le bord supérieur entourant La surface interne 10 de L'auget 9. D'autres PR2 sont situés sur le plan de taquets PT sur lequel se trouvent plusieurs surfaces planes à l'extrémité radialement extérieure de l'auget 9. Enfin, d'autres PR3 appartiennent à L'arête médiane AM au centre de la surface interne 10. Les points de référence PR sont choisis suffisamment nombreux pour que la position globale de l'auget 9 soit connue avec de faibles incertitudes. Comme les plans d'auget PA, de taquets PT et L'arête médiane AM restent à peu près inaltérés au cours de l'existence de l'auget 9 et de la roue à laquelle il appartient, La comparaison des coordonnées des points de modélisation P, dont le relevé est ensuite entrepris de la même manière, avec celles des points de référence PR permet d'obtenir la position de la surface interne 10 par rapport à L'auget 9.
On se réfère maintenant à La figure 7B.
Les surépaisseurs d'un auget 9 où les rechargements par cordons de soudure ont été effectués par rapport à un auget à l'état fini sont mesurées en calculant la distance entre La surface interne 10 à meuler et la surface interne à obtenir 10'. On cherche pour cela à amener La boule conductrice 80 en contact avec chaque point de modélisation P' de la surface interne à obtenir 10' . La broche 23 conserve l'orientation décidée par le logiciel, ou par l'utilisateur si une mesure préliminaire des points de modélisation P' a été concrètement effectuée sur un auget à l'état fini, et la boule conductrice 80 touche la surface interne 10 au point de modélisation P. La surépaisseur correspond à la distance entre Les points P et P'.
Les points de modélisation P' de la surface interne à obtenir 10' sont mesurés ou obtenus par un calcul une fois pour toutes et sont identiques pour tous les augets 9 d'une roue. Il faut au contraire effectuer une mesure de la position des points de modélisation P de la surface interne 10 réelle avant chaque passe de meulage. Le meulage d'un auget 9 est terminé quand sa surface interne 10 est suffisamment proche de la surface interne à obtenir 10' . La figure 8 représente enfin le mode d'obten¬ tion des trajectoires T^ de rechargement. Le principe de La figure 7A est conservé en ce qu'on uti lise pour jauger la surface interne 10 L'outi l même qui sera uti lisé pour le rechargement, à savoir une torche de soudage MIG 84 dont Le fi l 85 a été tronqué à une longueur déterminée et se trouve relié à la batterie 81.
La surface interne 10 de L'auget 9 est recon- nue en La touchant par Le fi L 85 à des points de modé¬ lisation p0 de rechargement. On en déduit ainsi la position de la torche de soudage 84 le long des trajec¬ toires T^ de rechargement. Des mesures de position des points de référence PR°1, PR^2, PR^3 analogues à ceux PR1, PR2, PR3 de la figure 7A fournissent la position globale de l'auget 9 à recharger. Cependant, aucune mesure de surépaisseur n'est faite ici. La mesure des points de modélisation p0 peut donc être effectuée à partir d'une mesure préliminaire sur un auget 9 dont la surface interne 10 est à un état quel¬ conque et reste valable pour tous les augets 9 de même espèce. Par ai lleurs, les points de modélisa¬ tion pO sont beaucoup moins nombreux que dans Le cas du meulage, car la plupart des trajectoires T^ de rechargement sont en fait calculées par interpolation entre des points de modélisation p0 appartenant à des trajectoires T° différentes. IL résulte de ceci que des imprécisions plus importantes sont produites, mais elles demeurent parfaitement acceptables si les portions de la surface interne T^ entre Les points de modélisation P° sont à peu près planes.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de meulage d'une surface (10) d'une pièce (9) par une meule (20) rotative appliquée sur La surface par un moyen presseur (30, 31), consis- tant à faire une modélisation de la surface en relevant les coordonnées de points (P) de la surface et à mesu¬ rer les surépaisseurs (PP') de La pièce aux points de modélisa ion, et à faire parcourir à la meule des trajectoires de meulage sur la surface calculées à partir des points de modélisation, caractérisé en ce qu'il consiste à modifier au cours des trajectoires (T), en fonction des valeurs des surépaisseurs, la force d'application de la meule sur la surface, La vitesse de rotation de La meule et la vitesse d'avance de la meule (20) le long des trajectoires.
2. Procédé de réparation d'augets de turbines comprenant une étape de meulage selon le procédé de la revendication 1, la surface de La pièce étant La surface interne d'un auget, et comprenant également, avant de meuler, une étape de rechargement de la sur¬ face interne des augets en y déposant des cordons de soudure par le parcours d'un outi l de soudage C84) le long de trajectoires de rechargement, caractérisé en ce que les trajectoires de rechargement sont déter- minées par une seconde modélisation en relevant Les coordonnées de points de la surface interne de L'auget.
3. Procédé selon la revendication 1, caracté¬ risé en ce que La modélisation comprend des points de référence sur des parties de la pièce éloignées des tra ectoires.
4. Procédé selon La revendication 2, caracté¬ risé en ce que La seconde modélisation comprend des points de référence sur des parties de la pièce éloi¬ gnées des trajectoires.
5. Procédé selon La revendication 1, caracté- risé en ce que la modélisation est effectuée par un capteur (80) de forme identique à la meule et fixé sur un bras de robot (1) uti lisé également pour faire parcourir à la meule (20) Les trajectoi res de meulage, La modélisation comprenant également L'orientation du capteur aux points de modélisation.
6. Procédé selon la revendication 2, caracté¬ risé en ce que la seconde modélisation est effectuée par l'outi L de soudage (84) fixé sur un bras de robot (1) uti lisé également pour faire parcourir à l'outi L de soudage Les trajectoires de rechargement, La seconde modélisation comprenant également l'orientation de L'outi l de soudage aux points de modélisation.
7. Apparei l de meulage pour la mise en oeuvre du procédé de meulage selon la revendi cat ion 1, compre¬ nant un support de la meule déplacé le long des trajec¬ toires de meulage, caractérisé en ce qu'i l comprend, entre le support (7) et La meule, un système de pres¬ sage de la meule sur la surface constitué d'un vérin pneumatique actif (30), créant la force de pressage, et d'un vérin hydraulique (31) passif.
8. Apparei l de meulage selon la revendication 7, comportant un système de dévissage (50) des meules (20), caractérisé par un rebord en arc de cercle (55) destiné à recevoir la face arrière (21) des meules (20) et par un doigt mobi le (53) vers Le rebord (55) destiné à s'appuyer sur La surface avant des meules.
9. Apparei l de meulage selon la revendication 7, comportant un magasin de meules neuves (60) caracté- risé par un rebord d'extrémité (68) et par un doigt mobile (64) repoussant les meules du magasin vers le rebord d'extrémité, les faces arrière des meules du magasin étant dirigées vers le rebord d'extrémité.
10. Apparei l de meulage selon La revendi- cation 7, comportant un dispositif de mesure de l'usure des meules caractérisé' par un piston mobile (44) vers un état de butée et muni d'une collerette (48) d'appui des meu les .
PCT/FR1991/000993 1990-12-10 1991-12-10 Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant WO1992010796A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9015425A FR2670149B1 (fr) 1990-12-10 1990-12-10 Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant.
FR90/15425 1990-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1992010796A1 true WO1992010796A1 (fr) 1992-06-25

Family

ID=9403058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1991/000993 WO1992010796A1 (fr) 1990-12-10 1991-12-10 Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU9130291A (fr)
FR (1) FR2670149B1 (fr)
WO (1) WO1992010796A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2531153A (en) * 2014-10-09 2016-04-13 Rolls Royce Plc Abrasive processing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112440074B (zh) * 2020-11-18 2021-09-28 河北瑞兆激光再制造技术股份有限公司 一种trt承缸磨损修复用中心调整装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331265A2 (fr) * 1988-03-01 1989-09-06 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Dispositif de commande de position/force pour machine à usiner avec des degrés de liberté multiples
EP0350000A1 (fr) * 1988-07-08 1990-01-10 MTU MAINTENANCE GmbH Dispositif pour le rechargement par soudage des extrémités des aubes de turbines et d'aubes de compresseurs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331265A2 (fr) * 1988-03-01 1989-09-06 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Dispositif de commande de position/force pour machine à usiner avec des degrés de liberté multiples
EP0350000A1 (fr) * 1988-07-08 1990-01-10 MTU MAINTENANCE GmbH Dispositif pour le rechargement par soudage des extrémités des aubes de turbines et d'aubes de compresseurs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WERKSTATT & BETRIEB vol. 120, no. 10, 10 Octobre 1087, CARL HANSER VERLAG MUNICH DE pages 785 - 790; K.-J.F. OBERING: 'Plannung eines Flexiblen Fertigungssystems f}r Turbinenschaufeln' *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2531153A (en) * 2014-10-09 2016-04-13 Rolls Royce Plc Abrasive processing method
GB2531153B (en) * 2014-10-09 2018-09-12 Rolls Royce Plc Abrasive processing method
US10287890B2 (en) 2014-10-09 2019-05-14 Rolls-Royce Plc Abrasive processing method

Also Published As

Publication number Publication date
FR2670149A1 (fr) 1992-06-12
FR2670149B1 (fr) 1995-03-31
AU9130291A (en) 1992-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2002513C (fr) Methode et dispositif de detection automatique du profil d'une surface et en vue d'effectuer un travail
EP2445661B1 (fr) Procede de fabrication d'une piece forgee avec polissage adaptatif
CA2870568C (fr) Procede d'usinage du bord de fuite d'une aube de turbomachine
EP1175280B1 (fr) Procede de fabrication d'une surface d'une lentille ophtalmique et installation de mise en oeuvre du procede
FR2865954A1 (fr) Procede et dispositif d'usinage par fenetrage de panneaux minces non-developpables
CA2815164A1 (fr) Procede d'usinage d'un carter d'un turbomoteur d'aeronef et outil de grattoir pour la mise en oeuvre du procede
EP0853527A1 (fr) Dispositif de mesure ou de controle de l'usinage d'une piece cylindrique a mouvement orbital
FR2965201A1 (fr) Procede et dispositif d'usinage du bord d'attaque d'une aube de turbomachine
FR2561561A1 (fr) Machine de meulage a commande numerique destinee a meuler une partie conique d'une piece
EP0057136A2 (fr) Tour de repoussage perfectionné
WO1992010796A1 (fr) Procede de meulage d'une surface d'une piece, notamment pour la reparation d'augets de turbines et appareil correspondant
EP0556102A1 (fr) Procédé de galetage de pièces métalliques, en particulier de roues en alliage léger, et dispositif de mise en oeuvre dudit procédé
FR2479063A1 (fr) Procede de faconnage d'arbres a came par rectification de precision
EP2268997A1 (fr) Appareil de lecture de la géometrie d'un cercle ou d'une arcade de monture de lunettes et procédé de lecture correspondant
FR2823143A1 (fr) Outil torique de polissage d'une surface optique d'une lentille, et procede de polissage d'une surface atorique au moyen d'un tel outil
EP2724201B1 (fr) Procede d'usinage adaptatif pour aubes de fonderie
FR2989609A1 (fr) Support d'usinage pour un secteur de distribution de turbomachine
FR2658105A1 (fr) Montage adaptable a porte-outil pour ajustage avec robot.
EP0533605B1 (fr) Procéde et machine d'ébarbage
FR2536821A1 (fr) Siege de vanne et procede de realisation d'une gorge dans ce siege
EP0639420A1 (fr) Dispositif et procédé d'électroérosion selon trois dimensions avec une électrode-outil rotative de forme simple
CA2452975A1 (fr) Procede de mise en forme d`une paroi interne d`un palier de support d`un element cylindrique
EP1672170A1 (fr) Procédé de réparation de disques aubages monoblocs
FR2838512A1 (fr) Procede pour determiner la topographie d'une surface optique d'une lentille ophtalmique
CA2353334C (fr) Machine de rechapage de pneumatique

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA JP NO US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU MC NL SE

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA