WO2008043942A1 - Dispositif d'usinage de pièces de grand diamètre telles que des rotors de turbine hydroélectrique - Google Patents

Dispositif d'usinage de pièces de grand diamètre telles que des rotors de turbine hydroélectrique Download PDF

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WO2008043942A1
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machining
axis
support
workpiece
plate
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PCT/FR2007/052084
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Pierre-Yves Foissac
René PANCZUK
Yann Chiantello
Original Assignee
Dufieux Industrie
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    • B23Q1/4804—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single rotating pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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    • B23C—MILLING
    • B23C2215/00—Details of workpieces
    • B23C2215/48—Kaplan turbines

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of machines or versatile machining devices used for machining large parts.
  • the invention relates to the machining of large diameter parts such as hydraulic turbine rotors such as Francis or Kaplan turbines or reversible pump turbine rotors used for the production of electricity. .
  • the rotors of the hydraulic turbines used for the production of electricity are generally pieces of large diameter of the order of several meters which are obtained by the mechanically welded assembly of different elements.
  • a machining device comprising a support adapted to the rotor and equipped with machining means which are adapted to the support to be movable relative to the latter and machining an outer peripheral surface of the rotor.
  • Such a device actually allows the machining of the peripheral regions, called sealing labyrinths, of a rotor but have the disadvantage of not allowing work on internal regions of the rotor.
  • the known devices do not allow to perform the machining of all peripheral regions of the rotor without the need to disassemble or repositioning the machining device. This constitutes in particular a major problem of the machining devices presented in documents FR 2 234 952, GB 731 293 or EP 1 688 210.
  • the invention relates to a device for machining a large-diameter piece of axis ⁇ disposed substantially vertically, comprising a support adaptable to the workpiece, machining means which are adapted on the support to be movable relative to the support and the workpiece, and a control unit of the machining means.
  • the machining device is characterized in that: the support comprises:
  • An annular base of axis ⁇ ' open at its center and equipped on its underside with fixing means on the workpiece so that the axis ⁇ ' coincides substantially with the axis ⁇ ,
  • a plate which is fitted on the top of the annular base to be movable in rotation of axis ⁇ 'and which is at least partly open to provide access, at least part of the machining means, to the part of the workpiece under the central opening of the annular base,
  • the machining means comprise:
  • a carriage movable in translation along a guide path, of axis X, carried by the beam and associated with motor means controlled by the control unit, the axis X being substantially perpendicular to the axis ⁇ and the guideway extending to allow the carriage to move between the plumb of the tray opening and a region lying laterally off the tray,
  • a support comprising an annular base and an up-to-date plate makes it possible, in combination with the extension or the offset of the beam outside the plate, to machine the regions situated at the periphery of the part to machine as well as the regions located inside the latter under the beam or under the open region of the base and the plate.
  • the beam has dimensions adapted to allow machining of an outer peripheral region of axis ⁇ of the workpiece. More particularly preferably, the length of the beam allows this external machining without the need to move the beam in translation relative to the plate.
  • the support plate can be made in any suitable way and include for example an opening only at the region opposite which the carriage is likely to move.
  • the plate has a generally annular shape with possibly a cross member extending diametrically.
  • the device of machining comprises fixing means of the beam on the plate adapted to allow a radial translation of the beam and associated with motor means controlled by the control unit.
  • the beam is removably fitted on the plate
  • the machining device further comprises a bearing structure adapted to removably receive the beam and support it at a distance from the ground
  • the base of the support comprises fixing means on the ground or on the supporting structure so as to allow a positioning of the support under the beam
  • the support plate is equipped with means for holding a workpiece of large diameter with axis ⁇ , the workpiece being positioned so that its axis ⁇ coincides substantially with the axis ⁇ 'of rotation of the plate,
  • the control unit is adapted for, when the beam is fitted to the supporting structure and the support plate, separated from the beam, carries the workpiece under the beam, to ensure coordinated operation of the drive means; rotation, motor means and the machining assembly so as to allow machining of at least one peripheral region of axis ⁇ of the workpiece.
  • the constituent assemblies of the machining device according to the invention comprise, on the one hand, the support and, on the other hand, the beam and its equipment that can be used in combination with each other without necessarily to be fixed to each other.
  • the machining device according to the invention is then able to offer, depending on the nature of the workpieces, the best possible configuration to optimally ensure the desired work.
  • the means for fixing the base are adapted to allow a correction of the dimensional defects of the workpiece or the ground to ensure a horizontality of the base or the plate according to a given tolerance.
  • the control unit is adapted for, by the steering coordinated rotational drive means, motor means and the machining assembly, automatically compensate for parasitic displacements at the machining tool generated by possible flatness defects of the base and / or by geometrical defects of the rotation of the plate.
  • the fij. 1 is a schematic perspective showing a machining device according to the invention mounted on a hydraulic turbine rotor.
  • Fig. 2 is a partial axial section of the assembly constituted by the machining device according to the invention and the rotor as illustrated in FIG. 1.
  • the fg. 3 is a schematic view of an exemplary embodiment of a machining assembly or a machining head capable of equipping the machining device according to the invention.
  • Fig. 4 is a perspective similar to fig. 1 showing the beam of the machining device equipped at one of its ends with a counterweight and at the opposite end of a remote machining arm.
  • Fig. 5 is a partial axial section showing the machining device according to the invention adapted to a frame or fixed frame placed in the center of an annular piece to be machined.
  • Fig. 6 is a schematic perspective of another configuration of implementation of the machining device in which the beam and its equipment are supported by a bearing structure while the support carries the workpiece being placed under the beam.
  • FIG. 7 is a front view of the machining device according to the invention in its configuration as illustrated in FIG. 6.
  • a machining device according to the invention as illustrated in FIGS. 1 and 2 and generally designated by the reference 1, is in a preferred form of implementation to be fixed on the part P which he must machine parts.
  • Piece P is most often a rotating part such as a turbine rotor which has a large diameter of the order of several meters and whose axis ⁇ is disposed substantially vertically.
  • the machining device 1 comprises a support 2 which comprises an annular base 3 provided with fixing means 3 'on the part P.
  • the fixing means 3' are preferably adapted to allow to ensure good horizontality of the base despite possible defects of the part P.
  • the fastening means 3 ' are for example associated with sets of screw jacks.
  • the support 2 also comprises a plate 4 which has, according to the illustrated example, an annular shape substantially corresponding to the annular shape of the base 3, so that the central space of the base 3 and the plate 4 is disengaged.
  • the plate 4 is fitted on the top of the base 3 to be movable in rotation along an axis ⁇ '.
  • the base 3 is then adapted to the part P so that the axis ⁇ 'of rotation of the plate 4 coincides substantially with the axis ⁇ .
  • the support 2 further comprises means 5 for rotating the plate 4.
  • the support 2 thus constituted is, according to the illustrated example, intended to carry the machining means 10 of the device 1 according to the invention.
  • the machining means 10 comprise a beam 11 which is fitted on the plate 2 so as to extend laterally on at least one side and, according to the illustrated example, on two sides outside the plate 4.
  • the beam has a length greater than one meter and, more preferably, of the order of several meters being greater than or equal to the diameter of the workpiece.
  • the machining means 10 also comprise a carriage 12 movable in translation along a guideway 13 carried by the beam 11.
  • the guideway 13 extends in a direction of axis X substantially perpendicular to the axis ⁇ .
  • the carriage 12 is then associated with means motors, not shown, ensuring its movement along the guideway 13.
  • the machining means 10 also comprise an arm 14 carried by the carriage 12.
  • the arm 14 is then movable in vertical translation with a Z axis substantially parallel to the axis ⁇ '.
  • the arm 14 is also associated with motor means, not shown, ensuring its displacement along the axis Z.
  • the arm 14 is further equipped with a machining assembly 15 which, according to the example shown, is fixed to the lower end of the arm 14.
  • the machining assembly 15 may be made in any suitable manner and according to the illustrated example comprises as shown more particularly in FIG. 3 a cradle 20 adapted to the arm 14 to be rotatable along the axis Z.
  • the rotation of the cradle 20 is provided by motor means not shown.
  • the cradle 20 then carries a machining head or an electrospindle 21 which is rotatable along an axis R1 perpendicular to the Z axis, the movement of the electrospindle 21 being provided by motor means not shown.
  • the electrospindle 21 then has a pin 22 for fixing a machining tool 23 driven by a rotational movement along an axis R2 perpendicular to the axis R1,
  • the beam 11 is preferably adapted to the plate 4 so that the axis R2 can be placed so as to coincide with the axis ⁇ '.
  • the guide path 13 is made to allow such positioning and placement of the carriage 12 offset from the plate 4.
  • the machining device 1 finally comprises the control unit 25 which is adapted to control the coordinated operation of the rotary drive means 5, motor means associated with the translational and rotational movement of the machining means 10 as well as electrospindle or machining head 21.
  • the control unit 25 thus makes it possible to operate the machining device 1 so as to ensure machining of the outer peripheral surfaces S1 and S2 of the part P as well as the internal or lateral surfaces S3 and S4 of the part situated under the open region of the annular base 3 and the plate 4.
  • the control unit 25 is adapted to correct or prevent the parasitic movements that can be generated at the level of the tool 23 in the network by a lack of flatness of the base 3 and / or geometrical defects of the rotation of the machining means and in particular of the beam 11, the arm 14 or even the electrospindle 21.
  • the implementation of the machining device according to the invention will involve a phase of calibration during which the tool 23 is replaced by a target.
  • machining device can be used in different configurations.
  • fig. 4 shows another configuration of use in which the beam 11 has at its ends means for fixing, on the one hand, a counterweight 26 and on the other hand a remote machining arm 27.
  • FIG. 4 shows another configuration of use in which the beam 11 has at its ends means for fixing, on the one hand, a counterweight 26 and on the other hand a remote machining arm 27.
  • the machining device comprises fastening means 31 of the beam on the plate 4 adapted to allow radial translation of the beam 11.
  • the fastening means 31 are then associated with motor means not shown piloted by the control unit 25.
  • the support 12 and the machining means 10 are adapted so that they can be used in combination without the beam 10 being fixed on the plate 2.
  • the beam 11 is removably fitted on the tray 2.
  • the machining device then comprises, as shown in FIGS. 6 and 7, a carrier structure 40 adapted to removably receive the beam 11 and support it at a distance from the ground.
  • the base 3 is then fixed on the ground below the beam 11 and the plate 4 receives the workpiece P "to be machined.
  • the control unit 25 then ensures a coordinated operation of the rotational drive means.
  • motor means and the machining assembly so as to allow the machining of peripheral and lateral regions as well as internal of the workpiece P ".
  • various other modifications can be made to the machining device 1 without departing from the scope of the present invention.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour l'usinage d'une pièce (P) de grand diamètre d'axe Δ disposé sensiblement verticalement, comprenant un support (2) adaptable sur la pièce à usiner (P), des moyens d'usinage (10) qui sont adaptés sur le support (2) pour être mobiles par rapport au support et à la pièce à usiner, et une unité de commande (25) des moyens d'usinage (10); le support (2) étant ouvert en son centre, les moyens d'usinage étant portés par le support et comprenant une poutre (11), un chariot (12) mobile en translation le long d'une voie de guidage, d'axe X, porté par la poutre (11) et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, et la voie de guidage (13) s'étendant de manière à permettre au chariot (12) de se déplacer entre l'aplomb de l'ouverture du support et une région située latéralement en dehors du support, un bras mobile (14) ou télescopique en translation d'axe Z porté par le chariot (12) et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, un ensemble d'usinage (15) équipé d'au moins un outil d'usinage, adapté sur le bras mobile (14) et piloté par l'unité de commande (25).

Description

Dispositif d'usinage de pièces de grand diamètre telles que des rotors de turbine hydroélectrique
La présente invention concerne le domaine technique des machines ou dispositifs d'usinage polyvalents utilisés pour l'usinage de pièces de grandes dimensions.
Dans une application préférée mais non exclusive, l'invention se rapporte à l'usinage de pièces de grand diamètre telles que les rotors de turbines hydrauliques comme les turbines Francis ou Kaplan ou encore les rotors de turbines pompes réversibles utilisés pour la production d'électricité.
Les rotors des turbines hydrauliques utilisés pour la production d'électricité sont généralement des pièces de grand diamètre de l'ordre de plusieurs mètres qui sont obtenues par l'assemblage mécanosoudé de différents éléments. Afin d'assurer un bon guidage et une certaine étanchéité entre le rotor et le stator qui l'entoure, il est nécessaire après assemblage des éléments constitutifs du rotor de procéder à un usinage des surfaces d'étanchéité. À cet effet, et compte tenu du poids du rotor, il est généralement utilisé un dispositif d'usinage comprenant un support adapté sur le rotor et équipé de moyens d'usinage qui sont adaptés sur le support pour être mobiles par rapport à ce dernier et assurer un usinage d'une surface périphérique externe du rotor.
Un tel dispositif permet effectivement l'usinage des régions périphériques, dites labyrinthes d'étanchéité, d'un rotor mais présentent toutefois l'inconvénient de ne pas permettre un travail sur des régions internes du rotor. De plus, les dispositifs connus ne permettent pas d'assurer l'usinage de l'ensemble des régions périphériques du rotor sans qu'il soit nécessaire de procéder à un démontage ou un repositionnement du dispositif d'usinage. Ceci constitue notamment un problème majeur des dispositifs d'usinage présentés dans les documents FR 2 234 952, GB 731 293 ou encore EP 1 688 210.
Ainsi, il est apparu le besoin d'un nouveau type de dispositif d'usinage qui présente une grande polyvalence et permette d'assurer notamment un usinage des régions internes et externes d'une pièce de grandes dimensions sans qu'il soit nécessaire de procéder au démontage du dispositif.
Afin d'atteindre ces objectifs, l'invention concerne un dispositif pour l'usinage d'une pièce de grand diamètre d'axe Δ disposé sensiblement verticalement, comprenant un support adaptable sur la pièce à usiner, des moyens d'usinage qui sont adaptés sur le support pour être mobiles par rapport au support et à la pièce à usiner, et une unité de commande des moyens d'usinage. Selon l'invention, le dispositif d'usinage est caractérisé en ce que : • le support comprend :
• une embase annulaire d'axe Δ' ouverte en son centre et équipée sur sa face inférieure de moyens de fixation sur la pièce à usiner de manière que l'axe Δ' coïncide sensiblement avec l'axe Δ,
• un plateau qui est adapté sur le dessus de l'embase annulaire pour être mobile en rotation d'axe Δ' et qui est en partie au moins ouvert pour offrir un accès, à une partie au moins des moyens d'usinage, à la région de la pièce à usiner située sous l'ouverture centrale de l'embase annulaire,
• des moyens d'entraînement en rotation du plateau pilotés par l'unité de commande,
• les moyens d'usinage comprennent :
• une poutre adaptée sur le plateau de manière à s'étendre latéralement, en partie au moins, à l'extérieur du plateau,
- un chariot mobile en translation le long d'une voie de guidage, d'axe X, porté par la poutre et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, l'axe X étant sensiblement perpendiculaire à l'axe Δ' et la voie de guidage s'étendant de manière à permettre au chariot de se déplacer entre l'aplomb de l'ouverture du plateau et une région située latéralement en dehors du plateau,
• un bras mobile ou télescopique en translation d'axe Z porté par le chariot et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, l'axe Z étant sensiblement parallèle à l'axe Δ', • un ensemble d'usinage équipé d'au moins un outil d'usinage, adapté sur le bras mobile et piloté par l'unité de commande, - l'unité de commande est adaptée pour assurer un fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage de manière à permettre un usinage d'au moins une région périphérique externe d'axe Δ de la pièce à usiner ainsi qu'un usinage d'une région interne de la pièce à usiner.
La mise en oeuvre d'un support comprenant une embase annulaire et un plateau à jour permet, en combinaison avec l'extension ou le déport de la poutre à l'extérieur du plateau, d'usiner les régions situées à la périphérie de la pièce à usiner ainsi que les régions situées à l'intérieur de cette dernière sous la poutre ou sous la région ouverte de l'embase et du plateau.
De manière préférée, la poutre présente des dimensions adaptées pour permettre un usinage d'une région périphérique externe d'axe Δ de la pièce à usiner. De manière plus particulièrement préférée, la longueur de la poutre permet cet usinage externe sans qu'il soit nécessaire de déplacer en translation la poutre par rapport au plateau.
Selon l'invention, le plateau du support peut être réalisé de toute façon appropriée et comprendre par exemple une ouverture uniquement au niveau de la région en regard de laquelle le chariot est susceptible de se déplacer. Toutefois, dans une forme préférée de réalisation selon l'invention, le plateau présente une forme générale annulaire avec éventuellement une traverse de renfort s'étendant diamétralement.
Selon une caractéristique de l'invention visant à augmenter la polyvalence de la machine et à permettre pour une longueur de poutre donnée d'usiner des pièces de grand diamètre sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la longueur de poutre, le dispositif d'usinage comprend des moyens de fixation de la poutre sur le plateau adaptés pour permettre une translation radiale de la poutre et associés à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande.
Selon une autre caractéristique de l'invention visant à augmenter encore la polyvalence du dispositif d'usinage : • la poutre est adaptée de manière amovible sur le plateau, • le dispositif d'usinage comprend en outre une structure porteuse adaptée pour recevoir de manière amovible la poutre et la supporter à distance du sol,
• l'embase du support comprend des moyens de fixation au sol ou sur la structure porteuse de manière à permettre un positionnement du support sous la poutre,
• le plateau du support est équipé de moyens de maintien d'une pièce à usiner de grand diamètre d'axe Δ, la pièce à usiner étant positionnée de manière que son axe Δ coïncide sensiblement avec l'axe Δ' de rotation du plateau,
• l'unité de commande est adaptée pour, lorsque la poutre est adaptée sur la structure porteuse et que le plateau du support, séparé de la poutre, porte la pièce à usiner sous la poutre, assurer un fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage de manière à permettre un usinage d'au moins une région périphérique d'axe Δ de la pièce à usiner.
Ainsi, les ensembles constitutifs du dispositif d'usinage selon l'invention comprennent, d'une part, le support et, d'autre part, la poutre et ses équipements qui peuvent être utilisés en combinaison l'un avec l'autre sans nécessairement être fixés l'un à l'autre. Le dispositif d'usinage selon l'invention est donc alors en mesure d'offrir, selon la nature des pièces à usiner, la meilleure configuration possible pour assurer de manière optimale les travaux souhaités.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention utilisable tant dans le cas de la fixation du support sur la pièce à usiner que dans le cadre de la fixation du support sur un bâti fixe ou au sol, les moyens de fixation de l'embase sont adaptés pour permettre une correction des défauts dimensionnels de la pièce à usiner ou du sol pour assurer une horizontalité de l'embase ou du plateau selon une tolérance donnée. Selon une autre caractéristique de l'invention visant à corriger de manière dynamique les éventuels défauts géométriques du dispositif d'usinage induit notamment par sa fixation sur la pièce à usiner ou sur un autre support, l'unité de commande est adaptée pour, par le pilotage coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage, compenser de manière automatique les déplacements parasites au niveau de l'outil d'usinage engendrés par d'éventuels défauts de planéité de l'embase et/ou par des défauts géométriques de la rotation du plateau.
Bien entendu, les différentes caractéristiques de l'invention évoquées ci-dessus peuvent être mises en oeuvre les unes avec les autres selon différentes combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fïg. 1 est une perspective schématique montrant un dispositif d'usinage selon l'invention monté sur un rotor de turbine hydraulique.
La fig. 2 est une coupe partielle axiale de l'ensemble constitué par le dispositif d'usinage selon l'invention et le rotor tel qu'illustré à la fig. 1.
La fîg. 3 est une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un ensemble d'usinage ou d'une tête d'usinage susceptibles d'équiper le dispositif d'usinage selon l'invention.
La fig. 4 est une perspective analogue à la fîg. 1 montrant la poutre du dispositif d'usinage équipée à l'une de ses extrémités d'un contrepoids et à l'extrémité opposée d'un bras d'usinage déporté.
La fig. 5 est une coupe partielle axiale montrant le dispositif d'usinage selon l'invention adapté sur un bâti ou châssis fixe placé au centre d'une pièce annulaire à usiner.
La fig. 6 est une perspective schématique d'une autre configuration de mise en oeuvre du dispositif d'usinage dans laquelle la poutre et ses équipements sont supportés par une structure porteuse tandis que le support porte la pièce à usiner en étant placé sous la poutre.
La fig. 7 est une vue de face du dispositif d'usinage selon l'invention dans sa configuration telle qu'illustrée à la fig. 6. Un dispositif d'usinage selon l'invention, tel qu'illustré aux fig. 1 et 2 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est dans une forme préférée de mise en œuvre destinée à être fixé sur la pièce P dont il doit usiner certaines parties. La pièce P est le plus souvent une pièce tournante telle qu'un rotor de turbine qui possède un grand diamètre de l'ordre de plusieurs mètres et dont l'axe Δ est disposé sensiblement verticalement.
Afin de permettre sa fixation sur la pièce P, le dispositif d'usinage 1 comprend un support 2 qui comprend une embase annulaire 3 équipée de moyens de fixation 3' sur la pièce P. Les moyens de fixation 3' sont de préférence adaptés pour permettre d'assurer une bonne horizontalité de l'embase malgré les éventuels défauts de la pièce P. A cet effet, les moyens de fixation 3' sont par exemple associés à des ensembles de vérins à vis. Le support 2 comprend également un plateau 4 qui possède selon l'exemple illustré une forme annulaire correspondant sensiblement à la forme annulaire de l'embase 3, de sorte que l'espace central de l'embase 3 et du plateau 4 est dégagé. Le plateau 4 est adapté sur le dessus de l'embase 3 pour être mobile en rotation selon un axe Δ'. L'embase 3 est alors adaptée sur la pièce P de manière que l'axe Δ' de rotation du plateau 4 coïncide sensiblement avec l'axe Δ. Le support 2 comprend en outre des moyens 5 d'entraînement en rotation du plateau 4.
Le support 2 ainsi constitué est, selon l'exemple illustré, destiné à porter les moyens d'usinage 10 du dispositif 1 selon l'invention.
Les moyens d'usinage 10 comprennent une poutre 11 qui est adaptée sur le plateau 2 de manière à s'étendre latéralement sur un côté au moins et, selon l'exemple illustré, sur deux côtés à l'extérieur du plateau 4. Dans une forme préférée de réalisation, la poutre possède une longueur supérieure à un mètre et, de manière plus particulièrement préférée, de l'ordre de plusieurs mètres en étant supérieure ou égale au diamètre de la pièce à usiner. Les moyens d'usinage 10 comprennent aussi un chariot 12 mobile en translation le long d'une voie de guidage 13 portée par la poutre 11. La voie de guidage 13 s'étend selon une direction d'axe X sensiblement perpendiculaire à l'axe Δ'. Le chariot 12 est alors associé à des moyens moteurs, non représentés, assurant son déplacement le long de la voie de guidage 13.
Les moyens d'usinage 10 comprennent également un bras 14 porté par le chariot 12. Le bras 14 est alors mobile en translation verticale d'axe Z sensiblement parallèle à l'axe Δ'. Le bras 14 est également associé à des moyens moteurs, non représentés, assurant son déplacement selon l'axe Z. Le bras 14 est en outre équipé d'un ensemble d'usinage 15 qui, selon l'exemple illustré, est fixé à l'extrémité inférieure du bras 14.
L'ensemble d'usinage 15 peut être réalisé de toute manière appropriée et selon l'exemple illustré comprend comme le montre plus particulièrement la fig. 3 un berceau 20 adapté sur le bras 14 pour être mobile en rotation selon l'axe Z. La rotation du berceau 20 étant assurée par des moyens moteurs non représentés. Le berceau 20 porte alors une tête d'usinage ou une électrobroche 21 qui est mobile en rotation selon un axe Rl perpendiculaire à l'axe Z, le mouvement de l'électrobroche 21 étant assuré par des moyens moteurs non représentés. L'électrobroche 21 possède alors une broche 22 de fixation d'un outil d'usinage 23 animé d'un mouvement de rotation selon un axe R2 perpendiculaire à l'axe Rl,
Afin de pouvoir travailler dans la région axiale de la pièce P, la poutre 11 est, de préférence, adaptée sur le plateau 4 de manière que l'axe R2 puisse être placé de manière à coïncider avec l'axe Δ'. Dans le même sens, la voie de guidage 13 est réalisée pour permettre un tel positionnement ainsi qu'un placement du chariot 12 en déport par rapport au plateau 4.
Le dispositif d'usinage 1 comprend enfin l'unité de commande 25 qui est adaptée pour piloter le fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation 5, des moyens moteurs associés au mouvement de translation et de rotation des moyens d'usinage 10 ainsi que de l'électrobroche ou tête d'usinage 21.
L'unité de commande 25 permet ainsi de faire fonctionner le dispositif d'usinage 1 de manière à assurer un usinage des surfaces périphériques externes Sl et S2 de la pièce P ainsi que des surfaces internes ou latérales S3 et S4 de la pièce située sous la région ouverte de l'embase annulaire 3 et du plateau 4. Dans une forme préférée de réalisation, l'unité de commande 25 est adaptée pour corriger ou prévenir les mouvements parasites 10 pouvant être engendrés au niveau de l'outil 23 en réseau d'un défaut de planéité de l'embase 3 et/ou de défauts géométriques de la rotation des moyens d'usinage et notamment de la poutre 11, du bras 14 ou encore de l'électrobroche 21. À cet effet, la mise en oeuvre du dispositif d'usinage selon l'invention fera intervenir une phase d'étalonnage pendant laquelle l'outil 23 est remplacé par une cible. Pendant la phase d'étalonnage, le chariot 12, le bras 14 et l'ensemble d'usinage 15 sont positionnés pour que l'axe de la cible soit confondu avec l'axe Δ'. La rotation du plateau 24 est alors commandée et les déplacements parasites dans les trois dimensions de la cible sont enregistrés pour ensuite être utilisés par l'unité de commande 25 pour modifier le programme d'usinage de manière à annuler les effets de ces déplacements parasites de l'ensemble d'usinage 10. Le dispositif d'usinage selon l'invention peut être utilisé dans différentes configurations. Ainsi la fig. 4 montre une autre configuration d'utilisation dans laquelle la poutre 11 possède à ses extrémités des moyens de fixation, d'une part, d'un contrepoids 26 et d'autre part d'un bras déporté d'usinage 27. La fig. 5 montre un autre mode d'utilisation du dispositif d'usinage selon l'invention, dans lequel l'embase 3 du support est adaptée sur un bâti fixe 30 situé au centre d'une pièce annulaire P' à usiner. Il doit être noté que selon cet exemple de mise en œuvre le déport de la poutre 11 est augmenté par rapport à celui illustré à la fïg. 2. À cet effet, le dispositif d'usinage comprend des moyens de fixation 31 de la poutre sur le plateau 4 adaptés pour permettre une translation radiale de la poutre 11. Les moyens de fixation 31 sont alors associés à des moyens moteurs non représentés pilotés par l'unité de commande 25.
Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le support 12 et les moyens d'usinage 10 sont adaptés de manière à pouvoir être utilisés en combinaison sans que la poutre 10 soit fixée sur le plateau 2. À cet effet, la poutre 11 est adaptée de manière amovible sur le plateau 2. Le dispositif d'usinage comprend alors, comme le montrent les fîg. 6 et 7, une structure porteuse 40 adaptée pour recevoir de manière amovible la poutre 11 et la supporter à distance du sol. L'embase 3 est alors fixée sur le sol en dessous de la poutre 11 et le plateau 4 reçoit la pièce P" à usiner. Dans cette configuration, l'unité de commande 25 assure alors un fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage de manière à permettre l'usinage de régions périphérique et latérale ainsi qu' interne de la pièce à usiner P". Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées au dispositif d'usinage 1 sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif pour l'usinage d'une pièce (P, P', P") de grand diamètre d'axe Δ disposé sensiblement verticalement, comprenant un support (2) adaptable sur la pièce à usiner (P, P', P"), des moyens d'usinage (10) qui sont adaptés sur le support (2) pour être mobiles par rapport au support et à la pièce à usiner, et une unité de commande (25) des moyens d'usinage (10), caractérisé en ce que : - le support (2) comprend :
• une embase annulaire (3), d'axe Δ', ouverte en son centre et équipée sur sa face inférieure de moyens (3') de fixation sur la pièce à usiner de manière que l'axe Δ' coïncide sensiblement avec l'axe Δ,
• un plateau (4) qui est adapté sur le dessus de l'embase annulaire (3) pour être mobile en rotation d'axe Δ' et qui est en partie au moins ouvert pour offrir un accès, à une partie au moins des moyens d'usinage (10), à la région de la pièce à usiner située sous l'ouverture centrale de l'embase annulaire (3), » des moyens d'entraînement en rotation du plateau pilotés par l'unité de commande, " les moyens d'usinage comprennent :
• une poutre (11) adaptée sur le plateau (4) de manière à s'étendre latéralement, en partie au moins, à l'extérieur du plateau (4),
• un chariot (12) mobile en translation le long d'une voie de guidage, d'axe X7 porté par la poutre (11) et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, l'axe X étant sensiblement perpendiculaire à l'axe Δ' et la voie de guidage (13) s'étendant de manière à permettre au chariot (12) de se déplacer entre l'aplomb de l'ouverture du plateau (4) et une région située latéralement en dehors du plateau (4), • un bras mobile (14) ou télescopique en translation d'axe Z porté par le chariot (12) et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, l'axe Z étant sensiblement parallèle à l'axe Δ', • un ensemble d'usinage (15) équipé d'au moins un outil d'usinage, adapté sur le bras mobile (14) et piloté par l'unité de commande (25),
• l'unité de commande (25) est adaptée pour assurer un fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage (15) de manière à permettre un usinage d'au moins une région périphérique externe d'axe Δ de la pièce à usiner (P) ainsi qu'un usinage d'une région interne de la pièce à usiner.
2 - Dispositif d'usinage selon la revendications 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (31) de fixation de la poutre (11) sur le plateau adaptés pour permettre une translation radiale de la poutre (11) et associé à des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande (25).
3 - Dispositif d'usinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : " la poutre (11) est adaptée de manière amovible sur le plateau (4),
• le dispositif d'usinage comprend en outre une structure porteuse (40) adaptée pour recevoir de manière amovible la poutre et la supporter à distance du sol,
" l'embase (3) du support (2) comprend des moyens de fixation au sol ou sur la structure porteuse de manière à permettre un positionnement du support sous la poutre,
" le plateau du support (4) est équipé de moyens de maintien d'une pièce à usiner (P") de grand diamètre d'axe Δ, la pièce à usiner étant positionnée de manière que son axe Δ coïncide sensiblement avec l'axe Δ' de rotation du plateau,
" l'unité de commande (25) est adaptée pour, lorsque la poutre (11) est adaptée sur la structure porteuse (40) et que le plateau (4) du support (2), séparé de la poutre, porte la pièce à usiner (P") sous la poutre (11), assurer un fonctionnement coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage de manière à permettre un usinage d'au moins une région périphérique d'axe Δ de la pièce à usiner (P"). 4 - Dispositif d'usinage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (3') de fixation de l'embase (3) sont adaptés pour permettre une correction des défauts dimensionnels de la pièce à usiner ou du sol pour assurer une horizontalité de l'embase (3) ou du plateau (4) selon une tolérance donnée.
5 - Dispositif d'usinage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de commande (25) est adaptée pour, par le pilotage coordonné des moyens d'entraînement en rotation, des moyens moteurs et de l'ensemble d'usinage, compenser de manière automatique les déplacements parasites au niveau de l'outil d'usinage (23) engendrés par des défauts de planéité de l'embase (3) et/ou par des défauts géométriques de la rotation du plateau (4).
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