WO2016102392A1 - Procédé de perçage et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

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WO2016102392A1
WO2016102392A1 PCT/EP2015/080626 EP2015080626W WO2016102392A1 WO 2016102392 A1 WO2016102392 A1 WO 2016102392A1 EP 2015080626 W EP2015080626 W EP 2015080626W WO 2016102392 A1 WO2016102392 A1 WO 2016102392A1
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WO
WIPO (PCT)
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drilling
barrel
axis
main axis
point
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/080626
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Le Vacon
Damien Chablat
Original Assignee
Airbus Group Sas
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 Airbus Group Sas filed Critical Airbus Group Sas
Priority to EP15817819.4A priority Critical patent/EP3237132A1/fr
Publication of WO2016102392A1 publication Critical patent/WO2016102392A1/fr

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B35/00—Methods for boring or drilling, or for working essentially requiring the use of boring or drilling machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B49/00—Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/04—Aircraft components

Definitions

  • the present invention relates to a method of drilling a workpiece which makes it easy to orient the drilling axis of a drilling tool relative to the surface of this workpiece to ensure that it is normal to this surface at the point of the surface. to pierce.
  • the dimensional and geometrical precision of the hole the good normality of the axis of the hole with the surface of the fuselage as well as the precision of positioning of the hole are important quality criteria.
  • Patent application WO201 11 ⁇ 57933 A1 is known in the name of the present applicant, a method of positioning the normal of a translation axis of a jack device.
  • This method implements a cross-table architecture X, Y on which a carriage carrying an automated drilling unit (UPA) is movable in displacement.
  • UPA automated drilling unit
  • This drilling unit has a mechanical architecture of the slide and double gimbal type to position the axis of the normal piercing pin to the skin of the aircraft to be pierced.
  • This architecture for bringing the drilling axis into normalcy is a passive system which requires, prior to the execution of the operation of drilling, calculate from the theoretical geometry of the skin of the aircraft, a locking point of the carriage on the cross table, the distance separating this locking point from the point of the surface of the piece to be pierced being determined so that the normal projection of this locking point on the surface of the workpiece is the center of the point to be pierced.
  • the movements of the carriage carrying the automated drilling unit are programmed in the plane of the crossed table, to be translated into piercing points on a curved surface of the skin of the aircraft.
  • the present invention therefore proposes a method and a machine for drilling the surface of a workpiece, which are particularly simple in their design and in their operating mode, and which are reliable and which make the drilling axis easier to position in the angular position.
  • the invention relates to a piercing method at a point on the surface of a workpiece, in which a drilling barrel having a main axis is used.
  • said barrel being rotatable about a pivot point on said main axis, orienting said main axis so that it is perpendicular to the osculator plane of the part at this point to be pierced, by pivoting said barrel of drilling relative to said pivot point, said pivot point being fixed in said plane (x, y),
  • step a) the main axis of the barrel is placed vertically above the point of the surface of the part to be pierced.
  • said pivot point is taken so as to be placed at the free end of the drilling barrel.
  • the drilling barrel being a hollow press member comprising, at this free end, a press surface, also called bearing surface, the pivot point is thus placed in the center of the press surface of the drilling barrel.
  • This pivot point at the bearing surface of the drilling gun facilitates the pivoting of the main axis of the drilling barrel, and therefore its orientation, so that a low power actuator is only necessary .
  • drilling point locations are determined on the workpiece surface
  • said drilling barrel being movable in the plane (x, y), said barrel is moved in step a) with respect to the surface of said piece,
  • said drilling barrel having a bearing surface at its free end, said pivot point belonging to the plane passing through said press surface, before applying to drilling in step d), a force predefined compression means by means of said drilling barrel so as to ensure drilling without burrs.
  • step b) the actual shape of at least a part of the surface of the part containing said point to be pierced is determined.
  • step a) determining the position of said main axis in the plane (x, y) to verify that said main axis is positioned vertically or vertically, from the theoretical point of the surface of the piece to be pierced.
  • the present invention also relates to a machine for implementing the drilling method as described above, in a reference (x, y, z) linked to this machine, said machine comprising:
  • said drilling assembly comprising a drilling barrel having a main axis and means for translating said drilling assembly along the z-axis,
  • said drilling assembly also comprises means for angularly orienting said main axis in an angular range extending between at least a first position in which said main axis of the barrel is parallel to the axis z so as to be placed at the plumb with said piercing point on the surface of the workpiece, up to at least a second position in which said main axis is perpendicular to the osculator plane of the workpiece at this point to be pierced, said means for translational movement of said piercing assembly on along the axis z and said part being stationary in position in the plane (x, y).
  • this piercing gun receives a piercing tool which is coaxial with the piercing barrel, being movable in translation inside this piercing barrel.
  • This drilling tool comprises, for example, a rod having a piercing head, the longitudinal axis of this rod, or spindle, coinciding with the main axis of the drilling barrel.
  • the main axis of the drilling barrel then defines the drilling axis of the drilling tool.
  • this drilling barrel thus serves here also as a sleeve for the drilling tool.
  • This drilling barrel also makes it possible to apply a plating force to a stack of parts to be pierced, prior to drilling, in order to guarantee the absence of chips between the parts.
  • this means for angularly orienting said main axis allows a pivoting of the drilling barrel, and therefore of the main axis of this drilling barrel, with respect to a pivot point.
  • This pivot point which is placed on the main axis of the drilling barrel is advantageously positioned at the free end of the drilling barrel.
  • said means for angularly orienting said main axis comprises means for pivoting said main axis with respect to a pivot point.
  • said means for angularly orienting said main axis comprises:
  • a first element for receiving and carrying at least said piercing barrel said first element comprising a ball section having a first opening through which the piercing barrel passes, and
  • a second element having a substantially cylindrical support which accommodates said ball section, said support having a second opening for the passage of at least said piercing barrel and its angular displacement.
  • the second opening has an inverted truncated cone shape.
  • said first element receives and carries said drilling barrel.
  • said first and second elements are placed at one end of said means for translating said drilling assembly along the z axis, this end being intended to be placed on the side of the surface of the part to be pierced.
  • the second element is an integral part of said means for translating this drilling assembly along the z axis, these first and second elements being placed at the free end of said means for translating this set of drilling.
  • said means for translating said drilling assembly along the z-axis comprises a jack device configured to align the translation axis z of the jack in a manner coinciding with the main axis of the piercing gun;
  • said means for effecting a relative movement in the plane (x, y) of a drilling assembly and said workpiece comprises:
  • a support intended to be immobilized with respect to said workpiece during operating sequences comprising a carriage for positioning the drilling assembly, a translation unit Y ensuring a free movement in translation of the carriage along the axis y, and a unit translation X ensuring a free movement in translation of the carriage along the x axis, and
  • this machine comprises a positioning and centering device for positioning the main axis of said drilling barrel vertically or vertically, from the point of the surface of the part to be pierced,
  • this machine comprises a mechanical means for determining the osculating plane of the surface of the part to be drilled in order to position orthogonally said main axis of the drilling gun with respect to this plane.
  • this mechanical means comprises at least two feelers placed on either side of said drilling barrel, these probes for determining the actual shape of the surface of the piece to be drilled around the point to be pierced and to ensure automatically setting in position orthogonal to the main axis of the drilling gun at the osculator plane passing at this point of the surface of the piece to be pierced.
  • FIG. 1 is a partial sectional view of a drilling machine, according to a particular embodiment of the present invention, showing the main axis of the drilling gun positioned in line with the point of the surface of the piece to be pierced;
  • FIG. 2 is a very diagrammatic view of the drilling machine of FIG. 1, in which the main axis is perpendicular to the osculator plane passing at this point of the part to be pierced;
  • FIG. 3 is a very diagrammatic view of the drilling machine of FIG. 1, wherein the end of the piercing gun bears against the surface of the workpiece, the main axis of the piercing gun passing through this point of the workpiece to be pierced;
  • FIG. 4 is a very diagrammatic and perspective view of the drilling module of the drilling machine of FIG. 1 without the piercing tool;
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the module of FIG. 4 without the piercing tool
  • FIG. 6 is a very diagrammatic cross-sectional view of the module of FIG. 4 without the piercing tool
  • FIG. 7 is a widened perspective view of the upper part of the drilling module of FIG. 4;
  • FIG. 8 is a very diagrammatic and partial view of a drilling machine according to another embodiment, this machine comprising means for determining the osculating plane of the surface of the part;
  • FIG. 9 is a very diagrammatic representation in section of the means for determining the osculating plane of FIG. 8; DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF
  • Figures 1 to 7 show partial and perspective views of a machine 10 for drilling the surface of a workpiece according to a particular embodiment of the present invention.
  • This machine 10 comprises a carriage January 1 to ensure the positioning of a mobile drilling module in the plane of a cross table X, Y.
  • This crossed table comprises a support intended to be immobilized with respect to said part to be pierced during operating sequences.
  • this table comprises in addition to the carriage 1 1, a translation unit Y ensuring a free movement in translation of the carriage 1 1 along the y axis, and a translational unit X ensuring a free movement in translation of the carriage 1 1 along the x axis.
  • this carriage 1 1 comprises for example an opening to allow the passage of the lower end of the drilling module.
  • the table also comprises means for locking the free translational movements in position along the x-axis and along the y-axis of the carriage 1 1 supporting the drilling module.
  • This cross table thus provides a positioning in the plane (x, y) of a mark (x, y, z) of the drilling module relative to the part 18 to be pierced.
  • This drilling module comprises a jack device 12 arranged so that the axis of movement of the cylinder coincides with the axis z 13.
  • This jack device 12 comprises at its free end placed on the side of the part 18 to be drilled, a section 14 with a ball and a substantially cylindrical support 1 6 which accommodates this section 14 ball to allow the rotation of this section 14 to ball around a pivot point.
  • This ball-and-socket section 14 is provided with a first opening through which a hollow cylindrical element 15 piercing, which is secured to this section 14 ball so that the latter supports the hollow cylindrical member.
  • the substantially cylindrical support 16 has a second inverted truncated cone-shaped opening to allow movement of this piercing barrel within a defined angular range.
  • This piercing barrel forms a press member having a press surface. At the intersection of the plane containing this press surface and the z axis is placed the pivot point.
  • the shape of the press surface, or of support is annular and of dimension close to the hole to be made.
  • This drilling barrel 15 also forms a drill tool holder sleeve 17.
  • This drilling tool 17 comprises a rod having a longitudinal axis, which is secured to a piston for moving the rod along a drilling axis, which coincides with the longitudinal axis of this rod.
  • the drilling tool 17 further comprises a piercing head placed at the free end of its rod.
  • the drilling module thus comprises three axes (x, y, z) controlled which ensure the contacting of the press surface of the drilling gun 15 and the introduction of the pressing force on the part 18 which may comprise a stack of sheets, as well as the angular orientation of the drilling axis.
  • the technical solution implemented therefore consists in making the pivot point of the ball section 14 bearing the drilling barrel 15 coincide, and therefore, in view of the arrangement made, the pivot point of the drilling axis with the center of the support surface of his press organ.
  • this pivot point being placed in the center of the bearing surface and on the drilling axis, this pivot point is then coincident with the point of the surface of the part 18 to be pierced. All that remains is to drill the piece 18 along the drilling axis to ensure that a hole of normal axis is formed on the surface of the piece 18 at this point.
  • the upper part of the piston receives the mechanism for angular orientation.
  • This mechanism consists of a toothed crown 21 having a buttonhole 22, in which slides a nut, which receives the upper end of the drilling barrel, tool holder 17 piercing.
  • the ring gear 21 is engaged by a geared motor 19 provided with an encoder 20, the sliding nut in the buttonhole 22 is actuated by a linear jack 23 such as a pneumatic piston provided with a linear position sensor.
  • the combination of the angular orientation a of ring 21 and the linear position of the piston makes it possible to precisely orient the angular position of the main axis 13 of the drilling gun.
  • FIGS. 8 and 9 show a very schematic and partial view of a drilling machine 10 according to another embodiment, this machine 10 comprising a means for determining the osculating plane of the surface of the part 18, and whatever the actual geometrical shape of the piece to be drilled.
  • the distance separating the two feelers 24, 25 of surface being small compared to the radius of curvature of the workpiece 18 to be pierced, the surface profile between these two points is advantageously likened to a plane.
  • These feelers 24, 25 of surface which each comprise an identical compression element of stiffness k such as a spring, send measurement signals to a processing unit.
  • a closed-loop servo-control makes it possible, by balancing the two distance measurements AA 'and BB', on either side of the drilling barrel 15, to ensure the normality of the drilling axis with respect to the osculator plane at the surface of the workpiece to be drilled (Fig. 8).

Abstract

L'invention concerne un procédé de perçage en un point de la surface d'une pièce, dans lequel on utilise un canon (15) de perçage ayant un axe (13) principal. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes : a) dans un repère cartésien (x, y, z) lié audit canon, effectuer un mouvement relatif entre ledit canon et ladite pièce dans le plan (x, y) pour amener l'axe (13) principal dudit canon à la verticale dudit point de la surface (18) de la pièce à percer, ledit axe (13) principal étant alors parallèle à l'axe z, b) ledit canon étant mobile en rotation autour d'un point de pivot placé sur ledit axe (13) principal, orienter ledit axe (13) principal de sorte qu'il soit perpendiculaire au plan osculateur de la pièce en ce point à percer, en faisant pivoter ledit canon (15) de perçage par rapport audit point de pivot, ledit point de pivot étant fixe dans ledit plan (x, y), c) réaliser une translation le long dudit axe z dudit canon (15) de perçage ainsi orienté pour amener ledit axe (13) principal du canon audit point à percer, ledit canon (15) de perçage étant fixe dans le plan (x, y), d) ledit canon (15) de perçage comportant un outil de perçage coaxial avec ledit canon (15) de perçage, percer ladite surface (18) de la pièce au point à percer en déplaçant en translation ledit outil le long dudit axe (13) principal.

Description

Procédé de perçage et machine pour la mise en œuvre de ce procédé
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé de perçage d'une pièce permettant de manière aisée d'orienter l'axe de perçage d'un outil de perçage par rapport à la surface de cette pièce pour assurer sa normalité à cette surface au point de la surface à percer.
Elle concerne encore une machine de perçage pour la mise en œuvre de ce procédé.
Arrière-plan technologique
II est connu que l'assemblage par rivetage des peaux de fuselage des structures aéronautiques nécessite une opération de perçage soignée préalable à la pose de la fixation.
Ainsi, les précisions dimensionnelle et géométrique du trou, la bonne normalité de l'axe du trou avec la surface du fuselage ainsi que la précision de positionnement du trou sont des critères de qualité importants.
On connaît de la demande de brevet WO201 11λ 57933 A1 au nom de la présente demanderesse, un procédé de positionnement à la normale d'un axe de translation d'un dispositif de vérin.
Ce procédé met en œuvre une architecture de type table croisée X, Y sur laquelle un chariot porteur d'une unité de perçage automatisée (UPA) est mobile en déplacement.
Cette unité de perçage dispose d'une architecture mécanique de type glissière et double cardan permettant de positionner l'axe de la broche de perçage normale à la peau de l'aéronef à percer.
Cette architecture de mise en normalité de l'axe de perçage est un système passif qui nécessite préalablement à l'exécution de l'opération de perçage, de calculer à partir de la géométrie théorique de la peau de l'aéronef, un point de verrouillage du chariot sur la table croisée, la distance séparant ce point de verrouillage par rapport au point de la surface de la pièce à percer étant déterminée de sorte que la projection normale de ce point de verrouillage à la surface de la pièce, soit le centre du point à percer.
Ainsi, les déplacements du chariot portant l'unité de perçage automatisée sont programmés dans le plan de la table croisée, pour être traduits en points de perçage sur une surface courbe de la peau de l'aéronef.
Si l'architecture mécanique de type glissière et double cardan permet une orientation de l'axe de perçage du trou et donne de bons résultats, le procédé de perçage en un point de la surface d'une pièce et l'outillage pour la mise en œuvre de ce procédé, peuvent encore être améliorés.
La présente invention propose donc un procédé et une machine de perçage de la surface d'une pièce, particulièrement simples dans leur conception et dans leur mode opératoire, fiables et assurant une mise en position angulaire facilitée de l'axe de perçage.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention concerne un procédé de perçage en un point de la surface d'une pièce, dans lequel on utilise un canon de perçage ayant un axe principal.
Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes :
a) dans un repère cartésien (x, y, z) lié audit canon, effectuer un mouvement relatif entre ledit canon et ladite pièce dans le plan (x, y) pour amener ledit axe principal du canon à la verticale dudit point de la surface de la pièce à percer, ledit axe principal étant alors parallèle à l'axe z,
b) ledit canon étant mobile en rotation autour d'un point de pivot placé sur ledit axe principal, orienter ledit axe principal de sorte qu'il soit perpendiculaire au plan osculateur de la pièce en ce point à percer, en faisant pivoter ledit canon de perçage par rapport audit point de pivot, ledit point de pivot étant fixe dans ledit plan (x, y),
c) réaliser une translation le long dudit axe z dudit canon ainsi orienté pour amener ledit axe principal du canon audit point à percer, ledit canon de perçage étant fixe dans le plan (x, y), d) ledit canon de perçage comportant un outil de perçage coaxial avec ledit canon de perçage, percer ladite surface de la pièce au point à percer en déplaçant en translation ledit outil le long dudit axe principal.
A l'étape a), l'axe principal du canon est donc placé à l'aplomb du point de la surface de la pièce à percer.
Avantageusement, ledit point de pivot est pris de manière à être placé à l'extrémité libre du canon de perçage.
Le canon de perçage étant un organe de presse creux comportant, à cette extrémité libre, une surface de presse, encore appelée surface d'appui, le point de pivot est ainsi placé au centre de la surface de presse du canon de perçage.
La position de ce point de pivot au niveau de la surface d'appui du canon de perçage facilite le pivotement de l'axe principal du canon de perçage, et par conséquent son orientation, de sorte qu'un actionneur de faible puissance est seulement nécessaire.
Ainsi, et de manière avantageuse, dans la programmation des coordonnées des trous à percer, il suffit pour déterminer la position du chariot sur la table croisée X, Y de se placer à l'aplomb de chaque trou théorique à percer, et de faire une simple projection orthogonale au plan de cette table croisée. Ceci réduit de manière significative, l'erreur de positionnement du trou percé, puisque l'axe de rotulage est embarqué sur le canon de perçage mobile en translation le long de l'axe z, la seconde fonction de cet organe de presse étant de compenser la distance séparant la surface de la pièce du plan de la table croisée X, Y.
Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé de perçage, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles:
- on détermine préalablement à l'étape a), des emplacements de points de perçage à la surface de pièce,
- ledit canon de perçage étant mobile dans le plan (x, y), on déplace à l'étape a) ledit canon par rapport à la surface de ladite pièce,
- ledit canon de perçage présentant une surface d'appui à son extrémité libre, ledit point de pivot appartenant au plan passant par ladite surface de presse, appliquer préalablement au perçage à l'étape d), un effort de compression prédéfini au moyen dudit canon de perçage de manière à garantir un perçage sans bavure.
Lorsque la surface de presse de l'organe creux est en contact contre la surface de la pièce à percer, le point de pivot est alors confondu avec le point à percer.
- on détermine avant l'étape b), la forme réelle d'au moins une partie de la surface de la pièce contenant ledit point à percer.
Ladite forme réelle étant non identique à la forme théorique, ou cartographie, de la pièce, on corrige l'orientation de l'axe principal du canon de perçage.
- après l'étape c) et avant l'étape d), on détermine si l'orientation dudit axe principal du canon perçage à varier lors de son déplacement en translation et on corrige si nécessaire.
On corrige aussi éventuellement la position dans le plan (x, y) du canon perçage si ce dernier a bougé lors de la translation.
- à l'étape a), on détermine la position dudit axe principal dans le plan (x, y) pour vérifier que ledit axe principal est positionné à la verticale, ou encore à l'aplomb, du point théorique de la surface de la pièce à percer.
La présente invention concerne également une machine pour la mise en œuvre du procédé de perçage tel que décrit précédemment, dans un repère (x, y, z) lié à cette machine, ladite machine comprenant :
- un moyen pour réaliser un mouvement relatif dans le plan (x, y) d'un ensemble de perçage et de ladite pièce à percer,
- ledit ensemble de perçage comprenant un canon de perçage ayant un axe principal et un moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z,
Selon l'invention,
- ledit ensemble de perçage comporte également un moyen pour orienter angulairement ledit axe principal dans une plage angulaire s'étendant entre au moins une première position dans lequel ledit axe principal du canon est parallèle à l'axe z de manière à être placé à l'aplomb dudit point à percer à la surface de la pièce, jusqu'à au moins une seconde position dans lequel ledit axe principal est perpendiculaire au plan osculateur de la pièce en ce point à percer, ledit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z et ladite pièce étant immobiles en position dans le plan (x, y). De préférence, ce canon de perçage reçoit un outil de perçage qui est coaxial avec le canon de perçage, en étant mobile en translation à l'intérieur de ce canon de perçage.
Cet outil de perçage comporte, par exemple, une tige présentant une tête de perçage, l'axe longitudinal de cette tige, ou broche, étant confondu avec l'axe principal du canon de perçage. L'axe principal du canon de perçage définit alors l'axe de perçage de l'outil de perçage.
De manière avantageuse, ce canon de perçage sert donc ici également de fourreau pour l'outil de perçage.
Ce canon de perçage permet également d'appliquer un effort de plaquage sur un empilement de pièces à percer, préalablement au perçage, afin de garantir l'absence de copeaux entre les pièces.
De manière avantageuse, ce moyen pour orienter angulairement ledit axe principal autorise un pivotement du canon de perçage, et par conséquent de l'axe principal de ce canon de perçage, par rapport à un point de pivot.
Ce point de pivot qui est placé sur l'axe principal du canon de perçage est avantageusement positionné à l'extrémité libre du canon de perçage.
Dans différents modes de réalisation particuliers de cette machine, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles:
ledit moyen pour orienter angulairement ledit axe principal comprend un moyen d'entraînement en pivotement dudit axe principal par rapport à un point de pivotement.
De préférence, ledit moyen pour orienter angulairement ledit axe principal comprend :
• un premier élément pour recevoir et porter au moins ledit canon de perçage, ledit premier élément comprenant une section à rotule comportant une première ouverture au travers de laquelle passe le canon de perçage, et
• un second élément ayant un support substantiellement cylindrique qui accommode ladite section à rotule, ledit support comportant une deuxième ouverture pour le passage au moins dudit canon de perçage ainsi que son déplacement angulaire.
La seconde ouverture présente une forme de tronc de cône inversé.
De préférence, ledit premier élément reçoit et porte ledit canon de perçage. De manière avantageuse, lesdits premier et second éléments sont placés à une extrémité dudit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z, cette extrémité étant destinée à être placée du côté de la surface de la pièce à percer.
A titre purement illustratif, le second élément fait partie intégrante dudit moyen pour déplacer en translation cet ensemble de perçage le long de l'axe z, ces premier et second éléments étant placés à l'extrémité libre dudit moyen pour déplacer en translation cet ensemble de perçage.
- ledit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z comporte un dispositif de vérin configuré pour aligner l'axe z de translation du vérin de manière confondue avec l'axe principal du canon de perçage,
ledit moyen pour réaliser un mouvement relatif dans le plan (x, y) d'un ensemble de perçage et de ladite pièce à percer comprend :
• un support destiné à être immobilisé par rapport à ladite pièce pendant des séquences opératoires, comportant un chariot pour positionner l'ensemble de perçage, une unité de translation Y assurant un mouvement libre en translation du chariot suivant l'axe y, et une unité de translation X assurant un mouvement libre en translation du chariot suivant l'axe x, et
• des moyens de verrouillage des mouvements libres de translation en position suivant l'axe x et suivant l'axe y dudit ensemble de perçage,
- cette machine comporte un dispositif de positionnement et de centrage pour assurer le positionnement de l'axe principal dudit canon de perçage à la verticale, ou encore à l'aplomb, du point de la surface de la pièce à percer,
cette machine comporte un moyen mécanique pour déterminer le plan osculateur de la surface de la pièce à percer en vue de positionner orthogonalement ledit axe principal du canon de perçage par rapport à ce plan.
A titre purement illustratif, ce moyen mécanique comporte au moins deux palpeurs placés de part et d'autre dudit canon de perçage, ces palpeurs permettant de déterminer la forme réelle de la surface de la pièce à percer autour du point à percer et d'assurer automatiquement la mise en position orthogonale de l'axe principal du canon de perçage au plan osculateur passant en ce point de la surface de la pièce à percer.
Ainsi, quelle que soit la forme réelle de la pièce à percer, on s'assure de manière automatique que l'axe principal du canon de perçage est bien perpendiculaire au plan osculateur passant en ce point de la surface de la pièce à percer.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle et en coupe d'une machine de perçage, selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, montrant l'axe principal du canon de perçage positionné à l'aplomb du point de la surface de la pièce à percer ;
- la figure 2 est une vue très schématique de la machine de perçage de la Fig. 1 , dans laquelle l'axe principal est perpendiculaire au plan osculateur passant en ce point de la pièce à percer ;
- la figure 3 est une vue très schématique de la machine de perçage de la Fig. 1 , dans laquelle l'extrémité du canon de perçage appuie contre la surface de la pièce à percer, l'axe principal du canon de perçage passant par ce point de la pièce à percer ;
- la figure 4 est une vue très schématique et en perspective du module de perçage de la machine de perçage de la Fig. 1 sans l'outil de perçage ;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du module de la Fig. 4 sans l'outil de perçage ;
- la figure 6 est une vue très schématique et en coupe transversale du module de la Fig. 4 sans l'outil de perçage ;
- la figure 7 est une vue élargie et en perspective de la partie supérieure du module de perçage de la Fig. 4;
- la figure 8 est une vue très schématique et partielle d'une machine de perçage selon un autre mode de réalisation, cette machine comprenant un moyen pour déterminer le plan osculateur de la surface de la pièce ;
- la figure 9 est une représentation très schématique et en coupe du moyen pour déterminer le plan osculateur de la Fig. 8 ; DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE
L'INVENTION
On notera tout d'abord que les figures ne sont pas à l'échelle.
Les figures 1 à 7 montrent des vues partielles et en perspective d'une machine 10 pour le perçage de la surface d'une pièce selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
On entend ici par "pièce", une seule pièce, ou une pluralité de pièces assemblées ou positionnées les unes par rapport aux autres en vue d'opérations d'assemblage.
Cette machine 10 comporte un chariot 1 1 pour assurer le positionnement d'un module de perçage mobile dans le plan d'une table croisée X, Y.
Cette table croisée comprend un support destiné à être immobilisé par rapport à ladite pièce à percer pendant des séquences opératoires.
De manière connue, cette table comporte en plus du chariot 1 1 , une unité de translation Y assurant un mouvement libre en translation du chariot 1 1 suivant l'axe y, et une unité de translation X assurant un mouvement libre en translation du chariot 1 1 suivant l'axe x.
De manière connue, ce chariot 1 1 comporte par exemple une ouverture pour permettre le passage de l'extrémité inférieure du module de perçage.
La table comporte encore des moyens de verrouillage des mouvements libres de translation en position suivant l'axe x et suivant l'axe y du chariot 1 1 support du module de perçage.
Cette table croisée assure donc un positionnement dans le plan (x, y) d'un repère (x, y, z) du module de perçage par rapport à la pièce 18 à percer.
Ce module de perçage comporte un dispositif de vérin 12 agencé pour que l'axe de déplacement du vérin soit confondu avec l'axe z 13.
Ce dispositif de vérin 12 comprend à son extrémité libre placée du côté de la pièce 18 à percer, une section 14 à rotule et un support substantiellement cylindrique 1 6 qui accommode cette section 14 à rotule pour autoriser la rotation de cette section 14 à rotule autour d'un point de pivot.
Cette section 14 à rotule est munie d'une première ouverture au travers de laquelle passe un élément 15 cylindrique creux, encore appelé canon de perçage, lequel est solidaire de cette section 14 à rotule de sorte que cette dernière supporte cet élément 15 cylindrique creux.
Le support substantiellement cylindrique 1 6 comporte une seconde ouverture en forme de tronc de cône inversé pour autoriser le déplacement de ce canon 15 de perçage dans une plage angulaire déterminée.
Ce canon 15 de perçage forme un organe de presse ayant une surface de presse. A l'intersection du plan contenant cette surface de presse et de l'axe z est placé le point de pivot. De manière avantageuse, la forme de la surface de presse, ou encore d'appui, est annulaire et de dimension proche du trou à réaliser.
Ce canon 15 de perçage forme également un fourreau porte outil 17 de perçage. Cet outil 17 de perçage comporte une tige ayant un axe longitudinal, laquelle est solidaire d'un piston pour déplacer cette tige le long d'un axe de perçage, lequel est confondu avec l'axe longitudinal de cette tige. L'outil 17 de perçage comporte encore une tête de perçage placée à l'extrémité libre de sa tige.
Lorsque l'axe principal du canon 15 de perçage est centré sur l'axe de déplacement du dispositif de vérin 12, i.e. qu'aucune rotation de ce canon autour du point de pivot n'a été réalisée, l'axe principal de ce canon de perçage qui est confondu avec l'axe de perçage de l'outil, est confondu avec l'axe z.
Le module de perçage comporte ainsi trois axes (x, y, z) pilotés qui assurent la mise en contact de la surface de presse de ce canon 15 de perçage et l'introduction de l'effort de pressage sur la pièce 18 qui peut comporter un empilement de tôles, ainsi que l'orientation angulaire de l'axe de perçage.
La solution technique mise en œuvre consiste donc à faire coïncider le point de pivot de la section 14 à rotule portant le canon 15 de perçage, et par conséquent compte tenu de l'agencement réalisé, le point de pivot de l'axe de perçage avec le centre de la surface d'appui de son organe de presse.
Il suffit alors d'arrêter le chariot 1 1 porte module à l'aplomb du trou à percer sur la pièce 18, le chariot 1 1 étant alors immobilisé dans le plan (x, y) (Fig. 1 ), d'orienter angulairement l'axe de perçage de sorte que ce dernier soit perpendiculaire au plan osculateur de la pièce 18 en ce point à percer, par pivotement du canon 15 de perçage autour du point de pivot (Fig. 2), puis d'amener la surface de presse de ce canon 15 de perçage en contact avec la surface de la pièce 18 à percer en réalisant une translation le long dudit axe z de l'ensemble comprenant le canon 15 de perçage et l'outil 17 de perçage ainsi orienté pour amener l'axe 13 principal du canon de perçage qui est confondu avec l'axe de perçage audit point à percer.
Le point de pivot étant placé au centre de la surface d'appui et sur l'axe de perçage, ce point de pivot est alors confondu avec le point de la surface de la pièce 18 à percer. Il ne reste alors plus qu'à percer la pièce 18 le long de l'axe de perçage pour s'assurer de la réalisation d'un trou d'axe normal à la surface de la pièce 18 en ce point.
La partie supérieure du piston reçoit le mécanisme servant à l'orientation angulaire. Ce mécanisme est constitué d'une couronne 21 dentées comportant une boutonnière 22, dans laquelle coulisse une noix, laquelle reçoit l'extrémité supérieure du canon 15 de perçage, porte outil 17 de perçage. La couronne 21 dentée est engrenée par un motoréducteur 19 muni d'un codeur 20, la noix coulissant dans la boutonnière 22 est actionnée par un vérin 23 linéaire tel qu'un piston pneumatique muni d'un capteur de position linéaire.
La combinaison de l'orientation angulaire a de couronne 21 et de la position linéaire du piston permet d'orienter précisément la position angulaire de l'axe principal 13 du canon de perçage.
Les figures 8 et 9 montrent est une vue très schématique et partielle d'une machine 10 de perçage selon un autre mode de réalisation, cette machine 10 comprenant un moyen pour déterminer le plan osculateur de la surface de la pièce 18, et ce quelle que soit la forme géométrique réelle de la pièce à percer.
Sur le pourtour de l'extrémité de l'élément 15 cylindrique creux sont disposés au moins deux palpeurs 24, 25 de surface, lesquels sont placés par paire à l'opposé l'un de l'autre par rapport au centre 26 de la surface de presse.
La distance séparant les deux palpeurs 24, 25 de surface étant petite comparée au rayon de courbure de la pièce 18 à percer, le profil de surface entre ces deux points est avantageusement assimilé à un plan. Ces palpeurs 24, 25 de surface, qui comportent chacun un élément de compression identique de raideur k tel qu'un ressort, envoient des signaux de mesure vers une unité de traitement.
Un asservissement en boucle fermée permet par un équilibrage des deux mesures de distance AA' et BB' de part et d'autre du canon 15 de perçage afin de s'assurer de la normalité de l'axe de perçage par rapport au plan osculateur à la surface de la pièce au point à percer (Fig. 8).
On peut ainsi réaliser un pilotage de l'orientation de l'axe de perçage par les signaux de mesure délivrés par ces palpeurs 24, 25.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de perçage en un point de la surface d'une pièce, dans lequel on utilise un canon (15) de perçage ayant un axe (13) principal, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes :
a) dans un repère cartésien (x, y, z) lié audit canon, effectuer un mouvement relatif entre ledit canon et ladite pièce dans le plan (x, y) pour amener l'axe (13) principal dudit canon à la verticale dudit point de la surface (18) de la pièce à percer, ledit axe (13) principal étant alors parallèle à l'axe z, b) ledit canon étant mobile en rotation autour d'un point de pivot placé sur ledit axe (13) principal, orienter ledit axe (13) principal de sorte qu'il soit perpendiculaire au plan osculateur de la pièce en ce point à percer, en faisant pivoter ledit canon (15) de perçage par rapport audit point de pivot, ledit point de pivot étant fixe dans ledit plan (x, y),
c) réaliser une translation le long dudit axe z dudit canon (15) de perçage ainsi orienté pour amener ledit axe (13) principal du canon audit point à percer, ledit canon (15) de perçage étant fixe dans le plan (x, y),
d) ledit canon (15) de perçage comportant un outil (17) de perçage coaxial avec ledit canon de perçage, percer ladite surface (18) de la pièce au point à percer en déplaçant en translation ledit outil (17) de perçage le long dudit axe (13) principal,
et en ce qu'à l'étape a), on détermine la position dudit axe (13) principal dans le plan (x, y) pour vérifier que ledit axe (13) principal est positionné à la verticale du point théorique de la surface (18) de la pièce à percer.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit canon (15) de perçage étant mobile dans le plan (x, y), on déplace à l'étape a) ledit canon (15) de perçage par rapport à la surface de ladite pièce.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on choisit ledit point de pivot de sorte qu'il soit placé à l'extrémité libre dudit canon (15) de perçage.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit canon (15) de perçage présentant une surface d'appui à son extrémité libre, ledit point de pivot appartenant au plan passant par ladite surface de presse, appliquer préalablement au perçage à l'étape d), un effort de compression prédéfini au moyen dudit canon (15) de perçage de manière à garantir un perçage sans bavure.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on détermine avant l'étape b), la forme réelle d'au moins une partie de la surface (18) de la pièce contenant ledit point à percer.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'après l'étape c) et avant l'étape d), on détermine si l'orientation dudit axe (13) principal dudit canon (15) de perçage a varié lors de son déplacement en translation et on corrige si nécessaire.
7. Machine de perçage pour la mise en œuvre du procédé de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans un repère (x, y, z) lié à cette machine, ladite machine comprenant :
- un moyen pour réaliser un mouvement relatif dans le plan (x, y) d'un ensemble de perçage et de ladite pièce à percer,
- ledit ensemble de perçage comprenant un canon (15) de perçage ayant un axe (13) principal et un moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z,
caractérisée en ce que:
- ledit ensemble de perçage comporte également un moyen pour orienter angulairement ledit axe (13) principal dans une plage angulaire s'étendant entre au moins une première position dans lequel ledit axe (13) principal du canon est parallèle à l'axe z de manière à être placé à l'aplomb dudit point à percer à la surface (18) de la pièce, jusqu'à au moins une seconde position dans lequel ledit axe (13) principal est perpendiculaire au plan osculateur de la pièce en ce point à percer, ledit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z et ladite pièce étant immobiles en position dans le plan (x, y),
en ce qu'elle comporte un dispositif de positionnement et de centrage pour assurer le positionnement de l'axe (13) principal dudit canon (15) de perçage à la verticale du point de la surface (18) de la pièce à percer
8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit moyen pour orienter angulairement ledit axe (13) principal dudit canon (15) de perçage comprend un moyen d'entraînement en pivotement dudit axe (13) principal par rapport à un point de pivot.
9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit moyen pour orienter angulairement ledit axe (1 3) principal comprend :
- un premier (14) élément pour recevoir et porter au moins ledit canon (1 5) de perçage, ledit premier (14) élément comprenant une section à rotule comportant une première ouverture au travers de laquelle passe ledit canon (1 5) de perçage, et
- un second (1 6) élément ayant un support substantiellement cylindrique qui accommode ladite section (14) à rotule, ledit support comportant une deuxième ouverture pour le passage au moins dudit canon (1 5) de perçage ainsi que son déplacement angulaire.
1 0. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits premier (14) et second (1 6) éléments sont placés à une extrémité dudit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z, cette extrémité étant destinée à être placée du côté de la pièce à percer.
1 1 . Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 0, caractérisée en ce que ledit moyen pour déplacer en translation ledit ensemble de perçage le long de l'axe z comporte un dispositif (1 2) de vérin configuré pour aligner l'axe z de translation du vérin de manière confondue avec l'axe (1 3) principal du canon (1 5) de perçage.
1 2. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 1 , caractérisée en ce que ledit moyen pour réaliser un mouvement relatif dans le plan (x, y) d'un ensemble de perçage et de ladite pièce à percer comprend :
- un support destiné à être immobilisé par rapport à ladite pièce pendant des séquences opératoires, comportant un chariot pour positionner l'ensemble de perçage, une unité de translation Y assurant un mouvement libre en translation du chariot suivant l'axe y, et une unité de translation X assurant un mouvement libre en translation du chariot suivant l'axe x, et
- des moyens de verrouillage des mouvements libres de translation en position suivant l'axe x et suivant l'axe y dudit ensemble de perçage.
1 3. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen mécanique (24, 25) pour déterminer le plan osculateur de la surface (1 8) de la pièce à percer en vue de positionner orthogonalement ledit axe (1 3) principal du canon (1 5) de perçage par rapport à ce plan.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3275579A1 (fr) * 2016-07-29 2018-01-31 Seti-Tec Dispositif de perçage à vitesse d'avance automatique ou contrôlée à broche auto alignante

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0187409A1 (fr) * 1984-12-28 1986-07-16 The Boeing Company Unité d'alésage avec suspension du cardan pour l'alignement suivant la normale et avec moyens de pressage
US4752160A (en) * 1984-03-19 1988-06-21 Ltv Aerospace & Defense Company Automated tool positioning system
EP1586414A2 (fr) * 2004-04-16 2005-10-19 Jobs S.p.A. Tête d'usinage avec système de mesure pour contrôler la profondeur
EP1792673A2 (fr) * 2005-12-02 2007-06-06 Dürr Special Material Handling GmbH Processing device
WO2011157933A1 (fr) * 2010-06-16 2011-12-22 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Procédé de positionnement à la normale d'un axe de translation d'un dispositif de vérin
WO2014054802A1 (fr) * 2012-10-05 2014-04-10 三菱重工業株式会社 Mécanisme d'alignement perpendiculaire et dispositifs d'usinage et méthodes d'usinage l'utilisant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752160A (en) * 1984-03-19 1988-06-21 Ltv Aerospace & Defense Company Automated tool positioning system
EP0187409A1 (fr) * 1984-12-28 1986-07-16 The Boeing Company Unité d'alésage avec suspension du cardan pour l'alignement suivant la normale et avec moyens de pressage
EP1586414A2 (fr) * 2004-04-16 2005-10-19 Jobs S.p.A. Tête d'usinage avec système de mesure pour contrôler la profondeur
EP1792673A2 (fr) * 2005-12-02 2007-06-06 Dürr Special Material Handling GmbH Processing device
WO2011157933A1 (fr) * 2010-06-16 2011-12-22 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Procédé de positionnement à la normale d'un axe de translation d'un dispositif de vérin
WO2014054802A1 (fr) * 2012-10-05 2014-04-10 三菱重工業株式会社 Mécanisme d'alignement perpendiculaire et dispositifs d'usinage et méthodes d'usinage l'utilisant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3275579A1 (fr) * 2016-07-29 2018-01-31 Seti-Tec Dispositif de perçage à vitesse d'avance automatique ou contrôlée à broche auto alignante
FR3054463A1 (fr) * 2016-07-29 2018-02-02 Seti-Tec Dispositif de percage a vitesse d'avance automatique ou controlee a broche auto alignante
US10279446B2 (en) 2016-07-29 2019-05-07 Seti-Tec Drilling device with automatic or controlled feed speed with self-aligning spindle

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