FR2564360A1 - Machine d'usinage double face et dispositif de transmission de courant et de fluide entre une structure tournante et une structure non tournante - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE D'USINAGE DES FACES PARALLELES, PLANES ET OPPOSEES DE PIECES 20 MONTEES DANS DES SATELLITES SUPPORTS 18, ENTRE DEUX PLATEAUX 12, 24. LA TETE 11 DE LA MACHINE PORTANT LE PLATEAU SUPERIEUR 24 AINSI QUE L'ENSEMBLE INFERIEUR 46 PORTANT LE PLATEAU INFERIEUR 12 ET L'ENGRENAGE 14 COMMANDANT LE DEPLACEMENT DES SATELLITES SONT REALISES SOUS FORME DE MODULES FONCTIONNELS DEMONTABLES. CETTE STRUCTURE AUTORISE L'ADJONCTION DE NOMBREUSES VOIES FLUIDES ET D'UNE INSTRUMENTATION DE CONTROLE COMPLETE PERMETTANT UN USINAGE PROPRE ET PRECIS DES PIECES.

Description

MACHINE D'USINAGE DOUBLE FACE ET DISPOSITIF DE

TRANSMISSION DE COURANT ET DE FLUIDE ENTRE UNE

STRUCTURE TOURNANTE ET UNE STRUCTURE NON

TOURNANTE

La présente invention se rapporte à une ma-

chine d'usinage des faces planes parallèles et oppo-

sées de pièces généralement de faible épaisseur montées sur des satellites supports. L'invention se rapporte également à un dispositif de transmission de courant et

de fluide entre une structure tournante et une structu-

re non tournante, notamment dans une telle machine.

Cette machine d'usinage peut notamment être

une machine de rodage ou de polissage permettant d'ob-

tenir des pièces de très haute précision en usinant les faces planes et opposées de ces pièces à l'aide d'un

abrasif en suspension dans un liquide.

Dans les machines de ce type, l'abrasif est introduit entre les faces à usiner et des plateaux en vis-à-vis présentant le plus souvent un axe vertical commun et animés indépendamment l'un de l'autre de

mouvements de rotation de même sens ou de sens opposés.

Les pièces à usiner, qui se présentent généralement

sous la forme de disques, sont placées dans des loge-

ments excentrés formés dans des satellites supports d'épaisseur inférieure à celle des pièces à usiner. Ces satellites sont placés entre les faces en regard des plateaux, de façon excentrée par rapport à l'axe de ceux-ci. Ils présentent à leur périphérie une denture qui s'engrène simultanément sur un engrenage extérieur

généralement fixe et sur un engrenage central tournant.

Chaque satellite se trouve ainsi entraîné en rotation, entre les plateaux, ce qui a pour effet de soumettre

chacune des pièces à un mouvement cycloidal, indépen-

damment du mouvement des plateaux.

La combinaison des mouvements des satellites

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avec ceux des plateaux a pour effet d'assurer un usina-

ge des pièces aussi uniforme que possible, à l'aide de l'abrasif qui est amené entre chacun des plateaux et la

face correspondante des pièces à usiner.

Dans les machines de rodage, l'action de l'abrasif est essentiellement mécanique. En revanche,

dans les machines de polissage, l'action abrasive pro-

prement dite peut être combinée à une action chimique de liquide dans lequel l'abrasif est en suspension. Il est à noter que l'invention s'applique aussi bien aux

machines de rodage-qu'aux machines de polissage.

IL existe à l'heure actuelle un certain nom-

bre de machines d'usinage par abrasif libre fonction-

nant selon le principe qui vient d'être sommairement

exposé.

Ainsi, la Société américaine SPEED FAM ainsi que la Société japonaise FUJICOSHI commercialisent des

rodeuses dans lesquelles les rotations du plateau supé-

rieur, du plateau inférieur et de l'engrenage central sont commandées par des moteurs placés en partie basse

de la machine.

Par ailleurs, la Société anglaise LAPMASTER,

la Société allemande PETER WALTERS et la Société ita-

lienne MELCHIORRE commercialisent des machines de po-

lissage dans lesquelles la rotation du plateau supé-

rieur est commandée par un moteur situé dans la tête de

la machine.

Dans toutes ces machines existantes, les

parties sensibles nécessitant une maintenance relati-

vement fréquente sont fortement imbriquées dans la

structure mécanique de base de la machine. Il en résul-

te que toute intervention requiert une immobilisation

longue et coûteuse de la machine.

De plus, les machines existantes ont toutes été conçues en vue de l'usinage de pièces mécaniques en

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atelier. Elles ne sont donc pas adaptées aux exigences

particulières imposées par les industries qui requiè-

rent une propreté très poussée et une grande précision d'usinage (électronique, optique, etc...). Ainsi, dans le cas de pièces monocristallines destinées à l'épita- xie, La qualité de l'usinage ne s'attache pas seulement à la surface visible mais prend aussi en compte La couche sous-jacente dans l'intégrité de sa structure

cristalline. De plus, les pièces à usiner sont généra-

lement des lames minces, d'épaisseur souvent inférieure au mm, de grande surface (diamètre souvent supérieur à 8 cm), réalisées dans des matériaux fragiles tels que des verres ou des cristaux. Afin de réaliser un usinage de ce type, il est donc nécessaire de supprimer toute pollution, de maintenir les pièces propres pendant toute la durée de leur présence dans la machine et de contr8ler les grandeurs caractéristiques de l'usinage (température, épaisseur des pièces, pression appliquée sur celles-ci, couple de rotation des plateaux,

etc...). Compte tenu de la structure imbriquée des ma-

chines actuelles, il n'est pas possible de les adapter à de telles conditions de propreté ni de les doter d'une instrumentation poussée sans remettre en cause la

conception d'ensemble de la machine.

Un autre problème rencontré sur les machines de rodage et de polissage provient de la tendance des

pièces à adhérer sur les plateaux par suite de la vis-

cosité de la suspension abrasive. Les pièces ont donc tendance à rester collées sur le plateau supérieur lors

de l'ouverture de la machine après usinage. Ce phénomè-

ne conduit souvent à une rupture des pièces usinées, l'ouverture de la machine produisant la chute des pièces sur le plateau inférieur. Aucune des machines

existant actuellement ne propose une solution à ce pro-

blème, de sorte que le risque de casse des pièces dé-

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pend essentieLLement des précautions prises par l'uti-

lisateur. La présente invention a précisément pour objet une machine d'usinage par abrasif libre des deux faces parallèles et opposées de pièces d'épaisseur

quelconque, ne présentant pas les inconvénients des ma-

chines actuelles de ce type. En particulier, la machine

selon l'invention est conçue d'une façon nouvelle per-

mettant de séparer et de rendre accessible chaque modu-

le fonctionnel indépendamment des autres. Cette concep-

tion permet à la fois de simplifier considérablement les procédures de maintenance des différents modules et d'adapter à volonté la machine à chaque type d'usinage

particulier que l'on désire lui voir réaliser. En par-

ticulier, la conception nouvelle de la machine selon

l'invention permet d'acheminer à volonté jusqu'au pla-

teau un ou plusieurs fluides supplémentaires servant notamment à maintenir une propreté satisfaisante tant que les pièces restent présentes dans la machine. Cette conception permet aussi d'ajouter à l'instrumentation

classique des machines existantes des détecteurs sup-

pLémentaires permettant notamment de contrôler à volon-

té les conditions d'usinage et la géométrie des pièces

usi nées.

Dans ce but et conformément à l'invention, il

est proposé une machine d'usinage des faces planes pa-

rallèles et opposées de pièces montées dans des satel-

lites supports, ladite machine comprenant:

- un plateau annulaire horizontal supérieur et un pLa-

teau annulaire horizontal inférieur, lesdits pla-

teaux étant aptes à recevoir entre eux au moins trois satellites supports de pièces,

- un engrenage extérieur et un engrenage central dispo-

sés au niveau de la face supérieure du plateau infé-

rieur, ces engrenages étant aptes à s'engrener sur une denture externe des satellites,

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- une structure de base comportant un bâti support fixe, des premiers moyens pour entraîner en rotation Le plateau supérieur et des deuxièmes moyens pour commander la rotation du plateau inférieur, des moyens pour commander l'application d'une pression de travail sur le plateau supérieur et pour commander L'ouverture de la machine, et des troisièmes moyens pour commander la rotation de l'un au moins desdits engrenages,

- des moyens de transmission de fluides entre des pos-

tes associés au bâti et chacun des plateaux, ces moyens comprenant des boîtes à eau,

- les plateaux et les engrenages ayant en fonctionne-

ment un axe vertical commun, caractérisé en ce que ladite machine comprend une tête mobile selon une direction verticale par rapport au bâti comportant une première colonne d'entraînement en

rotation et des modules à éLéments standards et inter-

changeables, accessibles sans démontage de la structure de base de la machine, ces modules comprenant au moins une boîte à eau supérieure et une pièce supportant le plateau supérieur, chacun des modules et la colonne

d'entraînement présentant un passage axial.

De préférence, lesdits modules comprennent

de plus un module d'alimentation électrique et de pré-

traitement électronique des signaux délivrés par des

instruments de mesure associés au plateau supérieur.

Selon un mode de réalisation préféré de l'in-

vention, la machine comprend alors, de plus: - un transformateur tournant disposé selon ledit axe

vertical commun, entre le bâti et l'ensemble supé-

rieur tournant, pour alimenter ledit module d'alimen-

tation électrique et de prétraitement électronique ou

des organes rapportés à partir d'une source d'alimen-

tation électrique associée au bâti,

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- un système éLectro-optique disposé selon ledit axe vertical commun entre le bâti et l'ensemble supérieur

tournant, pour transmettre audit système de traite-

ment électronique des signaux électriques délivrés S par le module d'alimentation et de prétraitement, et - des conducteurs électriques logés dans ledit passage axial, ces conducteurs reliant les instruments de

mesure et le module d'alimentation et de prétraite-

ment.

Dans ce cas, les instruments de mesure peu-

vent comprendre au moins l'un des détecteurs suivants: - un détecteur de couple de rotation interposé entre ladite colonne d'entraînement et la pièce supportant le plateau supérieur;

- un détecteur de température monté dans Le plateau su-

périeur;

- un détecteur d'épaisseur monté dans le plateau supé-

rieur; - un détecteur de pression placé au centre de ladite pièce supportant le plateau supérieur.De préférence, le détecteur de couple de rotation est alors associé

au détecteur de pression.

Avantageusement, l'engrenage extérieur peut

être monté sur le bâti par l'intermédiaire d'une liai-

son élastique dans le sens de la rotation, un capteur

de déplacement circonférentiel étant interposé entre le -

bâti et ledit engrenage.

Selon un autre aspect intéressant de l'inven-

tion, ladite machine comprend un ensemble inférieur

comportant une deuxième colonne d'entraînement en rota-

tion de l'engrenage central, une pièce d'entraînement

en rotation du plateau inférieur et des modules à élé-

ments standards et interchangeables, accessibles sans démontage de la structure de base de la machine, ces modules comprenant une boîte à eau médiane, une boite à

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eau inférieure, l'engrenage central et le plateau infé-

rieur, chacune des boites à eau, la deuxième colonne d'entraînement et l'engrenage central présentant un

passage axial.

De préférence, les moyens de transmission de fluide comprennent: - dans la tête mobile, la boite à eau supérieure, des

passages de fluide périphériques ménagés dans la pre-

mière colonne et dans la pièce supportant le plateau supérieur et

des conduits reliant ces passages au plateau supé-

rieur, et - dans l'ensemble inférieur, la boîte à eau inférieure, des passages de fluide périphériques ménagés dans la

deuxième colonne, la boite à eau médiane et des pas-

sages ménagés dans la pièce d'entraînement en rota-

tion du plateau inférieur.

Ces moyens de transmission de fluide peuvent comprendre: - une voie aller et une voie retour pour un fluide de refroidissement des plateaux, et

- une voie de vide servant à plaquer une pièce rappor-

tée sur chacun des plateaux.

Les moyens de transmission de fluide a.ssociés à la tête peuvent comprendre en outre au moins une voie

d'amenée d'un fluide de nettoyage des dentures de l'en-

grenage extérieur et de l'engrenage central, ces voies

débouchant par des buses fixées sur les périphéries ex-

terne et interne du plateau supérieur.

Selon un autre aspect de l'invention, les moyens de transmission de fluide associés à la tête comprennent de plus au moins une voie d'amenée d'un fluide d'humidification du plateau inférieur lorsque le plateau supérieur est éloigné de celui-ci, cette voie débouchant par une buse fixée au centre de la pièce

supportant le plateau supérieur.

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Afin d'éviter qu'une fuite interne à l'une des boites à eau ne conduise à une inondation rapide de la machine, les voies d'extrémité de chacune des boites à eau sont de préférence la voie de vide correspondante et une voie de drainage correspondante. Selon encore un autre aspect de l'invention, les moyens de transmission de fluide comprennent de plus une pièce fixée sur ladite pièce supportant le plateau supérieur et présentant au moins deux canaux circulaires concentriques, des tubes fixés au bâti et alimentant séparément chaque canal à partir d'un poste

d'alimentation approprié, et des tubes souples et dé-

montables reliant chacun des canaux au plateau supé-

rieur, de telle sorte que les fluides admis dans les canaux descendent jusqu'à ce dernier par gravité. Cette

caractéristique présente pour premier avantage de re-

porter au niveau du plateau supérieur le mélange éven-

tuel des constituants de la solution abrasive. Cela est particulièrement avantageux lorsque ces constituants

ont tendance à former rapidement des floculats qui ris-

queraient d'obturer les conduites en amont du plateau.

De plus, la structure présentée autorise un nettoyage facile de l'ensemble du circuit d'amenée de la solution abrasive, notamment en raison du caractère accessible

et démontable des tubes souples.

Selon un autre aspect de l'invention favora-

ble également au maintien de la propreté de la machine,

l'engrenage extérieur et l'engrenage central présen-

tent tous deux en section un bord supérieur incliné par

rapport à un plan horizontal.

Il est également proposé conformément à l'invention de monter le plateau inférieur sur la pièce d'entraînement en rotation du plateau inférieur, de façon à pouvoir se déplacer horizontalement par rapport

à ce dernier et de fixer le plateau supérieur aux ex-

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trémités des bras de la pièce supportant le plateau

supérieur par des moyens de fixation élastiques régla-

bles. Cette caractéristique est particulièrement inté-

ressante car elle permet, avant l'usinage des pièces, de régler La planéité du plateau supérieur par rapport

au plateau inférieur pris pour référence, tout en assu-

rant en cours d'usinage, par suite des liaisons élasti-

ques entre les plateaux et leurs supports, une réparti-

tion uniforme de la pression appliquée sur les pièces.

Selon encore un autre aspect intéressant de l'invention, ladite première colonne tourne dans un

fourreau fixé sur le bâti de la machine par l'intermé-

diaire de moyens élastiques antorisant un débattement

axial, les instruments de mesure comprenant un détec-

teur de position axiale du fourreau par rapport au bâ-

ti, ce détecteur indiquant le poids de l'ensemble supé-

rieur en l'absence de contact entre les plateaux et la pression axiale appliquée sur les pièces lorsque les

plateaux sont en contact.

Grâce à cette dernière caractéristique, il

est possible de commander L'arrêt immédiat de la machi-

ne lorsque la pression indiquée par le détecteur excède

d'une valeur donnée une pression nominale de fonction-

nement.

Il est également possible, à l'aide d'un as-

servissement de position, de commander l'ouverture de la machine d'un relèvement limité du plateau supérieur,

puis de mettre en oeuvre automatiquement à vitesse ré-

duite lesdits premiers moyens, lorsque le poids indiqué par le détecteur de position excède d'une valeur donnée

le poids nominal de l'ensemble supérieur. Un décolle-

ment automatique et sans risque de casse des pièces ayant adhéré sur le plateau supérieur après l'ouverture

de la machine peut ainsi être obtenu.

Conformément à un autre aspect de l'invention

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applicable à toute structure tournante, il est égaLe-

ment proposé un dispositif de transmission de courant (de puissance et de mesure) et de fluide entre cette structure tournante et une structure non *tournante, caractérisé en ce que La structure tournante comprend des moyens de prétraitement électronique embarqués, un

passage axial pour des conducteurs électriques de liai-

son entre les moyens de prétraitement et des instru-

ments embarqués et un faisceau de passages de fluide périphériques débouchant dans des gorges axialement espacées communiquant par des passages de la structure non tournante avec un connecteur de raccordement, un transformateur tournant disposé selon l'axe de La structure tournante, entre celle-ci et la structure non

tournante, pour alimenter lesdits moyens de prétraite-

ment à partir d'une source d'alimentation associée au bâti et un système électro-optique disposé selon ledit axe pour transmettre à la structure non tournante des

signaux électriques délivrés par Les moyens de prétrai-

tement électronique.

On décrira maintenant, à titre d'exemple non

limitatif, un mode de réalisation particulier de l'in-

vention en se référant aux dessins annexés dans les-

quels: - la figure I est une vue de côté, en coupe verticale partielle, représentant de façon schématique une machine d'usinage double face réalisée conformément aux enseignements de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe verticale et en perspective partielle représentant à plus grande échelle les deux plateaux de la machine de la figure 1

ainsi que la partie surplombant immédiatement le pla-

teau supérieur; - la figure 3 est une vue en coupe verticale

schématique représentant à la même échelle que la figu-

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re 2 la boite à eau supérieure, le module de prétraite-

ment électronique solidarisé de celle-ci et les moyens

pour transmettre les signaux entre ce module et la par-

tie non tournante de la machine; - la figure 4 représente de façon schématique

et en coupe verticale une partie de l'ensemble inf-

érieur modulaire comportant le plateau inférieur et l'engrenage intérieur tournant; - la figure 5 est une vue comparable à la figure 2 représentant de façon schématique les deux plateaux lors de l'usinage des pièces et illustrant en

particulier la circulation du fluide assurant périodi-

quement lors de cet usinage le nettoyage des dentures des engrenages intérieur et extérieur; - la figure 6a est une vue en coupe verticale très schématique illustrant les circuits de fluide de refroidissement des plateaux et les circuits de vide servant à tenir la partie d'usure amovible de ceux-ci; - La figure 6b est une vue comparable à la

figure 6a représentant les circuits sous pression assu-

rant le nettoyage des dentures et d'humidification lorsque la machine est ouverte, ainsi que les circuits assurant notamment l'alimentation en abrasif à partir des canaux circulaires; et - la figure 6c est une vue comparable aux figures 6a et 6b représentant les circuits électriques

de mesure de pression et de couple.

La machine représentée sur la figure I com-

prend un bâti support fixe 10, en forme de L, dont la branche horizontale supporte de façon tournante par des moyens qui seront décrits ultérieurement un plateau

annulaire horizontal inférieur 12 et un engrenage inté-

rieur 14. La branche horizontale du bâti 10 supporte en outre de façon fixe un engrenage extérieur 16. La face supérieure 12a du plateau 12 est plane et horizontale

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et les axes de rotation du plateau 12 et de l'engrenage 14 ainsi que l'axe géométrique de l'engrenage fixe 16

sont verticaux et confondus.

* Comme on le voit mieux sur la figure 2, les dentures 14a et 16a des engrenages 14 et 16 sont cons-

tituées par des tiges verticales régulièrement espa-

cées, qui font saillie vers Le haut légèrement au-des-

sus de la face supérieure 12a du plateau 12, à proximi-

té immédiate des périphéries interne et externe de celui-ci. Ces dentures 14a et 16a sont prévues pour s'engrener sur une denture 18a formée à la périphérie

de disques porte-pièces 18, généralement appelés satel-

lites, qui présentent un certain nombre de logements circulaires excentrés 18b, dans lesquels sont reçues les pièces 20 à usiner. Ces - pièces peuvent être d'épaisseur quelconque et on a représenté simplement à titre d'exemple le cas de l'usinage de pièces minces et de surface relativement importante, pour lequel les caractéristiques de l'invention sont particulièrement

avantageuses. Dans tous les cas, l'épaisseur des satel-

lites 18 est légèrement inférieure à celle des pièces.

Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que la partie verticale du bâti 10 en forme de L supporte une console 22 apte à se déplacer verticalement par rapport au bâti. Cette console 22 supporte de façon tournante la tête 11 de la machine, qui comprend à son extrémité inférieure un plateau annulaire horizontal

supérieur 24 dont l'axe de rotation vertical est con-

fondu avec celui du plateau inférieur 12 et dont les dimensions sont pratiquement identiques à celles de ce

dernier. Ce plateau supérieur 24 comporte une face in-

férieure plane 24a pouvant être amenée en appui sur la

face supérieure des pièces 20 logées dans les satelli-

tes 18 (position d'usinage) ou au contraire écartée du plateau inférieur 12 (machine ouverte) sous l'effet des

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déplacements verticaux de La console 22 par rapport au

bâti 10.

Le plateau supérieur 24 est avantageusement

identique au plateau inférieur 12.

On remarquera dès à présent que le montage de la tête 11 sur la console 22 tel que représenté sur la

figure 1 n'est par limitatif, la tête pouvant par exem-

ple être supportée par un portique ou directement par

un col de cygne solidaire du bâti.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le déplacement vertical de la console 22 par rapport au bâti 10 et l'application de la pression sur la pièce sont commandés par un moteur électrique 26 monté sur le bâti. Ce moteur 26 entraîne en rotation une vis sans fin 28 par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur 30 à courroie ou de tout autre mécanisme équivalent. La vis sans fin 28 supportée par le bâti est reçue dans un écrou 30 solidaire de la console 22, de sorte que la rotation de la vis commandée par le moteur 26 a pour effet de déplacer verticalement la

tête 22 dans la direction désirée.

Ici encore, il est à noter que cette réalisa-

tion n'est pas limitative et que la commande électromé-

canique qui vient d'être décrite pourrait être rempla-

cée sans inconvénient par une commande hydraulique ou

pneumatique remplissant une fonction équivalente.

Dans le mode de réalisation décrit, on a vu

que c'est le même moteur 26 qui assure à la fois l'ap-

plication de la pression sur les pièces lorsque le pla-

teau supérieur 24 est en appui sur celles-ci et l'ou-

verture de la machine. Cette réalisation n'est pas non

plus limitative et on peut parfaitement limiter l'ac-

tion du moteur 26 à l'application de la pression, l'ou-

verture de la machine pouvant être obtenue par un mo-

teur séparé commandant le pivotement de la tête portant

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le plateau supérieur autour d'un axe parallèle à l'axe

de rotation commun des plateaux, ou éventuellement, au-

tour d'un axe perpendiculaire à cet axe de rotation et

au plan de la figure 1.

Selon les techniques classiques du rodage et du polissage double face, les faces planes parallèles et opposées des pièces 20 sont usinées sous l'action

d'un abrasif dur maintenu en suspension dans un liqui-

de, de façon à constituer un film entre chacune des faces de la pièce à usiner et les surfaces 12a et 24a

des plateaux. Dans certains cas, l'abrasif est incor-

poré directement dans l'épaisseur de la surface active des plateaux (résine, papier abrasif, etc...). le film

fluide est alors réalisé par l'apport d'un lubrifiant.

L'usinage proprement dit est réalisé par les particules d'abrasif en créant un déplacement relatif entre les pièces et les plateaux. Afin que la qualité

de L'usinage soit aussi parfaite que possible, ce dé-

placement relatif est conçu de façon telle que chacun des points des surfaces des pièces à usiner vienne en contact pendant une période à peu près identique avec

chacun des points de la surface du plateau en vis-à-

vis. De façon connue, ce résultat est obtenu dans la machine représentée sur les figures en commandant indépendamment la rotation de chacun des plateaux 12 et 24 et en faisant parcourir à chacune des pièces entre les plateaux un mouvement approximativement cycloidal sous l'effet de la rotation de l'engrenage intérieur 14, comme on l'a représenté schématiquement par des

flèches sur la figure 2. Ces trois mouvements de rota-

tion du plateau supérieur 24, du plateau inférieur 12,

et de l'engrenage intérieur 14 sont commandés respecti-

vement par trois moteurs électriques désignés par les

références 34, 36 et 38 sur la figure 1.

De façon plus précise, le moteur 34 est sup-

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porté par la console 22 et entraîne en rotation la par-

tie tournante 40 de la tête 11 par l'intermédiaire d'un

mécanisme réducteur à courroie 42.

De façon comparable, le moteur 36 est suppor-

té par Le bâti 10 et entraîne en rotation par L'inter-

médiaire d'un mécanisme réducteur à courroie 44 un pre-

mier ensemble inférieur tournant 45 comportant le pla-

teau supérieur 12 à son extrémité supérieure.

De même, le moteur 38, également monté dans le bâti support 10, commande par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur à courroie 48 un deuxième ensemble

inférieur tournant 49 portant l'engrenage 14 à son ex-

trémité supérieure. Les trois parties tournantes 40, 45

et 49 tournent autour du même axe vertical commun.

Bien entendu, les réducteurs 42, 44 et 48 peuvent être remplacés par tout mécanisme réducteur équivalent. De même, les moteurs électriques 34, 36 et 38 peuvent être remplacés par des moteurs hydrauliques

ou pneumatiques.

En plus de la nécessité de refroidir les pla- teaux 12 et 24, on a vu qu'il est souhaitable de pou-

voir acheminer jusqu'à chacun des plateaux et notamment

jusqu'au plateau supérieur différents fluides permet-

tant par exemple de nettoyer les dentures des engrena-

ges 14 et 16, d'humidifier les pièces lorsque la ma-

chine est ouverte ou encore de maintenir par un effet de dépression des pièces d'usure rapportées sur chacun

des plateaux 12 et 24. Les parties supérieure et infé-

rieure de la machine doivent donc être aménagées pour

permettre l'acheminement des fluides jusqu'aux pla-

teaux depuis les parties non tournantes que constituent

le bâti 10 et la console 22 jusqu'aux parties tournan-

tes 40 et 45 supportant les plateaux. Conformément à

l'invention, cet aménagement est conçu de façon à per-

mettre le passage de fluides supplémentaires non prévus

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initialement si un usinage particulier le requiert.

Parallèlement, il est souhaitable conformé-

ment à l'invention qu'une instrumentation variée puisse être implantée en différents points, principalement sur Les parties tournantes, afin de permettre un contrôle

très précis de certains paramètres tels que la tempéra-

ture, l'épaisseur des pièces, la pression appliquée sur celles-ci, le couple de rotation des plateaux, etc. Ici encore, la conception de la machine selon l'invention

est telle que de nouveaux détecteurs peuvent être im-

plantés très facilement en fonction des conditions

d'utilisation de la machine.

Conformément à l'invention, cette facilité

d'adaptation de la machine à des conditions d'utilisa-

tion particulière variées est permise grâce à la réali-

sation de l'ensemble supérieur constitué par la tête 11 de la machine et de l'ensemble inférieur 46 comportant les parties tournantes 45 et 49 de façon modulaire, chacun des modules constituant ces ensembles réalisant

une fonction distincte, ce qui permet en outre d'amé-

liorer très sensiblement la maintenance de la machine.

De façon plus précise, si l'on considère que les par-

ties non tournantes de la machine (le bâti 10 et la console 22), ainsi que les colonnes 56 et 108 et la pièce 112 par lesquelles le plateau supérieur 24,

l'engrenage 14 et le plateau inférieur 12 sont suppor-

tés et entraînés en rotation, constituent la structure

de base de la machine, la tête 11 et l'ensemble infé-

rieur 46 sont constitués de modules à éléments stan-

dards et interchangeables, accessibles sans démontage

de cette structure de base.

Ainsi, on voit principalement sur la figure 1 et, de façon plus détaillée, sur les figures 2 et 3 que l'ensemble supérieur tournant 40 est constitué par

l'empilement de quatre modules 52,'54, 55 et 78, 24.

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Le module supérieur 52 est un module de pré-

traitement électronique embarqué dont la fonction sera

décrite ultérieurement. Ce module 52 comporte une par-

tie active tournante 53 montée par l'intermédiaire de roulements 60 dans un bottier fixe 62. Le deuxième module 54 est une boite à eau, le troisième module 55 comprenant la colonne 56 supportée

de façon tournante dans un fourreau 74. Enfin, le qua-

trième module comprend une pièce 78 en forme d'étoile, dont les bras supportent le plateau supérieur 24 par

leurs extrémités.

L'extrémité inférieure du boitier 62 du modu-

le 52 est fixée à l'extrémité supérieure du corps 64 de la boite à eau 54 par des tirants 66. De même, la partie centrale tournante 68 de la boite à eau supérieure 54

est fixée à l'extrémité inférieure de la partie tour-

nante 53 par des tirants 70.

De façon comparable, des tirants tels que 72 permettent de fixer l'extrémité inférieure de la partie tournante 68 de la- boite à eau de façon démontable à l'extrémité supérieure de la colonne 56. De plus, le fourreau 74 est fixé à la console 22 de la machine par

l'intermédiaire d'une liaison élastique, pour une rai-

son qui apparaitra dans la suite de la description.

A son extrémité inférieure, la colonne 56 est solidarisée par des tirants 76 (figure 1) du moyeu de la pièce 78 en forme d'étoile dont les bras radiaux

supportent à leurs extrémités le plateau supérieur 24.

L'entra nement en rotation de la partie supé-

rieure- tournante 40 est réalisé par le moteur 34, par l'intermédiaire du réducteur à courroie 42, en agissant sur une poulie 80 montée de façon tournante sur une pièce 82 fixée sur la console 22. La poulie 80 entraîne

la colonne 56 en rotation par l'intermédiaire d'un dis-

positif autorisant un déplacement vertical relatif en-

tre les deux pièces.

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Avant de décrire plus en détail certaines des caractéristiques des modules constituant la tête 11, on remarquera dès à présent que la réalisation de celle-ci sous forme de modules fonctionnels démontables permet d'intervenir de façon très rapide sur l'un quelconque des modules, que ce soit pour modifier un circuit de

fluide ou une instrumentation ou simplement pour assu-

rer la maintenance de l'un quelconque des modules.

La partie tournante 53 du module de prétrai-

tement électronique 52 comprend un certain nombre de cartes 53a (figure 3) qui sont choisies à volonté en fonction des capteurs utilisés et de la qualité des

informations que l'on désire obtenir. De manière géné-

rale, chacune des cartes 53a comporte un circuit de

prétraitement qui a principalement pour fonction d'am-

plifier les signaux en provenance des capteurs. On évi-

te ainsi la création de parasites qui pourraient être

préjudiciables à la mesure.

Afin d'alimenter ces différents circuits à partir d'une source de tension 84 (figure 1) montée sur

une partie non tournante et, par exemple, sur la conso-

Le 22 de la machine, sans contact électrique tournant

entre L'ensemble 40 et la tête de la machine, on utili-

se un transformateur tournant 86. Le primaire 86a du

transformateur 86 est fixé sur le bottier 62 et le se-

condaire 86b est fixé à l'extrémité supérieure de la

partie tournante 53, en face du primaire 86a, le trans-

formateur 86 étant centré sur l'axe vertical de rota-

tion de La tête 11.

De façon analogue, les, signaux délivrés par chacun des circuits de traitement des cartes 52a sont acheminés jusqu'à un circuit de traitement électronique 88 monté sur une partie non tournante de la machine telle que la console 22 sans contact électrique. Cette

- transmission est réalisée ici par un système émetteur-

B 8270 GP

récepteur électro-optique constitué par une photodiode et un phototransistor 90 placés selon l'axe de rotation verticale de la tête 11, disposes en vis-à-vis l'un de

l'autre et solidaires respectivement de la partie tour-

nante 53 et du boîtier fixe 62. Lorsqu'on utilise à l'intérieur du module 52 différents circuits de prétraitement, la transmission des signaux délivrés par ces circuits jusqu'au système de traitement électronique 88 peut être avantageusement multiplexée. Les ordres de multiplexage peuvent alors être fournis par un calculateur (non représenté) et transmis aux différents circuits du module 52 par l'intermédiaire d'un système de couplage capacitif (non

représenté), également sans frottement.

Comme on l'a représenté partiellement sur la

figure 3, un passage central 92 est ménagé dans la par-

tie intérieure tournante 68 de la boite à eau, dans la colonne 56 et dans le moyeu central de la pièce 78 en forme d'étoile. Ce passage qui s'étend selon l'axe de rotation vertical de la tête 11, permet le passage de

conducteurs électriques reliant les différents cir-

cuits du module 52 aux détecteurs qui leur correspon-

dent et qui peuvent être implantés, comme on le verra ultérieurement, dans le plateau supérieur 24 ainsi

qu'entre la colonne 56 et la pièce 78 en forme d'étoi-

le. Comme l'illustre la figure 3, le corps 64 de

la boite à eau supérieure 54 présente sur sa face cy-

lindrique interne un certain nombre de gorges annulai-

res 64a. Chacune de ces gorges 64a est reliée à la face

externe du corps 64 par un passage radial 64b. Un con-

necteur 96 fixé sur le corps 64 permet de raccorder sur chacun des passages 64b un tuyau communiquant avec un système d'injection de fluide ou de pompage 97 monté

sur une partie non tournante de la machine.

B 8270 GP

La partie centrale tournante 68 de la 0- e

eau 54 comprend un certain nombre de passages in -

dinaux 68a régulièrement répartis autour dJ passage 9Z, chacun des passages 68a communiquant avec i'une des gorges annulaires 64a par un passage radia 68b. A tegr extrémité inférieure, les passages longitudinaux 65a communiquent avec des passages correspondants formes dans la colonne 56, puis dans le moyeu de la pièce 78 en

forme d'étoile. Ces derniers passages dont l'un est re-

présenté en 78a sur la figure 2, sont reliés au plateau

supérieur 24 par des tubes de raccordement 98.

De préférence, la partie centrale 68 de la boite à eau est elle-même réalisée sous la forme d'un empilement de modules reliés par des tirants. Elle peut ainsi être démontée et réparée en des temps très

courts, chaque module étant interchangeable.

Le nombre de passages 68a formes dans la par-

tie centrale 68 de la boite à eau et dans la colonne 56

est limité par le diamètre de ces deux pièces. L'aug-

mentation de ce diamètre peut donc permettre d'accro -

tre à volonté la capacité en circuit de fluide de la machine.

De préférence et comme L'illustrent égale-

ment les figures 1 et 2, une pièce annulaire 100 entou-

rant le fourreau 74 est fixée sur la pièce 78 en forme

d'étoile. Cette pièce 100 comporte sur sa face supe-

rieure au moins deux canaux annulaires 100a qui commu-

niquent avec le plateau supérieur 24 par des tuyaux souples et démontables 102 assurant L'écoulement du fluide vers le plateau par gravité. Des tubes 104 d'amenée de fluide fixes à la console 22 de la machine

et communiquant avec des réservoirs de fluide 105 dé-

bouchent au-dessus de chacun des canaux circulaires a de la piece 100. Cette disposition permet d'amener par gravité jusqu'au plateau supérieur 24 les fluides

B 8270 GP

nécessitant un nettoyage fréquent tels que L'abrasif proprement dit et un additif devant être méLangé à ce

dernier au niveau même de son utilisation. Cette struc-

ture peut également être utiLisée pour assurer Le rin-

çage des pièces en fin d'usinage.

La partie basse de la machine selon l'inven-

tion est réalisée de façon modulaire dans un esprit comparable à celui de la partie haute, de sorte que la

description de la partie basse sera maintenant faite

plus rapidement en se reportant à cet effet simultané-

ment aux figures 1 et 4.

L'ensemble inférieur 46 est réalisé égale-

ment sous la forme de modules fonctionnels reliés entre eux par des moyens de fixation démontables qui ne sont

pas représentés en détail sur les figures et qui peu-

vent notamment être constitués par des tirants.

Si L'on considère tout d'abord la partie tournante 49 comportant l'engrenage central 14, on voit

que ce dernier constitue le module supérieur d'un empi-

lement de modules comprenant par ailleurs et de haut en

bas une boite à eau médiane 106, un module 107 de sup-

portage et d'entraînement en rotation et une boite à eau inférieure 110. De façon plus précise, la partie interne 106a de la boîte à eau 106 est fixée de façon démontable, par son extrémité supérieure à l'engrenage 14 et, par son extrémité inférieure, à une colonne 108 du module 107. L'extrémité inférieure de la colonne-108 est également fixée de façon démontable à la partie

interne 110a de la boite à eau 110.

- Le module 107 comprend de plus un fourreau dans lequel la colonne 108 est montée tournante par

des roulements 118. Ce fourreau est fixé de façon dé-

montabLe au bâti 10, de même que le corps 110b de la

boite à eau inférieure.

Le corps 106b de la boite à eau médiane 106

B 8270 GP

tourne quant à Lui avec le plateau inférieur 12. Ces deux éléments de la partie tournante 45 sont également reliés de façon démontable, par l'intermédiaire d'une

plaque d'adaptation 114 et d'un module 111 de suppor-

tage et d'entraînement en rotation, par exemple au

moyen de tirants.

Ainsi, on voit notamment sur la figure 4 que le plateau inférieur 12 est fixé par des vis 115 sur une pièce en structure annulaire de base 112 du module 111. La pièce de base 112 est elle-même fixée au corps 106b de la boite à eau médiane 106, par exemple par l'intermédiaire de la plaque d'adaptation 114 fixée à ces deux pièces par exemple au moyen de tirants 116 et

permettant le démontage facile de la boîte à eau 106.

L'entraînement en rotation de la partie 49

est assuré par l'intermédiaire d'une poulie 122 solida-

risée de l'entretoise 108 en-dessous du fourreau 120 et dont la commande est réalisée depuis le moteur 38, par

l'intermédiaire du réducteur à courroie 48 (figure 1).

La boite à eau inférieure 110, qui constitue le module inférieur de l'ensemble tournant 50, permet

de faire communiquer des systèmes de fluide sous pres-

sion ou en dépression 123 montés sur le bâti 10 avec la

partie tournante 50.

A cet effet, la boite à eau 110 est réalisée

de façon tout à fait similaire à la boite à eau supé-

* rieure 54 précédemment décrite, de sorte qu'aucune des-

cription particulière n'en sera faite. Compte tenu de la structure de la boîte à eau 110 ainsi définie, on observera simplement que le raccordement de systèmes

fluides appropriés 123 sur chacun des embouts d'un con-

necteur 124 fixé sur le corps 110b de la boîte à eau 110 permet de faire communiquer chacun de ces systèmes avec un passage axial formé successivement dans la partie tournante 110a de la boite à eau 110, dans l'entretoise

B 8270 GP

108 et dans la partie centrale 106a de la boite à

eau 106.

On remarquera incidemment que la conception de la partie 50 est totalement identique à cellte de la partie supérieure tournante 40, ce qui signifie qu'ici encore un passage central 126, représenté seulement en partie sur la figure 4, s'étend selon l'axe vertical de

rotation commun aux trois parties tournantes. Ce passa-

ge 126 permet, de la même manière que le passage 92 dans la partie supérieure tournante 40, le passage de conducteurs électriques raccordant les parties non tournantes de la machine à une instrumentation non

tournante située au centre de l'engrenage 14.

En raison du passage central 126, les passa-

ges axiaux formés dans les parties centrales 110a et 106a des boîtes à eau et dans l'entretoise 108 sont

répartis autour de ce passage central 126.

La boite à eau 106 assure quant à elle la

communication entre chacune des voies fluidiques for-

mées par les différents passages réalisés dans t'a par-

tie tournante 50, la partie tournante 45 comportant le plateau inférieur 12. Il est à noter que la présence de cette boîte à eau 106 est rendue nécessaire par le fait

que les parties 45 et 50 tournent à des vitesses diffé-

rentes.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la boîte à eau médiane 106 est également réalisée de la même façon que la boite à eau supérieure

54, de sorte qu'aucune description détaillée n'en sera

faite.

Comme l'illustre clairement la figure 4, chacun des circuits de fluide est complété au niveau de la partie tournante 45 par autant de passages 128 qui relient le corps 106b de la boîte à eau 106 au plateau inférieur 12. A cet effet, chaque passage 128 traverse

B 8270 GP

successivement la plaque d'adaptation 114 et la struc-

ture tournante 112.

Bien entendu, l'étanchéité de tous Les passa-

ges tels que 128 traversant successivement différents modules de chacun des ensembles supérieur 11 et infé- rieur 46 vis-à-vis de l'extérieur est assurée par des joints appropriés 129 entourant les passages au niveau

de la jonction entre chaque module.

Pour compléter la description de la partie

tournante 45 comportant le plateau 12, il est noté que

le supportage et l'entraînement en rotation de cet en-

semble est réalisé au niveau de la structure de base massive 112 qui comporte comme l'illustre notamment la

figure 1 une jupe inférieure reposant de façon tour-

nante sur un couronne de supportage 130 solidaire du

bâti 10, cette jupe définissant sur sa périphérie ex-

terne une poulie assurant l'entraînement en rotation de

l'ensemble 46, sous l'action du moteur 36, par l'inter-

médiaire du réducteur à courroie 44.

Grâce à la structure qui vient d'être décrite de la machine selon l'invention, on voit qu'on dispose

aussi bien au niveau du plateau supérieur 24 qu'au ni-

veau du plateau inférieur 12 d'un certain nombre de voies de fluides, ces voies pouvant passer soit par la boîte à eau 54, soit par les canaux annulaires de la pièce 100 pour le plateau supérieur et passant toutes

par les boites à eau 106 et 110 pour le plateau infé-

rieur.

Comme on l'a déjà mentionné, les canaux for-

més sur la pièce 100 seront utilisés de préférence pour acheminer jusqu'au plateau supérieur des fluides tels que l'abrasif utilisé pour l'usinage des pièces, car cette voie présente une grande facilité d'accès et de nettoyage des passages de fluides qui sont pratiquement limités aux tubes souples et démontables 102. Comme

B 8270 GP

l'illustre notamment La figure 5, ces tubes souples 102

sont raccordés sur des passages verticaux 132 traver-

sant le plateau supérieur 24 et débouchant directement sur la face inférieure plane 24a de celui-ci. Cette caractéristique permet en outre, comme on l'a déjà men- tionné, de ne mélanger certains additifs à l'abrasif proprement dit qu'au niveau même de l'usinage, ce qui évite la formation de certains agrégats et améliore

donc la propreté de la machine.

En ce qui concerne les voies de fluides pas-

sant par les boites à eau dans la partie supérieure et

dans la partie inférieure de la machine, elles compren-

nent de façon connue et comme l'illustre schématique-

ment la figure 6a les voies aller 132a et retour 132b

d'un circuit de refroidissement de chacun des plateaux.

Ce circuit, qui comprend en outre pour chacun des pla-

teaux des circuits internes tels que 134 sur les figu-

res 4 et 5, est parcouru par un fluide de refroidisse-

ment généralement constitué par de l'eau.

Conformément à une caractéristique avanta-

geuse de l'invention, l'une des voies passant par les boites à eau dans les parties inférieure et supérieure de la machine est également utilisée pour plaquer sur

chacun des plateaux 12 et 24 une pièce rapportée, dési-

gnée par les références 12b et 24b sur la figure 5, qui définit la surface de travail 12a et 24a de chacun des

plateaux. Cette voie de vide est représentée schémati-

quement en 136, pour chacun des plateaux, sur la figure

6a. Elle se termine au niveau des plateaux par des ca-

naux en spirale sur lesquels viennent se plaquer les

pièces d'usure.

La pièce rapportée 12b, 24b peut être une pièce d'usure ou un support pour un élément d'usure rapporté. Dans ce dernier cas, il est avantageux de placer le circuit de refroidissement directement dans

B 8270 GP

cette pièce.

On a vu que l'un des buts de l'invention est de réaliser une machine permettant de maintenir propres

les zones de travail pendant toute la durée de la pré-

sence-dfes pièces dans la machine. A cet effet, on uti-

lise encore avantageusement les possibilités d'adapta-

tion de la machine dont la structure vient d'être dé-

crite pour ajouter au niveau de l'ensemble supérieur

tournant 40 une voie de nettoyage des dentures de l'en-

grenage intérieur 14 et de l'engrenage extérieur 16.

Cette voie est représentée schématiquement en 138 sur La figure 6b. Comme l'illustre notamment la figure 5,

Le circuit correspondant comporte à l'intérieur du pla-

teau supérieur 24 au moins un canal radial 140 débou-

chant sur les périphéries interne et externe du plateau par des buses 142 orientées vers les dentures de chacun des engrenages 14 et 16. Le fluide véhiculé par cette

voie de nettoyage pourra notamment être de l'eau désio-

nisée, ou encore une émulsion d'air et d'eau, amenés

séparément par deux voies 138 et 144.

Afin de faciliter le nettoyage et conformé-

ment à une autre caractéristique intéressante de l'in-

vention, on voit également sur la figure 5 que les faces supérieures 14b et 16b de chacun des engrenages sont inclinées vers le plateau 12, par rapport à un

plan horizontal, afin de faciliter l'écoulement des dé-

pôts solides et liquides qui tendent à se former à ce

niveau. Cet écoulement ainsi que l'écoulement du liqui-

de contenant l'abrasif est ensuite facilité par la for-

me en trémie donnée à la fois à la partie du bâti 10 supportant l'engrenage extérieur 16 et à la structure de base 112 supportant le plateau inférieur 12, comme

l'illustre la figure 5.

Toujours pour des raisons de propreté, afin notamment d'éviter le séchage des restes d'abrasif sur

B 8270 GP

B 8270 GP

Les pièces après l'ouverture de la machine, la partie supérieure de celleci peut comprendre de plus une voie d'humidification passant également par la boite à eau 54. Cette voie se termine par une buse d'aspersion 140 placée au centre de la pièce 78 en forme d'étoile et créant un brouillard. Cette voie est particulièrement intéressante dans le cas des grosses machines dont le déchargement est relativement long, car le séchage des abrasifs sur les pièces risque ensuite de s'opposer à

un nettoyage correct de celles-ci.

Les commandes de la voie de rinçage des en-

grenages et de la voie d'humidification à l'ouverture peuvent être faites par des électro-vannes montées sur la partie non tournante de la machine ou au centre de la pièce 78 en forme d'étoile. Dans ce dernier cas, qui est représenté schématiquement sur la figure 6b, les voies 138 et 144 sont respectivement une arrivée d'eau et une arrivée d'air. Une association d'éLectro-vannes

146 avec une fonction OU permet de sélectionner à vo-

lonté l'alimentation des buses de rinçage 142 des en-

grenages de la buse 140 lorsque la machine est ouverte.

Conformément à une dernière caractéristique

liée à l'aspect fluidique de la machine, les voies si-

tuées à chacune des extrémités des boites à eau 54, 106 et 110 sont des voies de drainage permettant de pallier à une éventuelle fuite accidentelle ou due à l'usure de

l'une quelconque de ces boites. Dans le cas précédem-

ment décrit o des pièces d'usure rapportées sont main-

tenues par une voie de vide sur chacun des plateaux, cette voie de vide est placée à une des extrémités de chacune des boites à eau et remplace ainsi l'une des

voies de drainage.

La structure de la machine selon l'invention

permet aussi, notamment dans sa partie haute, de réali-

ser une instrumentation in situ qui peut être adaptée à

B 8270 GP

volonté aux conditions d'usinage envisagées.

Ainsi, comme l'illustre à titre d'exemple la figure 5, un ou plusieurs capteurs 148 peuvent être implantés dans le plateau supérieur 24, par exemple pour mesurer la température ou l'épaisseur des pièces en cours d'usinage. Chaque capteur 148 est relié par un conducteur électrique correspondant 94 passant par le passage central ménagé dans la partie tournante 40 au

circuit correspondant du module de prétraitement élec-

tronique 52.

La structure décrite permet également d'im-

planter sur la machine une instrumentation plus comple-

xe permettant notamment de contrôler à tout moment

l'équilibrage des poussées appliquées sur les faces su-

périeure et inférieure des pièces et les vitesses de rotation relatives des plateaux et des satellites entre Les plateaux, afin d'éviter, notamment dans le cas de pièces minces, que celles-ci ne soient soumises à des

efforts mal équilibrés conduisant par exemple à un bat-

tement des pièces à l'intérieur des satellites. A cet effet, il est souhaitable de connaître les vitesses réelles des plateaux ainsi que les poussées exercées

sur les faces supérieure et inférieure des pièces.

En ce qui concerne la mesure de la vitesse de rotation du plateau supérieure elle peut être effectuée aisément dans le module de prétraitement électronique 52. Une mesure comparable de la vitesse de rotation du

plateau inférieur peut également être faite sans diffi-

culté. * 30 De plus, le couple exercé sur la pièce par le

plateau supérieur peut être aisément mesuré en interpo-

sant un capteur 150 entre- la pièce 78 en forme d'étoile et la colonne 56, comme l'illustre très schématiquement la figure 6c. Une mesure de la pression appliquée sur le plateau supérieur peut astucieusement être combinée

B 8270 GP

avec cette mesure de couple dans le même montage. Les signaux délivrés par ce montage sont transmis par des conducteurs électriques logés dans le passage central de la partie supérieure tournante jusqu'au module de prétraitement électronique embarqué 52. En ce qui concerne la mesure du couple du plateau inférieur, elle est très délicate à réaliser directement et peut être remplacée par une mesure de la poussée exercée sur l'engrenage extérieur 16 par les

satellites. Cette mesure peut être effectuée très sim-

plement en montant l'engrenage 16 sur le bâti 10 par l'intermédiaire d'une liaison élastique dans le sens de la rotation. Un capteur de déplacement 152 (figure 6c) associé à cette liaison permet alors d'apprécier le

sens et l'intensité de la poussée.

Les informations fournies par les capteurs

et 152 peuvent alors être utilisées après traite-

ment dans Le circuit 88, par exemple pour réguler à

l'aide d'un asservissement approprié la vitesse de ro-

tation du plateau supérieur. Cela permet de régler la

poussée à volonté et de différencier les poussées exer-

cées sur les deux faces des pièces en agissant sur les

moteurs commandant la rotation des plateaux.

Une autre possibilité d'instrumentation in-

téressante a été représentée sur les figures 1 et 2.

Elle permet notamment de contrôler en permanence

l'épaisseur des pièces usinées, de détecter une éven-

tuelle rupture d'une pièce en cours d'usinage et éviter la casse accidentelle des pièces lors de l'ouverture de

la machine. Comme l'illustrent les figures 1 et 2, le fourreau 74 supportant la partie

supérieure tournante est monté sur la console 22 par l'intermédiaire d'une liaison élastique 154 selon l'axe de rotation vertical de l'ensemble. Cette liaison élastique est

B 8270 GP

constituée dans le mode de réalisation représenté par des ressorts de compression comprimés entre le fourreau et la console. Les déplacements autorisés par cette

liaison élastique sont mesurés par un détecteur de dé-

placement 156 interposé entre le fourreau 74 et la con-

sole 22.

Lorsque la machine est en cours d'usinage, le

déplacement mesuré par le détecteur 156 est représenta-

tif de la pression de travail appliquée sur les pièces.

De plus, pour une pression de travail nominal donné, la détection d'un accroissement instantané de la pression

au-deLà d'un seuil admissible au-dessus de cette pres-

sion nominale permet de détecter instantanément tout incident tel que la rupture d'une pièce. Il est alors possible à t'aide du circuit de traitement électronique 88 (figure 1) de commander instantanément l'arrêt de la

machine. La casse peut ainsi être limitée au maximum.

De plus, lorsque la machine est ouverte, la

position repérée par le détecteur 156 correspond norma-

lement au poids de L'ensemble des parties mobiles sus-

pendues par les ressorts 154 sur la tête 22 de la ma-

chine. Si cette détection est suffisamment précise, il est donc possible lors de l'ouverture de la machine de détecter immédiatement une augmentation de poids par rapport au poids nominal résultant de l'adhérence des

pièces sur Le plateau supérieur. Lorsqu'une telle si-

tuation se présente, le circuit de traitement électro-

nique 88 peut être conçu de telle sorte qu'il commande immédiatement un système d'asservissement de position

indépendant du système de mesure de pression par sus-

pension élastique, cette suspension étant alors neutra-

Lisée. Cet asservissement de position assure dans un premier-temps un léger relèvement du plateau supérieur (quelques dizièmes de mm) et, dans un deuxième temps, une rotation à vitesse lente de ce plateau conduisant à

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une rupture d'adhérence des pièces sans dommage.

Bien entendu, de nombreuses autres possibi-

lités sont permises par la machine selon l'invention, aussi bien en ce qui concerne l'adjonction de voies hydrauliques supplémentaires que l'adjonction de dé-

tecteurs éventuellement liés à des circuits d'asservis-

sement appropriés.

En ce qui concerne maintenant la planéité des pièces usinées dans la machine selon l'invention, la référence de base est constituée par le bâti, et plus précisément par la branche inférieure horizontale de celuici. Cette référence est amintenue au niveau de la pièce de base 112, par l'intermédiaire des roulements

qui la supportent. Elle est ensuite transmise au pla-

teau inférieur 12 par des bras formés sur la structure 112, sur laquelle le plateau inférieur peut jouer dans

le plan horizontal indépendamment de la pièce 112.

Comme l'illustre notamment la figure 2, le plateau supérieur 24 est également fixé aux extrémités

des bras de la pièce 78 en forme d'étoile par linter-

médiaire d'entretoises élastiques 160 dont la compres-

sion peut être réglée au moyen de vis 162.

Grâce à ces caractéristiques, il est possible

de s'affranchir des déformations dues aux formes ina-

daptées des pièces, en particulier en séparant les par-

ties actives des plateaux, qui sont soumises aux fluc-

tuations thermiques, de leur support.

Comme on vient de le voir, le plateau infé-

rieur sert donc de plan de référence. En ce qui concer-

ne le-plateau supérieur, un réglage effectué sur les vis 162 avant l'usinage permet de régler parfaitement

le plateau supérieur par rapport à la référence consti-

tuée par le plateau inférieur. Au moment de la fermetu-

re de la machine, on est ainsi assuré d'un parfait appui. En fonctionnement, le montage élastique permet

B 8270 GP

de favoriser l'homogénéité de répartition de pression et de s'affranchir des déformations toujours possibles

des bras de l'étoile ou de la console.

Comme l'illustrent notamment les figures 2 et 5, une plaque de protection translucide 147 peut être montée sur la pièce annulaire 100, au-dessus de la pièce 78 en forme d'étoile, afin de protéger les vis 162 servant à fixer le plateau. De même une plaque de protection fixe 149 peut être placée autour du plateau supérieur 24, au-dessus des buses 142, afin notamment de préserver l'opérateur de celles-ci et des bords des

satellites 18 qui dépassent des plateaux.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre

d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. En par-

ticulier, on a déjà eu l'occasion de mentionner que le

supportage de la tête mobiLe peut être réalisé de ma-

nière différente de celle qui a été décrite, et par

exemple au moyen d'une console fixe, d'une console pi-

votante, d'un portique ou d'un bras articulé. Selon le cas, les moyens commandant l'application de la pression sur le plateau supérieur peuvent agir directement au niveau du fourreau, sur le bras articulé, ou à la base

de la console comme cela a été décrit. De plus, l'orga-

ne de génération de pression peut être pneumatique, hydraulique ou électromécanique comme dans le mode de réalisation décrit. Dans les deux premiers cas, il est nécessaire d'intercaler dans le dispositif une butée variable électromécanique si l'on désire réaliser un

contrôle de position à l'aide d'un détecteur approprié.

On remarquera également que le caractère mo-

dulaire de la machine selon l'invention permet de réa-

liser des machines plus ou moins complexes selon l'uti-

lisation envisagée, ces machines pouvant toujours être complétées ultérieurement, notamment au niveau de

B 8270 GP

l'instrumentation. Ainsi, il est possible, bien que peu avantageux, de réaliser seulement la tête de la machine de façon modulaire, la partie inférieure étant alors classique. On peut également ne pas équiper dès le départ la machine d'un module de prétraitement électro- nique. L'insertion ultérieure d'un tel module se fera alors sans aucune difficulté, le passage axial 92 étant

prévu dans tous les cas dans une telle éventualité.

Enfin, il est clair que le dispositif élec-

tro-fluidique permettant de relier la partie tournante de la tête de la machine à la console non tournante qui

la supporte peut trouver des applications dans de nom-

breuses autres machines, appareillages et structures comportant une partie tournante équipée d'instruments

de mesure et/ou de contrôle et à circulation de fluide.

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Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Machine d'usinage des faces planes paral-

lèles et opposées de pièces (20) montées dans des sa-

tellites supports (18), ladite machine comprenant: - un plateau annulaire horizontal supérieur (24) et un plateau annulaire horizontal inférieur (12), lesdits plateaux étant aptes à recevoir entre eux au moins trois satellites (18) supports de pièces, - un engrenage extérieur (16) et un engrenage central

(14) disposés au niveau de la face supérieure du pla-

teau inférieur, ces engrenages étant aptes à s'engre-

ner sur une denture externe (18a) des satellites, - une structure de base comportant un bâti support fixe (10), des premiers moyens (34, 42, 55) pour entraPner en rotation Le plateau supérieur et des deuxièmes moyens (36, 44, 111) pour commander la rotation du plateau inférieur, des moyens (26) pour commander

L'application d'une pression de travail sur le pla-

teau supérieur et pour commander l'ouverture de la machine, et des troisièmes moyens (38, 48, 107) pour

commander La rotation de l'un au moins desdits engre-

nages, et - des moyens (54, 100, 106, 110) de transmission de fLuides entre des postes associés au bâti et chacun des plateaux, ces moyens comprenant des boites à eau

(54, 106, 110),

- les plateaux (12, 24) et les engrenages (14,16) ayant en fonctionnement un axe vertical commun, caractérisé en ce que ladite machine comprend une tête (11) mobile selon une direction verticale par rapport

au bâti, comportant une première colonne (56) d'entrai-

nement en rotation et des modules à éléments standards et interchangeables, accessibles sans démontage de la structure de base de la machine, ces modules comprenant au moins une boite à eau supérieure (54) et une pièce

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(78) supportant le plateau supérieur, chacun des modu-

les et la colonne d'entraînement (40) présentant un

passage axial (92).

2. Machine d'usinage selon la revendica-

tion 1, caractérisée en ce que lesdits modules compren- nent de plus un module (52), d'alimentation électrique et de prétraitement électronique des signaux délivrés par des instruments de mesure (148, 150) associés au

plateau supérieur.

3. Machine d'usinage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus: - un transformateur tournant (86) disposé selon ledit

axe vertical commun, entre le bâti et l'ensemble su-

périeur tournant (11), pour alimenter ledit module

d'alimentation électrique et de prétraitement élec-

tronique (52) ou des organes rapportés à partir d'une source d'alimentation électrique (84) associée au bâti; - un système électrooptique (90) disposé selon ledit

axe vertical commun entre le bâti et l'ensemble supé-

rieur tournant (11), pour transmettre audit système

de traitement électronique (88) des signaux électri-

ques délivrés par le module d'alimentation et de pré-

traitement (52), et - des conducteurs électriques (94) logés dans ledit

passage axial (92), ces conducteurs reliant les ins-

truments de mesure (148, 150) et le module d'alimen-

tation et de prétraitement.

4. Machine d'usinage selon la revendica-

tion 3, caractérisée en ce que lesdits instruments de

mesure comprennent au moins l'un des détecteurs su-

ivants: - un détecteur de couple de rotation (150) interposé entre ladite colonne d'entraînement (56) et la pièce (78) supportant le plateau supérieur;

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- un détecteur de température (148) monté dans le pla-

teau supérieur (24);

- un détecteur d'épaisseur monté dans le plateau supé-

rieur; - un détecteur de pression (150) placé au centre de

ladite pièce (78) supportant le plateau supérieur.

5. Machine d'usinage selon la revendica-

tion 4, caractérisée en ce que le détecteur de couple

de rotation est associé au détecteur de pression (150).

6. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'en-

grenage extérieur (16) est monté sur le bâti (10) par l'intermédiaire d'une liaison élastique dans le sens de la rotation, un capteur de déplacement circonférentiel

(152) étant interposé entre le bâti et ledit engrenage.

7. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que

ladite machine comprend un ensemble inférieur (46) com-

portant une deuxième colonne (108) d'entraînement en rotation de l'engrenage central (14), une pièce (112) d'entraînement en rotation du plateau inférieur (12) et des modules à éléments standards et interchangeables, accessibles sans démontage de la structure de base de

la machine, ces modules comprenant une boîte à eau mé-

diane (106), une boîte à eau inférieure (110), l'engre-

nage central (14) et le plateau inférieur (12), chacune des boîtes à eau, la deuxième colonne d'entraînement et

l'engrenage central présentant un passage axial (126).

8. Machine d'usinage selon la revendica-

tion 7, caractérisée en ce que les moyens de transmis-

3 sion de fluide comprennent: - dans la tête mobile (11), la boîte à eau supérieure (54), des passages de fluide périphériques ménagés dans la première colonne (56) et dans la pièce (78) supportant le plateau supérieur et des conduits (98) reliant ces passages au plateau supérieur (24), et

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- dans L'ensemble inférieur (46), la boite à eau infé-

rieure (110), des passages de fLuide périphériques

dans La deuxième colonne (108), La boite à eau média-

ne (106) et des passages (128) ménagés dans la pièce (112) d'entraînement en rotation du plateau infé- rieur.

9. Machine d'usinage selon La revendica-

tion 8, caractérisée en ce que Les moyens de transmis-

sion de fluide associés à la tête (11) et à l'ensemble inférieur (46) comprennent: - une voie aller (132a) et une voie retour (132b) pour un fluide de refroidissement des plateaux (12, 24), et - une voie de vide (136) servant à plaquer une pièce rapportée (12b, 24b) sur chacun des plateaux

(12, 24).

10. Machine d'usinage selon la revendica-

tion 9, caractérisée en ce que les moyens de transmis-

sion de fluide associés à la tête (11) comprennent de plus au'moins une voie (138, 144) d'amenée d'un fluide

de nettoyage des dentures (16a, 14a) de l'engrenage ex-

térieur et de l'engrenage central, ces voies débouchant par des buses (142) fixées sur les périphéries externe

et interne du plateau supérieur.

11. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les

moyens de transmission de fluide associés à la tête (11) comprennent de plus au moins une voie (138, 144)

d'amenée d'un fluide d'humidification du plateau infé-

rieur (12) lorsque le plateau supérieur (24) est éloi-

gné de celui-ci, cette voie débouchant par une buse (140) fixée au centre de la pièce (78) supportant le

plateau supérieur.

12. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que les

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voies d'extrémité de chacune des boîtes à eau (54, 106, ) sont la voie de vide (136) correspondante et une

voie de drainage correspondante.

13. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que

les moyens de transmission de fluide comprennent de

plus une pièce (100) fixée sur ladite pièce (78) sup-

portant le plateau supérieur et présentant au moins deux canaux circulaires (100a) concentriques, des tubes (104) fixés au bâti et alimentant séparément chaque canal à partir d'un poste d'alimentation approprié, et des tubes (102) souples et démontables reliant chacun des canaux (100a) au plateau supérieur (24), de telle sorte que Les fluides admis dans les canaux descendent

jusqu'à ce dernier par gravité.

14. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que

L'engrenage extérieur (16) et l'engrenage central (14)

présentent en section un bord supérieur (16b, 14b) in-

cliné par rapport à un plan horizontal.

15. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que

le plateau inférieur (12) est monté sur la pièce d'en-

traînement en rotation du plateau inférieur, de façon à pouvoir se déplacer horizontalement par rapport à ce dernier et en ce que le plateau supérieur (24) est fixé aux extrémités des bras de la pièce (78) supportant le plateau supérieur par des moyens de fixation élastiques

réglables (160, 162).

16. Machine d'usinage selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que

Ladite première colonne (56) tourne dans un fourreau

(74) fixé sur le bâti (10) de la machine par l'intermé-

diaire de moyens élastiques (154) autorisant un débat-

tement axial, les instruments de mesure comprenant un

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détecteur (156) de position axiale du fourreau (74) par rapport au bâti, ce détecteur indiquant le poids de l'ensemble supérieur (11) en L'absence de contact entre les plateaux et la pression axiale appliquée sur les pièces (20) lorsque les plateaux sont en contact.

17. Machine selon la revendication 16, ca-

ractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (88) pour commander l'arrêt immédiat de la machine lorsque la pression indiquée par le détecteur (156) excède d'une

vaLeur donnée une pression nominale de fonctionnement.

18. Machine selon l'une quelconque des reven-

dications 16 et 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (88) pour commander la mise en oeuvre des moyens (26) commandant l'ouverture de la machine d'un

relèvement limité du plateau supérieur, puis pour met-

tre en oeuvre à vitesse réduite lesdits premiers moyens

(34) lorsque le poids indiqué par Le détecteur de posi-

tion (156) excède d'une valeur donnée le poids nominal

de l'ensemble supérieur.

19. Dispositif de transmission de courant et de fluide entre une structure tournante (40) et une structure non tournante (22), caractérisé en ce que la

structure tournante comprend des moyens (53) de pré-

traitement électronique embarqués, un passage axial (92) pour des conducteurs électriques de Liaison entre les moyens de prétraitement et des instruments embarqués (146, 148, 150) et un faisceau de passages de fluide

périphériques (68b) débouchant dans des gorges axiale-

ment espacées (64a) communiquant par des passages (64b) de la structure non tournante avec un connecteur de

raccordement (96), un transformateur tournant (86) dis-

posé selon l'axe de la structure tournante (40), entre

celle-ci et la structure non tournante (22), pour ali-

menter lesdits moyens de prétraitement (53) à partir d'une source d'alimentation (84) associée au bâti et un système éLectro-optique (90) disposé selon ledit axe

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pour transmettre à la structure non tournante (22) des

signaux électriques déLivrés par les moyens de prétrai-

tement électronique.

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