Brevet FR2223125A1 — publié le 19741025

L'invention a pour objet un dispositif de support du tracé à suivre pour les machines dans lesquelles le déplacement d'un outil est asservi à un tracé. Elle est, en particulier, destinée à s'appliquer aux machines d'oxycoupage à déplacement omnidirectionnel de la tête de lecture et des chalumeaux qui lui sont asservis, dans lesquelles le déplacement est obtenu par des translations successives suivant les coordonnées cartésiennes différentielles des points du tracé figurant le contour de la pièce à découper dans une tôle. Ces machines comportent généralement une têté de lecture qui suit le tracé, son mouvement étant commandé par deux moteurs électriques qui en définissent les deux composantes et sont asservis au moyen d'un circuit électronique qui met en oeuvre des signaux électriques issus de la tête de mesure. Une machine de ce type permet en particulier de découper en même temps dans une tôle un certain nombre de pièces identiques, en disposant le même nombre de chalumeaux asservis décalés convenablement suivant l'axe des abscisses par exemple. On peut recommencer 11 opération de façon à utiliser toute la surface de la tôle, en utilisant plusieurs tracés identiques décalés longitudinalement les uns par rapport aux autres, (i.e. suivant l'axe des ordonnées), selon la méthode dite "en chapelet"0 Il est avantageux d'obtenir la répétition de la découpe à partir d'un tracé unique en décalant longitudinalement le support du tracé à suivre par des moyens automatiques après chaque opération de découpe.Il en résulte le double avantage que les pièces sont rigoureusement identiques puisqu'elles sont découpées suivant un tracé unique, et que le temps de répétition du tracé est économisé. De plus, l'intervention d'un personnel qualifié n'est nécessaire que pour le réglage de la machine avant les opérations automatiques, et ce réglage est facile et rapide, Un dispositif capable de réaliser la répétition de la découpe est notamment décrit dans la demande de brevet français n0 73.09011 du 14 mars 1973 déposée par la Demanderesse pour "Perfectionnement aux machines asservies à un tracé", Cependant, ce dernier dispositif n'est utilisable que sur des machines capables de suivre un contour mEme réduit à un trait d'épaisseur faible.Il est souhaitabi#. les avantages à toutes les machines semblables, y compris celles qui ne peuvent suivre qu'un trait présentant des rayons de courbure supérieurs à une valeur minimale. Le dispositif décrit dans la demande de brevet précédemment citée comporte. l'ustilisation d'un tracé auxiliaire prolongeant le tracé principal représentant la pièce à exécuter pour commander la répétition automatique de la découpe ; il est avantageux qu'un tracé auxiliaire remplissant la même fonction, soit porté par une pièce différente de celle qui porte le tracé principal et qu'un mouvement relatif des deux tracés permette d'éviter que les chalumeaux ne repassent sur un endroit déjà découpé, ce qui aurait pour effet de les désamorcer, L'invention a pour objet un support de tracé, solidarisableau lecteur de la machine au moyen d'une commande répondant à la lecture d'un tracé auxiliaire pour obtenir la répétition des opérations de lecture et de découpe, caractérisé par des organes supportant le tracé principal du modèle à reproduire, des organes supportant le tracé auxiliaire en prolongement du tracé principal, des moyens d'opérer au moins un déplacement relatif prédéterminé des organes supportant le tracé principal et des organes supportant le tracé auxiliaire, et des moyens de commande dudit déplacement relatif prédéterminé associés à la commande de solidarisation du dispositif au lecteur, Ce dispositif a L'avantage de permettre l'utilisation d'un meme tracé auxiliaire rigoureusement conforme aux caractéristiques de la machine employée en n1 exigeant qu'une adaptation facile de chaque tracé principal du modèle à exécuter pour qu'il se raccorde exactement au tracé auxiliaire, ce qui procure un gain de temps appréciable, D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront clairement à l'aide de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif Aux dessins annexésss La figure 1 représente une vue d'ensemble schématique d'une machine d'oxycoupage équipée du dispositif suivant l'invention La figure 2 est une vue en élévation détaillée du dispositif suivant l'invention La figure-3 est une vue en plan détaillée du dispositif suivant l'invention La figure 4 est un schéma électrique des commandes de solidarisation et de déplacement des éléments du dispositif La figure 5 représente un exemple de disposition relative du tracé principal et du tracé auxiliaire conformément à l'invention La figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 7 La figure 7 est une vue en plan d'une variante du mécanisme actionnant la languette qui porte le tracé auxiliaire dans le cas d'une machine à lecture de silhouette La figure 8 est un schéma-électrique de la commande correspondant à l'emploi de la variante de la figure 6 ; et La figure 9 représente un exemple de disposition relative du tracé principal et du tracé auxiliaire dans le# cas d'une machine à lecture de silhouette utilisant le mécanisme de la figure 6o La figure 1 représente schématiquement une machine d1oxy- coupage effectuant la découpe d'une tôle au moyen de chalumeaux dont le déplacement est asservi à la lecture d'un tracé, Les chalumeaux, tels que celui qui porte la référence 1, sont montés dans un support 2 qui peut coulisser le long d'un tube horizontal 3 solidairement à un dispositif lecteur 10 Le tube 3 peut subir lui-m8me une translation perpendiculaire à sa direction par l'intermédiaire d'un chariot 4 dont il est solidaire et qui peut glisser sur un rail 5.Ainsi le lecteur et le groupe des chalumeaux peuvent effectuer solidairement, chacun dans un plan parallèle à celui d'une table 6, un mouvement qui peut entre quelconque et est entièrement défini par sa composante transversale (c'est-à-dire parallèle au tube n) et sa composante longitudinale (c'est-à-dire perpendiculaire au tube 390 Les organes d'asservissement du déplacement solidaire du lecteur et des chalumeaux au tracé à partir des signaux électriques fournis par la lecture sont connus en soi et ne sont pas représentés, Le dispositif suivant l'invention, qui repose sur la table 6, est constitué de trois éléments : une plaque support 7, pouvant glisser sur la table 6 à frottement très doux et destinée à recevoir le tracé à reproduire, un cadre rectangulaire 8 > supportant la majeure partie du poids de la plaque support 7 pour assurer le glissement très doux, et un bloc porte-languette 9, suspendu au cadre 8 et comportant le mécanisme du déplacement de la languette Il qui porte le tracé auxiliaire assurant la reprise de la lecture, comme on l'expliquera plus loin, Les figures 2 et 3 représentent particulièrement la plaque support 7 et le cadre 8o Le cadre 8 repose à une extrémité, la gauche par exemple, sur un rail 13, fixé à la table 6 suivant une direction perpendiculaire au tube 3, par l'intermédiaire d'une paire de galets à gorge 14 qui le laissent libre de se déplacer longitudinalement par rapport à la table 6o Le cadre 8 repose d'autre part sur une paire de galets à gorge 15a et 15b dont les axes 16 sont fixés au lecteur 10 ; il peut ainsi accompagner le lecteur dans ses mouvements longitudinaux en avant ou en arrière, sans l'accompa- gner dans ses mouvements transversaux vers la gauche ou vers la droite, A l'autre extrémité, à droite dans l'exemple choisi, le cadre 8 se termine par une barre 17 offrant un chemin de roulement à une paire de galets à gorge 18 dont les axes 19 sont fixés à un assèmblage de montants verticaux 20 dont la base est fixée à la plaque support 7.La rigidité des montants verticaux 20 est assurée par des croisillons, ou toute autre pièce appropriée, À l'extrémité gauche, dans l'exemple choisi, la plaque support 7 est pliée en un redan 21 sur lequel sont fixés des axes 22a et 22b, parallèles au tube 3, servant de pivots à une paire de galets à chanfrein 23a et 23b, Ces derniers peuvent rouler le long d'une rainure 24 pratiquée dans la face supérieure droite 25 de la base du rail 13. Il est clair que le redan 21, au lieu autre obtenu par pliage de la plaque support 7 peut être constitué par une pièce rapportée.Il est clair également que les galets 23 pourraient entre des galets à gorge roulant sur une cornière de section suffisamment inférieure à la section du rail 13, rapportée sur celui-ciO Gracie à la disposition des éléments qu'on vient de décrire, les galets à gorge 18 permettent à la plaque support 7 de rester fixe par rapport à la table 6 quand le lecteur 10 se déplace longitudinalement, tandis que les galets à chanfrein 23 permettent à la plaque support 7 d'accompagner le vecteur 10 et le cadre 89 dans leur déplacement longitudinal quand des organes de solidarisation de la plaque support 7 au cadre 8 entrent en action, Ces organes de solidarisation sont constitués par un vérin électrique 26 fixé aux montants verticaux 20 et pouvent mouvoir longitudinalement un électro-aimant 25 auquel la face inférieure de la barre 17 tient lieu d'armature, Ainsi, quand l'électroaimant 25 est seul excité, la plaque-support 7 est simplement solidarisée au cadre 8 ; ettquand l'électro-aimant 25 et le vérin 26 sont alimentés ensemble, ils assurent un déplacement limité de la plaque support 7 par rapport au cadre 8, comme on en verra la raison plus loin.Le moteur du vérin 26 est , par#exemple, un moteur pas à pas auquel on applique une commande de 200 pas pour obtenir un déplacement de 10 mm, A son extrémité gauche, dans l'exemple choisi, le cadre 8 supporte un dispositif de commande automatique de la translation longitudinale maximale de 11 ensemble de support du tracé, analogue au dispositif décrit dans la demande de brevet précédemment citée Un bottier 30 est fixé par sa partie supérieure à l'extrémité arrière gauche du cadre 8, en porte-à-faux au dessus de la partie gauche de la semelle du rail 13.Le bottier 30 supporte une tige horizontale 32 sur laquelle peut coulisser librement entre deux butées réglables 33 et 34 la partie supérieure d'un plateau électromagnétique 31 qui peut glisser à frottement doux sur la semelle du rail 13 quand il n'est pas excité, et qui est alors ramené contre la butée 34 par deux ressorts 35 et 36 fixés au plateau 31 par une extrémité et au bottier 30 par l'autre extrémité. Quand le plateau 31 est excité, il adhère au rail 13 si le lecteur 10 et le cadre 8 se déplacent alors longitudinalement suivant le sens positif des ordonnées, la butée 33 finit par être arrêtée par le plateau 31.La tige 32, qui peut glisser d'environ 5 mm dans un manchon 41, agit alors par une came 37 située à son extrémité à l'intérieur du bottier 30, sur le levier 28 d'un interrupteur fin de course 29o Un ressort 40 la sollicite vers sa position de repos au fond du bottier 30. Le bloc-porte-languette 9 est suspendu à deux profilés 44 et 42, fixés sous le cadre 8 parallèlement à l'axe des ordonnées et sur lesquels deux paires de galets 43 lui permettent de se déplacer longitudinalement. il est constitué de deux parois verticales 44 et 45 et d'un fond 46 qui vient affleurer la surface de la plaque-support 7 et qui porte en prolongement vers la droite, dans l'exemple choisi, la languette 11.Sur l'une des parois est fixé un vérin 47, identique au vérin 26, destiné à mouvoir un électro-aimant 48 dont l'armature est constituée par le profilé t par exemple, Un plateau électro-magnétique 49 est fixé au fond 46, et permet de solidariser le bloc 9 avec la plaque-support 70 Ainsi, le bloc 9 est tant8t fixe par rapport à la plaque-support 7, tantôt susceptible d'un déplacement limité avec précision par rapport au cadre 8o Un interrupteur fin de course 50 est fixé sur la paroi de droite, dans l'exemple choisi. il est actionné par le lecteur 10 quand celui-ci termine sa translation de droite à gauche en suivant le tracé auxiliaire porté par la languette 11. La figure 4 représente le schéma électrique de la commande des électro-aimants et des moteurs. Cette commande comporte deux relais principaux 74 et 90 alimentés respectivement par les interrupteurs fin de course 50 et 29 à partir d'une alimentation 73. Deux relais auxiliaires 80 et 85, du type à désarmement automatique temporisé, alimentés respectivement par les contacts 77 et 76 du relais 74, -commandent les génerateurs d'impulsions 93 et 92, connus en soi, qui déterminent le nombre de pas dont avancent les moteurs pas à pas 47 et 26o Le fonctionnement du dispositif sera mieux compris en décrivant un cycle complet de lecture du tracé de la pièce à exécuter, dans le cas d'une machine à lecture de trait, Le tracé auxiliaire porté par la languette 11 a la forme, représentée sur la figure 7, d'une lettre C capitale, allongée horizontalement, dont les extrémités aboutissent perpendiculairement au bord droit de la languette 11, dans l'exemple choisi pour la réalisation. Le tracé de la pièce à exécuter est ouvert dans sa partie la plus à gauche et épanoui en deux traits 94 et 95 parallèles à l'axe des abscisses avec un écartement égal à celui des extrémités du tracé auxiliaire 96 et 97. Avant toute opération, le tracé de la pièce à exécuter est soigneusement disposé de façon que le trait supérieur 94 du tracé principal vienne en prolongement de l'extrémité inférieure 97 du tracé auxiliaire0 En supposant qu'au début du cycle le lecteur se trouve audessus de ce trait inférieur 97 du tracé auxiliaire, le lecteur, en continuant à le suivre, vient appuyer sur l'interrupteur fin de course 50 qui excite le relais 74 (figure 7). Le plateau électromagnétique 31, alimenté par le contact 78, adhère au rail 13. Le relais 85 est alimenté par le contact 76, tandis que l'alimentation du relais 80 est coupée par l'ouverture du contact repos 77. Le plateau électromagnétique 49, par l'ouverture du contact repos 88 laisse la porte-languette 9 libre par rapport à la plaque-support 7, tandis que l'électro-aimant 48, alimenté par le contact 87 solidarise pour un temps le porte languette 9 avec le cadre 8. Le vérin 26, alimenté par le contact 86, et l'électro-aimant 25, alimenté par le contact 75, déplacent la plaque support 7 par rapport au cadre 8, dans le sens positif des ordonnées, d'une longueur égale au double de l'écart des traits 96 et 97 (figure 5). Le trait inférieur 95 du tracé principal 99 vient en face du trait supérieur 96 du tracé auxiliaire.Le relais 85 retombe alors, coupant l'alimentation de l'électro-aimant 48 et du moteur 26, et alimentant l'électro-aimant 49. L'électro-aimant 25 reste excité par le contact 75. Le porte-languette 9 est donc de nouveau solidaire de la plaque support 7 et celle-ci est solidarisée au cadre 8 par l'électro-aimant 25o Pendant ce temps, le lecteur 10#a continué son mouvement vers la gauche, et il aborde la partie semi-circulaire du tracé auxiliaire. Il entraine la plaque-support 7 et le portelanguette 9 suivant la composante de son mouvement dans le sens positif des ordonnées jusquà ce que la butée 33 (figure 2) soit arrêtée par le plateau magnétique 31. La fermeture de l'interrupteur 29 sous l'action de la tige 32 et de la came 37 coupe l'alimentation de l'électro-aimant 25 par l'ouverture du contact repos 91 du relais 90.La plaque-support 7 et le portelanguette 9 cessent d'être entraînés, et le lecteur termine l'exploration du tracé auxiliaire, pour passer sur le trait inférieur 95 du tracé principal, Alors le contact 50 s'ouvre et le relais 74 est désarmé, alimentant le relais 80 par le contact repos 77o L'alimentation du plateau magnétique 49 est coupée par le contact repos 83, tandis que 1'électro-aimant 48 est alimenté par le contact 82 et le vérin 47 est alimenté par le contact 81. Le porte-languette est déplacé par rapport à la plaque-support 7 dans le sens positif des ordonnées, de façon que leirait inférieur 97 du tracé auxiliaire revienne en face du trait supérieur 94 du tracé principal.En meme temps, l'ouverture du contact 78 coupe l'alimentation du plateau électro-magnétique 31 qui est rappelé contre la butée 34 par les ressorts 35 et 36. Puis le relais 80 se désarme, le porte languette 9 redevient solidaire de la plaque-support 7 et tout est prêt pour un nouveau cycle quand le lecteur aura terminé le parcours du tracé principal0 Bien que le dispositif fonctionne suivant le processus p précédent avec tous les types de machine d'oxycoupage, dans le cas où on utilise une machine capable de suivre le contour d'une silhouette, telle que la machine décrite dans la demande de brevet citée précédemment, une variante de bloc porte-languette peut entre utilisée ; elle est représentée aux figures 6 et 7o Un bloc porte-languette 12 est placé contre I-e redan 21 à l'extrémité gauche de la plaque-support 7 dans l'exemple choisi I il est fixé sur la plaque-support, par exemple, par deux plateaux électro-magnétiques 51 et 52. Le bloc porte-languette 12 est constitué d'un châssis parallélépipédique dont une grande face repose sur la plaque support 7, sa plus grande dimension étant sensiblement parallèle à l'axe des ordonnées. À la partie supérieure, il comporte deux paires de cornières transversales 53, 54, 55 et 56. Les cornières 54, 55 et 56 sont traversées par un axe 57 qui peut coulisser longitudinalement sous l'action d'un électro-aimant 58 dont le plongeur est fixé à l'une de ses extrémités. L'autre extrémité de l'axe, qui se prolonge au-delà du châssis, est munie d'un bouton 59 qui permet d'en commander manuellement la rotation et le coulissement. Un ressort de rappel 61 sollicite l'axe vers sa position de repos relativement au coulissement et un contrepoids 62 le sollicite vers sa position de repos relativement à la rotation. L'axe 57 peut aussi opérer une rotation automatique sous l'action d'un électro-aimant 64 dont l'armature 65 constitue un bras de levier solidarisé à l'axe. Deux autres leviers 66 et 67 sont entraînés par la rotation de l'axe 57 par leurs extrémités supérieures, et sont articulés, à leurs extrémités inférieures, à la languette 63 par l'intermédiaire d'un pivot 68 et d'une pièce 69 rivée à l'extrémité gauche de la languette 63 et faisant office de coussinets pour le pivot 68. La languette 63 est ainsi positionnée avec précision et peut glisser horizontalement sur la plaque support soit dans la direction des ordonnées par le coulissement de l'axe, soit dans-la direction des abscisses par la rotation.A l'extrémité droite, la languette 63 comporte une lamelle 70, située sensiblement au tiers de ce côté droit, et la prolongeant dans le sens positif des abscisses, la partie du bord droit inférieure à la lamelle étant en retrait vers la gauche par rapport à la partie supérieure-, dans l'exemple choisi. Le bloc porte-languette 12 comporte en plus, à l'extérieur de sa face latérale droite, dans l'exemple choisi, un levier 71 qui peut actionner un interrupteur 72, à la fin de-course à gauche du mouvement en abscisses du lecteur 10. La figure 8 représente le schéma électrique de la commande correspondant au dispositif équipé du porte-languette 12. Cette commande comporte deux relais principaux 100 et 105 alimentés respectivement par les interrupteurs fin de course 72 et 29 à partir de l'alimentation 73. Deux relais auxiliaires 115 et 110, alimentés respectivement par le contact 102 du relais 100 et par le contact 107 du relais 105, sont du type à désarmement automatique temporisé, comme la raison en apparaîtra dans l'explicatison a'un cycle de lecture complet, Avant toute opération, une silhouette 120 représentant la pièce à exécuter est placée, comme le montre la figure 9, de façon que la lamelle 7U a l'extrémité de la languette 63 la recouvre légèrement sur le côté gauche, dans l'exemple choisi. Le contour de la silhouette 120 ayant été suivi de préférence dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le lecteur aborde et suit sans discontinuité le bord supérieur 123 de la lamelle 70. Le lecteur 10 vient donc pousser le levier 71 qui ferme l'interrupteur fin de course 72. Le relais 100, de la figure 8, est excité et alimente; par le contact 103, le plateau électro-magnétique 31, et par le contact 101, l'électro-aimant 25, à travers le contact repos 106 du relais 105. Le plateau 31 adhère donc a; rail 13, et l'électro-aimant 25 solidarise la plaque-support 7 au cadre 8. L'électro-aimant 64 est alimenté par le contact 116 du relais 115 excité par le contact 102 du relais 100.Le bord 121 de la languette 63 vient dans la position référencée 122 sur la figure 9, sous l'action des leviers 65, 66 et 67 des figures 6 et 7 Quand le lecteur aborde le bord 121 de la languette 63, il est sollicité dans le sens positif des ordonnées et entraîne dans son mouvement la plaque-support 7 par le cadre 8, Jusqu'à ce que la butée 33 rencontre le plateau 31 (figure 3). Le relais 105 est alors excité par la fermeture de l'interrupteur 29, et coupe l'alimentation de 11 électro-aimant 25 par l'ouverture du contact 106. La fermeture du contact 107 excite le relais 110 qui alimente l'électro-aimant 58. Le lec- teur 10 peut alors suivre le bord inférieur 124 de là lamelle 70 qui vient à la place du bord supérieur 123. Il le suit dans le sens positif des abscisses parce que, le contact 116 s'étant ouvert,en fin de temporisation, le bord inférieur droit de la languette a quitus la position 126 pour revenir à sa position primitive 125 de la figure 9o Le lecteur 10 aborde donc le contour de la silhouette 120 à la partie inférieure de son intersection avec la lamelle 70 et le découpage peut s'effectuer normalement. Le levier 71 n'étant plus poussé par le lecteur 10, et le contact 111 du relais 110 s'étant ouvert en fin de temporisation, tous les organes sont prêts pour la reprise d'un nouveau cycle ; le plateau 31 est revenu, en particulier, contre la butée 34, sous l'action des ressorts 35 et 36 (figure 3). Il est clair que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté aussi bien qu a sa variante, sans sortir du cadre de l'invention0 R#\TRNDlCATl0NS 1. Dispositif de support d'un tracé modèle dans une machine de reproduction de ce tracé par un outil solidaire d'un lecteur, solidarisable au lecteur au moyen d'une commande répondant à la lecture d'un tracé auxiliaire, caractérisé par des organes supportant le tracé principal du modèle à reproduire, des organes supportant le tracé auxiliaire en prolongement du tracé principal, des moyens d'opérer au moins un déplacement relatif.prédé- terminé des organes supportant le tracé principal et des organes supportant le tracé auxiliaire, et des moyens de commande dudit déplacement relatif prédéterminé associés à la commande de solidarisation du dispositif au lecteur. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits organes supportant le tracé principal comprennent une plaque articulée au lecteur par des organes permettant les mouvements relatifs de la plaque et du lecteur dans un plan perpendiculaire à l'axe du lecteur. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1-et 2, caractérisé en ce que lesdits organes supportant le tracé auxiliaire comprennent une languette portée par un bloc support solidarisé successivement au lecteur et aux organes supportant le tracé principal, 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement relatif des organes supports comprennent un premier vérin électrique agissant sur un organe de solidarisation de la plaque support au lecteur et un deuxième vérin électrique agissant sur un organe de solidarisation du bloc porte-languette au lecteur. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits vérins électriques comportent des moteurs pas à pas, 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement du tracé auxiliaire par rapport au tracé principal comportent des- électro-aimants agissant sur une languette portant le tracé auxiliaire. 7. Machine d'oxycoupage équipée dlun dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisée par l'application du dispositif à la découpe répétée de pièces identiques à partir d'un tracé unique. 8. Machine d'oxycoupage équipée d'un dispositif suivant la revendication 6 caractérisée par l'application du dispositif à la découpe répétée de pièces identiques à partir d'un tracé unique0