Brevet FR2314805A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne une machine pour réaliser des opérations d'usinage, répétées à des emplacements déterminés le long d'une barre. Plus spécialement, elle a trait à un dispositif pour poinçonner des cornières entrant dans la fabrication de charpentes métalliques. Dans les machines connues pour réaliser ce type de travaux, les moyens mis en oeuvre consistent généralement en un chariot sur lequel on a fixé en position la barre à poinçonner et qui se déplace devant une tête d'usinage suivant un cycle prédéterminé. Le chariot assure à lui seul le déplacement de la barre et son immobilisation par rapport à la tête d'usinage. Il est nécessaire qu'un opérateur mette correctement en place la barre sur le chariot et retir#cett#barr# une fois les opérations- d'-usinage-effectuées=-le chariot doit enfin retourner dans la zone de chargement de la machine afin de recevoir une nouvelle barre et recommencer le cycle. Ces dispositions présentent un certain nombre d'inconvénients notamment en nécessitant une main-d'oeuvre importante pour la préparation du travail. En outre, les temps retour du chariot constituent des temps morts qui entachent la rentabilité de la machine. Enfin la commande de déplacement et d'arrêt de la barre par rapport à la tête d'usinage est appliquée sur le chariot qui présente une inertie généralement importante. Les moyens assurant cette commande doivent être importants pour vaincre cette inertie qui entraîne malgré tout une imprécision dans l'exécution des ordres reçus. La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif qui permet de traiter une barre avec un maximum d'efficacité tant en précision qu'en rapidité. A cet effet, elle a pour objet un dispositif pour réaliser, sur une pièce en forme de barre, des opérations d'usinage répétées à des emplacements prédéterminés le long de la barre, comportant un bâti, une tête d'usinage solidaire du bâti, des moyens pour déplacer la barre sur le bâti par rapport à la tEte d'usinage,des moyens pour immobiliser cette barre sur le bâti et des moyens de commande de l'avancement de la barre, de son immobilisation et de son usinage coopérant avec un modèle prédéterminé. Selon l'invention les moyens pour déplacer la barre sont constitués par au moins un dispositif d'entraînement à galets fixé sur le bâti et disposé à l'entrée de la tête d'usinage appliquant constamment sur la barre un couple d'entraîne= ment; en outre, les moyens d'immobilisation susdits sont constitués par un dispositif à mâchoires solidaire de la tête d'usinage susceptible de pincer la barre avec un effort tel qu'il annule l'effet du couple d'entraînement susdit, et enfin les moyens de commande susdits sont constitués par au moins un chariot pourvu d'un organe moteur appliquant constamment au chariot un effort d'entraînement le long du bâti susdit, comportant un bras s'étendant sur le trajet de la barre par rapport au châssis, et porteur de contacts électriques susceptibles d'être actionnés par ladite barre lorsqu'elle est au contact dudit bras et coopérant avec un gabarit d'usinage attelé de manière amovible sur le châssis au moyen d'au moins un doigt de verrouillage escamotable susceptible d'être au contact de butées saillantes ménagées à des emplacements prédéterminés sur le gabarit, ledit doigt maintenant le chariot fixe par rapport au bâti en s'opposant à l'effort d'entraînement du chariot tant que la barre n'est pas entrée en contact avec le bras susdit. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra en outre d'en dégager les avantages. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels la figure I est un schéma d'ensemble du dispositif selon 1' invention; la figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'entraînement de la barre; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d'un chariot de commande selon l'invention; la figure 5 est une vue d'un contacteur détecteur de la présence d'une barre dans le dispositif de l'invention; la figure 6 est une vue schématique en coupe d'un banc de déchargement auquel est associé un dispositif de sélection des tronçons de barre. En se reportant à la figure 1 on voit une machine comportant un bâti l divisé essentiellement en trois parties principales à savoir un banc de cha#rge##m#e#nt 2 un banc de tra- vail 3 et un banc de déchargement 4. Entre ces différents bancs on voit une tête d'usinage schématisée en 5 et une cisaille schématisée en 6. On supposera dans la suite de l'exposé que la machine selon l'invention est spécialisée dans le poinçonnage et le cisaillage de cornières. De ce fait la tête d'usinage 5 est constituée de manière connue par deux poinçons montés au bout de vérins et se déplaçant orthogonalement aux ailes de ces cornières. Il est également connu de disposer dans la tête d'usinage un troisième vérin actionnant une mâchoire qui plaque et maintient la cornière contre une matrice pendant l'opération de poinçonnage.Les bancs 2, 3 et 4 sont équipés de rouleaux 7 dont au moins une partie,notamment ceux des bancs 3 et 41 sont attelés en rotation à des organes moteurs 8. Un dispositif d'entraînement par galets de la cornière symbolisé en 9 sur cette figure est solidaire du bâti de la machine. Il sera explicité en regard de la figure 2. Sur le banc 3 on a schématisé deux chariots 10 et ll le chariot 10 en position de travail et le chariot 11 en position d'attente. Ces chariots sont suceptibles de se déplacer le long du banc 3 au moyen d'organes d'entraînement qui seront décrits en regard des figures 3 et 4. Enfin en 12 on a schématisé un contacteur détecteur de la présence ou de l'absence de cornière et en 13 une butée de fin de course du chariot. La figure 2 qui reprend en détail, par une vue en coupe, le dispositif d'entraînement 9# montre que ce dernier est constitué par deux galets 14 et 15 de formes complémentaires entre lesquels une cornière 16 est introduite. La pression des galets sur la cornière est réglable par le dispositif élastique 17 et le galet 14 est attelé à un moteur pneumatique 18. La figu#re 3 montre l'agencement des deux chariots 10 et 11 rappelés de manière schématique dans un même plan de coupe. La figure 4 montre par une vue de côté en coupe partielle un chariot tel que le chariot 10. On voit sur ces figures, le banc de travail 3 de la machine équipé de ses rouleaux 7. Le banc porte également de chaque côté des barres de guidage 19 de chacun des chariots 10 et 11 et un gabarit 20 sur lequel des butées saillantes 21 ont été mises en place. En outre on a ménagé sur ce bâti une crémaillère 22 également sur chacun de ces bords qui est ici représentée sous la forme d'une chaîne rapportée sur le bâti. Cette crémaillère coopère avec une roue dentée 23 solidaire de l'un ou l'autre des chariots qui est entraînée en rotation autour de son axe 23a par un moteur pneumatique 24. Les chariots 10 et 11 sont guidés en translation par rapport au banc 3 sur le banc 19 au moyen de patins de roulement 25 et par l'intermédiaire de galets 26 enserrant une plaque horizontale 27 solidaire du banc 3. Chaque chariot comprend en outre un bras transversal 28 articulé autour d'un axe longitudinal 29 porté par la structure du chariot et susceptible de prendre deux positions 28a et 28b, la position 28a étant dite position de travail et la position 28b étant dite position d'attente. Une roue dentée 30 solidaire en rotation du bras 28 coopère avec une crémaillère 31 qui peut être animée d'un mouvement de translation verticale par un vérin 32 pour commander la rotation du bras 28. Le bras 28 porte deux doigts de verrouillage 33 et 34 de la position du chariot par rapport au banc 3 Ces doigts s'étendent perpendiculairement au bras en direction des butées 21 susdites portées par le gabarit 20. Etant articulé par l'une de ses extrémités sur le bras 28 autour d'un axe transversal 35 et traversant le bras dans des ouvertures 36 dont les dimensions lui permettent un léger débattement par rapport au bras, chacun des doigts est escamotable vers le haut au moyen d'un vérin 37 attelé à un levier coudé 38 articulé en 39 sur le bras et qui porte à l'une de ses extrémités l'axe 35 susdit Enfin le bras 38 porte frontalement une plaque butée 39 articulée sur le bras autour d'un axe transversal 40 et susceptible de pivoter autour de cet axe entre deux butées 41 et 42 à l'encontre d'un organe élastique de rappel 43. Cette plaque 39 est équipée de deux micro-contacteurs 44 susceptibles de coopérer avec des poussoirs 45 dont l'écartement par rapport aux contacteurs dépend de la position des doigts 33 et 34, sur lequel ils sont constamment maintenus en appui, par rapport au bras 28. La figure 5 montre en détail une réalisation du détecteur 12 qui se compose d'un levier 46 articulé sur le bâti par un axe médian et rappelé sur un contacteur 47 par un ressort 48. Lorsqu'une cornière C passe au-dessus du détecteur le levier 46 est ramené dans une position sans action sur le contacteur 47. Ce n'est que lorsqu'il n'y a plus de cornière C audessus du levier 46 que ce dernier peut être rappelé contre le contacteur 47 sous l'effet du ressort 48. Enfin la figure 6 illustre de façon schématique le banc de déchargement 4 de la machine. Celui-ciest constitué par un chemin de roulement à rouleaux moteurs 7 montés sur une chappe 49 susceptible de pivoter par rapport au bâti 1 autour d'un axe longitudinal 50 sous l'effet d'un vérin 51. Selon que le vérin se rétracte ou s'allonge le chemin de roulement bascule d'un côté ou de l'autre, du bâti. En outre des vérins secondaires 52 sont attelés entre le bâti 1 et des déflecteurs 53 articulés sur letb ti et constituant des rampes de glissement pour les produits éjectes de pente orientable suivant la dimension du produit afin que ce produit soit dirigé dans le bac 54 qui lui correspond. Enfin au-dessus du chemin de roulement, le banc de déchargement comprend une poutre 55 sur laquelle on place par serrage des porte-butées 56 à des emplacements déterminés. Les butées 57 sont solidaires des porte-butées 56 par l'intermédiaire d'un vérin 58 d'actionnement de leur escamotage vers le haut. Elles sont équipées de contacteurs 59 de commande du cisaillage,du basculement du chemin de roulement et de l'orientation des déflecteurs 53 Ces contacteurs sont associés à des conduits électriques de commande, qui sont connus en eux-mêmes et peuvent comporter des dispositifs de comptage. Pour expliquer le fonctionnement de la machine, on supposera que l'un des chariots 10 ou 11 est accroché sur la première butée 21 que porte le gabarit 20 immédiatement derrière la tête d'usinage 5. Le dispositif d'entraînement 9 étant en marche, un opérateur y introduit une cornière du côté du banc de chargement 2 Cette cornière est donc propulsée au travers de la tête d'usinage 5 et entre au contact de la plaque butée frontale 39 du chariot, par exemple 10, susdit. On notera que le chariot 10 est constamment soumis au couple du moteur#pneu- matique 24 qui tend à l'éloigner de la tête 5 mais est retenu en position fixe par l'accrochage de l'un, de l'autre, ou des deux doigts 33 et 34 sur une butée 21 correspondante. Si seul le doigt 33 est accroché sur une butée 21, lors du contact de la cornière sur la plaque 39, celle-ci bascule et le micro contacteur 44 heurte le poussoir 45 qui est en position sortie puisque le doigt 33 est maintenu en appui sur le bord droit (figure 4) de la lumière 36 du bras 38 La fermeture de ce contacteur provoque l'excitation du distributeur d'alimentation du vérin de commande du système à mâchoires solidaire de la tête 5. Le serrage étant réalisé le vérin de poinçonnage correspondant au côté du doigt engagé est actionné. En même temps le contacteur 44 a donné l'ordre d'alimenter par une impulsion le vérin 37 qui se rétracte, libérant ainsi le chariot de la butée 21 en relevant les doigts 33 et 34. A la fin de l'impulsion, les doigts redescendent et accrochent séparément ou ensemble la butée 21 voisine, le chariot étant entrat- né par le moteur 24. On notera que le moteur patine lorsque le chariot est retenu, ce qui est l'un des avantages de l'utilisation d'un moteur pneumatique. Les opérations de poinçonnage étant terminées au niveau de la tête 5 le desserrage de la cornière est commandé par exemple au moyen d'un contacteur de fin de course du vérin de poinçonnage et la cornière, toujours soumise-à l'action du dispositif d'entrainement 9 est propulsée jusqu'à de nouveau heurter la plaque 39. On notera à ce propos que le serrage de la cornière dans la tête 5 est de force capable d'annuler le couple de propulsion appliqué par le dispositif 9 sur la cornière. Ici aussi lorsque la cornière est immobilisée, le moteur 18 patine d'où L'intérêt de l'utilisation d'un moteur pneumatique. Comme on l'a supposé plus haut, le doigt 34 n'étant pas accroché à une butée 21, le poussoir 45 qui lui correspond n'est pas sorti et n'agit pas sur le second micro contacteur 44. Il n'y a pas de poinçonnage de l'aile de la cornière affectée au doigt 34. Le cycle de travail se poursuit ainsi jusqu'à ce que le chariot 10 atteigne la butée 13. A ce moment, la butée 13 comportant un contacteur approprié, le relevage du bras 28 est commandé par alimentation du vérin 32 et le sens de rotation du moteur 24 est inversé. On notera que cette inversion du sens de rotation n'aura de préférence lieu que lorsque le bras 28 relevé aura actionné un contacteur de sécurité, le chariot 10 retourne alors le bras relevé vers la tête de poinçonnage 5 et reste en butée dans cette position. Cependant avant que le chariot 10 ait atteint la butée 13, la cornière a échappé au dispositif d'entraînement 9. Elle est alors prise en charge pour sa translation par les rouleaux moteurs 7 du banc 3. Par ailleurs le chariot 11 durant le poinçonnage de la cornière est revenu puis resté en position d'attente telle que celle définit ci-dessus pour le chariot 10. Le déplacement de la cornière finit par libérer le levier 46 du détecteur 12 qui actionne le contacteur 48. Ce dernier commande alors l'abaissement du bras 28 du chariot 11 et l'inversion du sens de rotation du moteur 24. Le chariot 11 est alors dans une position fixe, accroché à la première butée 21. Dans le même temps l'abaissement du bras a provoqué la mise en route d'un signal sonore ou lumineux avertissant l'opérateur qu'il peut engager la cornière suivante dans le dispositif 9. On a vu que le bras 28 du chariot 10 a été relevé lorsque ce dernier est venu au contact de la butée 13. La cornière poinçonnée est conduite par les rouleaux moteurs 7 du banc 3 ou par éventuellement un second dispositif d'entraînement tel que 9 dans la cisaille. De manière connue, elle entre alors en contact avec une butée escamotable d'affranchissement, mise en place lors du contact du chariot 10 avec la butée 13, non représentée qui est réglée en position sur la poutre 55 compte tenu des données géométriques d'encombrement de la tête de poinçonnage et de la distance minimale séparant cette tête de la plaque 39 de l'un des chariots. Cette butée qui comporte un contacteur commande le cisaillage d'afiranchissement de la cornière qui, comme le poinçonnage,est accompagné d'un serrage de celle-ci. Après le cisaillage, la cornière est desserrée et se déplace jusqu'à heurter la première butée 57 qu'elle rencontre. Par le contacteur 5-9 ainsi actionné, on commande successivement le serrage et le cisaillage de la cornière. On commande ensuite l'alimentation du vérin 51 qui fait basculer le chemin de roulement du côté relatif à la dimension du tronçon obtenu et en même temps l'alimentation du vérin 52 de commande de la position du déflecteur correspondant à cette dimension. Le tronçon tombe alors dans le bac 54 adéquat. Le chemin de roulement revient ensuite en position horizontale. En fonction des relais et des mémoires mises en place dans les circuits électriques de commande excités par le contacteur 59, on peut ensuite commander le desserrage de la cornière avec ou sans escamotage de la butée 57, c'est-à-dire avec ou sans alimentation du vérin 58. On procède alors à un nouveau cisaillage soit de la longueur identique, soit de longueur différente, une autre butée 57 étant alors mise en service. L'un des principaux avantages de l'invention réside dans le fait qu'elle permet un travail automatique pratiquement en continu. Elle ne nécessite qu'un seul opérateur pour engager les cornières dans la machine. Ce dernier peut donc s 'occuper facilement de plusieurs machines. En outre, il n'a pas besoin d'une grande qualification car aucun réglage n'est à effectuer en cours de fonctionnement. Les temps morts de la machine selon l'invention sont pratiquement nuls grâce à la présence de deux chariots se relayant. Enfin, le cisaillage s'effectue en temps masqué par rapport au poinçonnage. Le présent dispositif présente donc une grande rentabilité. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de la construction de machines utiles. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'être donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour réaliser sur une pièce en forme de barre des opérations d'usinage répétées à des emplacements prédéterminés le long de la barre, comportant un bâti, une tête d'usinage solidaire du bâti,des moyens pour déplacer la barre sur le bâti par rapport à la tête d'usinage, des moyens pour immobiliser cette barre sur le bâti et des moyens de commande de l'avancement de la barre, de son immobilisation et de son usinage coopérant avec un modèle prédéterminé, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer la barre sont constitués par au moins un dispositif d'entraînement à galets fixé sur le bâti et disposé à l'entrée de la tête d'usinage appliquant constamment sur la barre un couple d'entraînement, en ce que les moyens d'immobilisation susdits sont constitués par un dispositif à mâchoires solidaire de la tête d'usinage susceptible de pincer la barre avec un effort tel qu'il annule l'effet du couple d'entrainement susdit, et en ce que les moyens de commande susdits sont constitués par au moins un chariot pourvu d'un organe moteur appliquant constamment au chariot un effort d'entraînement le long du bâti susdit, comportant un bras s'étendant sur le trajet de la barre par rapport au bâti, et porteur de contacts électriques susceptibles d'etre actionnés par ladite barre lorsqu'elle est au contact dudit bras et coopérant avec un gabarit d'usinage attelé de manière amovible sur le bâti au moyen d'au moins un doigt de verrouillage escamotable susceptible d'être au contact de butées saillantes ménagées à des emplacements prédéterminés sur le gabarit, ledit doigt maintenant le chariot fixe par rapport au bâti en s'opposant à l'effort d'entraînement du chariot tant que la barre n'est pas entrée en contact avec le bras susdit. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti est équipé de rouleaux de roulement de la barre dont une partie au moins est motrice. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les organes moteurs du dispositif d'entraînement de la barre, du chariot et des rouleaux moteurs sont des moteurs pneumatiques. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras susdit du chariot est escamotable dans un plan perpendiculaire à la ligne d'avancement de la barre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bâti est équipé de deux chariots disposés de part et d'autre de la ligne d'avancement susdite. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le bâti est équipé à son extrémité clpposéeà à la tête d'usinage du contacteur de fin de course commandant le relevage du bra-s du chariot et l'inversion du sens d' entraînement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le bâti est équipé derrière la tête d'usinage d'un contacteur détecteur de la présence d'une barre sur le bâti commandant,en l'absence de barre,la mise en position horizontale du bras susdit. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre étant en forme de cornière, chacun des chariots est équipé de deux doigts de verrouillage de sa position par rapport au bâti coopérant avec deux rangées de butées saillantes portées par Le gabarit affectées respectivement à l'une et l'autre des ailes de la cornière. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé à son extrémité opposée à la tête d'usinage, d'une cisaille, d'un banc de déchargement basculant autour d'un axe parallèle à la ligne d'avancement de la barre comportant un dispositif de sélection des tronçons débités, des butées escamotables étant disposées sur la ligne d'avancement de la barre et comportant des contacteurs de commande de la cisaille, du basculement du banc et de la sélection des tronçons de barre cisaillés.