Brevet FR2358967A1 — publié le 19780217

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le fraisage et le polissage de matériaux tels que granit, marbre, matériaux reconstitués, réfractaires ou similaires. lie brevet français 1 432 740 décrit une installation ou dispositif de polissage de pierres et matériaux similaires, comportant une tête de polissage portée par un chariot monté sur un pont mobile enjambant l'emplacement réservé aux pierres à polir. Une extrémité de ce pont peut se déplacer sur un chemin de guidage latéral surélevé, s'étendant le long de cet emplacement, tandis que son autre extrémité porte une jambe de soutien qui prend ap pui sur un chemin de roulement, au niveau du sol, parallèle au chemin de guidage précité. Ce disp###sitif est équipé de moyens moteurs et de commande automatique permettant de faire exécuter à la tete de polissage des séries de va-et-vient longitudinaux et transversaux pour balayer toute la surface à polir, en synchronisant les déplacements du chariot sur le pont d'une part, et les déplacements du pont d'autre part. Le procédé utilisé actuellement pour mettre en oeuvre cette installation consiste à balayer la surface à polir par des successions de déplacements parallèles alternés en sens contraire entre deux arêtes opposées de la pierre. On fait progresser la tête de polissage, entre deux déplacements consécutifs, dans une direction transversale à la direction desdits déplacements, et on réalise ainsi successivement des successions de va-et-vient longitudinaux et transversaux. Tes intervalles entre deux trajectoires parallè- les consécutives de la tête sont pratiquemment égaux.La tête de polissage progressant dans le même sens le lng des arêtes opposées au début et à la fin d'une séquence de déplacements alternés, on constate; dans ces conditions que l'arête le long de laquelle avance la tête, à la fin ou au début d'une séquence de va et vient est plus ou moins écornée, ce qui altère la qualité du polissage réalisé. De plus, les passages de la tête aux mêmes emplacements de la surface, se produisent une fois sur deux, ce qui laisse des traces nuisant à la qualité du polissage. Enfin, on a observé que dans certains cas, des parties restreintes, angles ou bandes, de la surface à polir, ne sont pas complètement explorées, ce qui diminue également la qualité du polissage de la pierre. La présente invention a pour but de remédier à ces inconve- nient en réalisant un procédé et un dispositif permettant notamment; de fraiser ou polir les matériaux tels que granit, marbre, matériaux reconstitués, réfractaires et matériaux similaires, sans que les arêtes ne soient écornées, ce qui améliore la qualité du travail. lie procédé objet de l'invention, pour le fraisage ou polissage des matériaux, tels que mentionnés ci-dessus, consiste à balayer la surface de la pierre au moyen d'un ou plusieurs outils, tels que plateau diamanté, plateau porte-meule, fraise, ou tête de polissage, par des successions de déplacements parallèles alternés en sens contraire, entre une première et une seconde arêtes opposées de la pierre, en faisant progresser la tête entre deux déplacements consécutifs dans une direction transversale à la direction desdits déplacements. Suivant l'invention, le procédé est caractérisé en ce que le sens du dernier déplacement de l'outil le long de la seconde arête est opposé au sens du premier déplacement le long de l'arête parallèle opposée. Suivant un mode de réalisation préféré du procédé conforme à l'invention, dans lequel la pierre a une surface à polir approximativement rectangulaire, ou carrée, on effectue un balayage de la surface de la pierre par une première succession de déplacements alternés dans une première direction entre deux arêtes opposées, et on réalise un second balayage similaire dans une direction-orthogonale à la première direction, par une succession de déplacements alternatifs, en sens opposés entre les deux arêtes op##pô#ées @ la surface à polir. Un troisième balayage similaire, partant de l'arête opposée au premier balayage, dans une direction orthogonale au second balayage, suivi d'um quatrième balayage similaire partant de l'arête opposée au second balayage, dans la direction toujours orthogonale par rapport à la précédente, permet de réaliser un cycle. La surface de la pierre est alors totalement explorée, sans que risque d'être #ub#ié un angle ou une bande, et ceci quelles que soient les dimen a-e de la pierre. Compte tenu du sens de rotation de l'outil, on constate que cet outil n'arrache plus de fragments de la pierre le long des arêtes en écornant celle-ci et en chassant les fragments vers l'extérieur. On élimine ainsi le défaut observé lors de la mise en oeuvre du procédé connu, ce qui améliore la qualité du travail. Le dispositif objet de l'invention, pour le polissage ou le fraisage de pierres ou autres matériaux, destinés notamment à la mise en oeuvre du procédé précité comporte au moins un outil rotatif qui est déplaçable transversalement sous un pont monté sur des rails longitudinaux. Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire exécuter à la tête de polissage des déplacements alternés de sens opposés et d'amplitudes prédéterminées sous le pont, et des moyens pour faire avancer ou reculer le pont sur ses rails sur des longueurs prédéterminées, en corrélation avec les déplacements traesversaux de l'outil sous le pont. L'amplitude des courses longitudinales du pont mobile est pré- réglée en fonction des dimensions des pierres à polir, au moyen de butées agencées le long d'un des rails précités et qui limitent les courses du pont. De même, des butées transversales échelonnées sur le pont permettent de prérégler la course transversale de ltou- til pour chaque pierre, l'ensemble des séquences longitudinales et transversales de va-et-vient de l'outil étant programmé automatiquement. D'autres particularités et avantages de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, on a représenté un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est un schéma explicatif représentant une succession de déplacements alternés parallèles entre deux arêtes d'une pierre, conformément à une première étape du procédé selon 11 invention La figure 2 est un schéma similaire à celui de la figure 1, montrant une seconde séquence de déplacements orthogonaux aux déplacements représentés à la figure 1, et correspon dant à une seconde étape du procédé Les figures 3 et 4 sont des schémas analogues aux figures 1 et 2 respectivement, mais montrant des séquences de deDls- cements légèrement différentes, partant de l'arête opposée et correspondant aux dernières étapes de la mise en oeuvre du procédé La figure 5 est un schéma récapitulatif symbolisant les déplace ments de l'outil conformément au procédé représenté aux figures I à 4 lia figure 6 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une réalisation du dispositif de polissage destiné à la mise en oeuvre du procédé représenté aux figures 1 à 5 La figure 7 est une vue en plan du dispositif de la figure 6. le procédé de polissage de pierres, ou matériaux similaires, objet de l'invention et schématisé aux figures 1 à 4 est exécuté de la manière suivante La pierre 1 à polir a un contour approximativement rectangu- laire ou carré et sa surface peut être travaillée au moyen dlune tête de polissage 2 (figure 5) ou tout autre outil tel que plateau porte meule, plateau diamanté, fraise, etc... Dans l'exemple précité la tête de polissage 2 est équipée par exemple de quatre outils rotatifs 3. On met en relation ces derniers et on balaie la surface de la pierre 1 nar une successions de deplacements parallèles alternés de sens contraires 5, 6, 7, 8, 9 et 10 de la tête 2 entre une arête longitudinale 11 et l'arête longitudinale opposée 12 (figure i). lies déplacements sont parallèles aux arêtes 11 et 12 et, on fait progresser la tête 2 d'un intervalle x, entre deux déplacements consécutifs, tels que 5 et 6, dans leur direction symbolisée par la flèche, et perpendiculaire à la direction de ceux-ci. Conformément au procédé selon l'invention, le sens du dernier déplacement 10 le long de l'arête 12 est impérativement opposé au sens de son premier déplacement 5 le long de l'arête de départ il quelle que soit la valeur des déplacements X et Y. Dans l'exemple d'exécution représenté, la surface de la pierre 1 est balayée longitudinalement suivant six trajectoires paralle- les, et de sens alterné 5 à 10, ce nombre étant évidemment variable en fonction des dimensions des différentes pierres à polir, et de l'intervalle x ce qui fait que y ou z sont égaux ou inférieurs à x et x'. Le sens du balayage longitudinal correspondant au déplacement initial 5 est symbolisé par la flèche F sur la figure 5, sur laquelle on voit la tête 2 rotative dans le sens R des aiguilles d'une montre, dont chaque outil 3 animé d'un mouvement planétaire, déborde successivement à l'estérieur de l'arête 11. A la fin de la séquence de balayage longitudinal illustrée à la figure 1, la tête 2 se trouve en 13 à une extrémité de l'arête. Elle exécute alors un second balayage cette fois transversal, entre les arêtes 14 et 15 et, parallèlement à celles-ci (figure 2). La direction 1 de ce balayage est donc orthogonale à la direction F de la première séquence 2 (figure 5). La tête 2 effectuant de façon similaire une succession de déplacements alternés en sens opposé 16 à 23. Comme dans la séquence précédement également, l'intervalle z entre les deux derniers déplacements consécutifs 22 et 23 est égal ou inférieur aux écarts x' entre les autres déplacements, ces écarts x' étant de plus, égaux entre eux. il en résulte que le sens du dernier déplacement 25 le long de l'arête 15, est opposé au sens du premier déplacement 16 de la séquence. On poursuit le #polissage par une troisième séquence (figure 3) longitudinale, symbolisée par la flèche H sur la figure 5, et on l'achève par une quatrième séquence transversale schématisée à la figure 4, et symbolisée par la flèche G sur la figure 5. Les deux dernières séquences sont analogues respectivement aux deux premières#, avec toutefois cette différence que les deux dernières trajectoires des séquences de balayage des figures 3 et 4 sont inversées par rapport aux séquences des figures 1 et 2. Ainsi, ces deux trajectoires se terminent par les intervalles y et z respectivement situés le long des arêtes 11 et 14. lie sens de chaque déplacement terminal de la tête 2 à la fin des quatre séquences représentées aux figures 1 à 4, est donc opposé au sens du déplacement initial de chaque séquence, de telle sorte que, compte tenu du sens de rotation R de la tête 2, aucune des arêtes 11, 12, 14 et 15 n'est écornée lors des passages des outils 3. Ceci peut s'expliquer par le fait que les outils 3 tendent à ramener les fragments arrachés à la pierre vers l'intérieur de la surface, et non à les chasser vers l'extérieur. lie procédé conforme à l'invention apporte donc un avantage substantiel par rapport au procédé connu, en améliorant notablement la qualité du polissage le long des arêtes de la pierre 1. En outre, les passages des outils 3 sur toute la surface de la pierre 1 qui se produisaient une fois sur deux selon le procédé antérieur, n'ont lieu qu'une fois sur quatre, ce qui évite les traces dues aux passages répétés et améliore l'état des surfaces, donc laqualité du polissage. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, représenté aux figures 6 et 7, est conforme pour l'essen- tiel à l'installation décrite dans le brevet français 1 432 740 précité et ne sera donc pas décrit en détail. Il comprend la tête de polissage 2 munie des quatre outils rotatifs 3 et portée par un chariot 24 déplaçable sur un pont mobile 25 qui enjambe un emplacement 26 réservé aux pierres 27 à 31 à polier, par exemple des pierres tombales. lie pont 25 est monté sur deux rails parallèles 32, 33, le rail 32 étant disposé sur une murette longitudinale 34 et servant au guidage du pont 25, tandis que le rail 33 (figure 7), encastré dans le sol. sert à son roulement. Du côté opposé à la murette 34 le mont 25 est muni d'une jambe 35 d'appui sur le rail de roulement 33. Cet agencement facilite la mise en place des pierres dans leur emplacement 26 par introduction latérale, le pont 25 et sa jambe d'appui 35 étant écartés. lie chariot 24 porte un organe d'entrainement en rotation d'une borche porte-outils, ainsi que de la descente et de la montée de cette broche. L'organe d'entrainement précité est alimenté en énergie par des câbles 36 supportés par une potence 37. Les outils 3 sont par exemple, des meules. Les déplacements longitudinaux du pont 25 sur les rails 32 et 33 sont obtenus au moyen d'un système comprenant un pignon 38, par exmple à denture droite, engrenant avec une crémaillère 39, fixée sur le rail 32. La rotation du pignon 38 est commandée par un moteur, de préférence hydraulique 6. lies déplacements transversaux du chariot 24, monté sur des poutres transversales 41#, 42 du pont 25, sont commandés par un moteur 43, relié au chariot 24 par une transmission 50. Cette dernière peut être du type à charnue. lie dispositif, comprend conformément à l'invention, des moyens pour faire exécuter à la tête de polissage 2 des déplacements alternés de sens opposé et d'amplitudes prédéterminées sous le pont 25, et des moyens pour faire avancer ou reculer celui-ci sur des longueurs prédéterminées en corrélation avec les déplacements transversaux de la tête 2 sous le pont 25. Dans le mode d'exécution représenté, des butées rélgables 44, 45, 46,:47, 48, 49 et 51 (non limitatif) sont ainsi échelonnées transversalement le long de la poutre 42 lies butées 44 à 49 sont décalées de plus en hauteur sur la poutre 42, adjacente à la jambe 35, tandis que la butée 51 est placée à l'extérieur de la poutre 42. les intervalles entre, d'une part la butée 51 et chacune des autres butées 44... .49 correspondent respectivement à la longueur ~des pierres à polir .7.... 31 disposées sur un support 52, et dont toutes les extrémités E sont alignées et correspondent à la butée 51. Dans une autre formule, la butée 51 peut être multipliée et égale au nombre de butées 44 à 49 (non limitatif), ce qui évite d'aligner les extrémités E des pierres. Dans une conception différente, la butée 51 pourrait être placée à l'autre extrémité de la poutre 42. Dans ce cas, les butées 49 49changent d'extrémité Complémentairement, une série de butées longitudinales 53 est échelonnée parallèlement le long du chemin de roulement 32 ou 33, ou le long de l'emplacement 26. lies butées 53 sont positionnées, après installation des pierres, en regard de chacune des extrémités i' des dites pierres 27 à 31, comme on le voit clairsent à la figure 7. La butée 51 est solidaire d'une règle graduée de sorte qu'il suffit de placer les butées transversales 44 à 49 en face de la dimension correspondante, à chaque pierre 27 à 31. La règle graduée est coulissante sur la poutre 42, ce qui permet un réglage de la butée 51. En cours se polissage, des molettes de correction 54 dispo sées en regard des butées 44, 45 .... permettent de faire varier à distance la course transversale du chariot 24. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on procède à un certain nomare de réglages préalables, à l'aide dlun pupitre de commande 55 : présélection du nombre de pierres, du nombre et du genre des spécimens de balayage, réglage de la pression des outils 3, des vitesses de leurs déplacements et rotations, des intervalles x et xl entre deux va-et-vient tels que ceux représentés aux ligures 1 à 4. Tous les balayages des surfaces à polir sont ensuite exécutés automatiquement, de fanon connue en soin les butées transversales 51 - 44-et 49 d'une part, et les butées longitudinales 53 limitant les djplacements de la tête 2 en fonction des dimensions de chaque pierre. En fin d'opération, la tête 2 remonte, la machine se déplace au-dessus de la pierre suivante et sélectionne automatiquement la butée transversale correspondant. à la pierre et, simultanément, la tête 2 redescent sur cette pierre et enchaîne automatiquement les séquences figures 1 à 4. Cette opération recommence ainsi de suite jusqu'à la dernière pierre sélectionnée. Après quoi la machine revient automatiquement au point de départ prédéterminé. lie dispositif est équipé de façon connue en soi, de systèmes de contrôle et de sécurité, notamment en ce qui concerne l'usure des outils 3, l'arrêt en cas de débordement accidentel (fausse manoeuvre, ou non réponse en finde course). L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, la rotation de la tête et les déplacements peuvent être inversés. lie départ des séquences peut également être interchangé, ainsi que les positionnements des butées. REVENDICATIONS 10 - Procédé pour le fraisage et le polissage de matériaux, tels que granit, marbre, matériaux reconstitués, réfractaires ou matériaux similaires, consistant à balayer la surface à traiter au moyen d'un ou plusieurs outils rotatifs par des successions de déplacements parallèles et alternés en sens contraire, entre une première et une seconde arête opposées du bloc du matériau, en faisant progresser l'outil entre deux déplacements consécutifs, dans une direction transversale à la direction desdits déplacements, caractérisé en ce que le sens du déplacement de l'outil le long de la seconde arête est impérativement opposé au sens de son premier déplacement le long de la première arête et ce sens de déplacement est tel que, compte tenu du sens de rotation de l'outil de travail, celui-ci ait tendance à ramener les fragments de matière détachés, en direction de l'intérieur de la surface à traiter. 20 - Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel le bloc de matériaux a une surface à polir approximativement rectangulaire ou castrée, caractérisé en ce qu'on effectue-un balayage de la surface de ce bloc par une première succession de déplacements alternés dans une première direction entre deux arêtes opposées, et en ce qu'on réalise un second balayage similaire dans une direction orthogonale à la première direction par une succession de déplacements alternés en sens opposés entre les deux arêtes opposées de la surface à polir. 30 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'écart transversal entre les deux derniers déplacements consécutifs de la tête le long de la seconde arête, est inférieur ou égal aux écarts transversaux entre les autres déplacements à partir de la première arête, ces écarts étant égaux entre eux. 40 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'après la seconde succession de déplacements parallèles et alternés de outil, une troisième succession de déplacements parallèles et alternés dont la progression est inversée par rapport à la première est suivie d'une quatrième succession de déplacements parallèles et alternés dont la progres- sion est invèrsée par rapport à la seconde. Cette dernière séquence permettant de revenir au point de départ, pour que l'outil ait exécuté sur la surface à traiter, un cycle complet pouvant être suivi d'autres cycles identiques en nombre voulu, pour parfaire le travail. 50 - Dispositif de fraisage et polissage de matériaux tels que du granit, marbre, matériaux reconstitués, réfractaires ou matériaux similaires, destiné particulièrement à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant au moins un outil rotatif de fraisage ou de polissage déplaçable transversalement, sous un pont mobile monté sur des rails longitudinaux, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire exécuter à l'outil des déplacements alternés de sens opposés et d'amplitudes Prédéterminées sous le pont, et des moyens pour faire avancer et reculer le pont sur ses rails, sur des lo#ngueurs prédéterminées en corrélation avec des déplacements transversaux de l'outil sous le pont. 60 - Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'outil est fixé sous un chariot pouvant se déplacer sur deux poutres transversales du pont, sur l'une desquelles sont échelonnées des butées de réglage de la course de l'outil, des butées longitudinales étant complémentairement agencées le long d'un des rails pour limiter les déplacements longitudinaux du pont en fonction des dimensions des pierres. 70 - Dispositif conforme à l'une quelconque ds revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le pont comporte un moteur, par exemple hydraulique, commandant un pignon coopérant avec une crémaillère fixée sur l'un des rails, pour obten9 les déolacements longitudinaux. 80 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le chariot est entrainé sur les pou- tres transversales de support par un moteur disposé sur l'une des poutres et relié au chariot par une transmission en soi connue, par exemple du type à chal'ne. 90 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les butées transversales de la poutre sont décalées en hauteur et réglables en regard d'une règle graduée suivant la dimension de chaque pierre.