Brevet FR2379348A1 — publié le 19780901

La présente invention concerne les machines de coupage (par exemple au chalumeau, au plasma, au laser ou similaires) ou de tra çage d'intersections sur des tubes ou viroles en tuyauterie et en chaudronnerie industrielles, métalliques ou plastiques. Dans les dispositifs connus de ce genre, il n'existe que des machines entièrement mécaniques, le guidage de l'outil se faisant au moyen de cames, biellettes, engrenages, chaînes et autres moyens purement mécaniques. Le temps nécessaire pour introduire par des réglages les différents paramètres physiques de la coupe à réaliser limite l'utilisation des machines existantes à des productions de série. Il est donc indispensable de présenter une machine fonctionnant avec le minimum de réglages. Les dispositifs suivant l'invention permettent d'éviter ces inconvénients. Dans ceux-ci on introduit numériquement les paramètres dans un calculateur programme qui commande d'après les résultats qu'il obtient, les mouvements des différents outils et/ou des pièces considérés. On fixe, soit dans un calculateur programmable à mémoire morte, vive ou magnétique, soit dans un calculateur spécifique, soit dans un microprocesseur, la fonction en coordonnées quelconques (cartésiennes, polaires, semi-polaires...) représentant une courbe quelconques paramétrable et/ou développable en série (polynômiales, trigonométriques, etc). Lorsque l'on veut faire fonctionner la machine, on rentre dans le calculateur les paramètres géométriques du système. Par exemple lorsque l'on veut effectuer un piquage d'un tube de diamètre sur un tube de diamètre + Grâce à un système de décodage et d'amplification, le calculateur peut - soit piloter en temps réel des moteurs pas à pas ou des moteurs asservis qui font décrire aux outils de travail et/ou aux surfaces mises en jeu les mouvements voulus, - soit faire entrer en mémoire les valeurs numériques qui sont restituées pour la commande des asservissements, ceci si l'on a choisi un calculateur trop lent pour travailler en temps réel. Suivant la vitesse de coupe ou de traçage, le pas de calcul peut être choisi - soit relativement grand, ce qui nécessite entre deux points successifs l'intervention d'un système d'interpolation linéaire, ce qui permet de travailler également en temps réel même avec un calculateur lent, - soit suffisamment fin pour permettre une commande directe point par point, en temps réel. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple les modes de réalisation de dispositifs conformes à la présente invention, pour la réalisation de piquages, pénétrations, onglets et autres coupes sur des tubes ou viroles. Les dispositifs suivants sont adaptés à lanature des surfaces à découper. Les machines schématisées sur les figures 1 et 2, conformes à la présente invention sont plus particulièrement adaptées au traitement des tubes mobiles (en préfabrication par exemple). Le tube 2 est mis en rotation autour de son axe 3 par des galets 4 (figure 1) ou par un mors 5 (figure 2) reliés à un moteur M1 piloté par le système électronique I décrit ci-dessus. Un moteur M2 piloté de la même manière commande la translation de l'outil 6 pa rallèlement à l'axe 3 du tube 2. Dans le cas d'une découpe l'angle de chanfreins , réalisé directement par l'outil 6, peut être fixe ou bien être donné à chaque instant par un moteur M3 piloté par un programme spécifique introduit dans le système de calcul 1. Le système schématisé sur la figure 3 est plus particulièrement adapté au travail desctubes fixes. Grâce à une ou plusieurs chaînes 7 le système épouse la forme du tube 2. Le moteur M1 relié à un ou plusieurs pignons 8 en prise sur la ou les chaînes 7 assure le déplacement du système porte-outil 6 perpendiculairement à l'axe 3 du tube 2. Le déplacement parallèlement à l'axe 3 du tube2 est assuré par le moteur M2 ; le chanfrein & sera fixe ou variable piloté dans ce cas par le moteur M3. Les moteurs M1, M2 et M3 étant asservis par le système électronique 1. Une liaison positive schématisée par un ceinturage 9 assure le placage du système porte-outil 6 sur le tube 2. Pour le travail des viroles, citernes, sphères et autres récipients dont la manipulation est difficile, on pourra asservir les différents mouvements que l'on peut trouver sur les potences du commerce, grâce aux moteurs M1, M2 et M3 pilotés par le système électronique 1 conforme à la présente invention. La figure 4 représente une potence (10) classique de la SAF. On peut asservir grâce aux moteurs M1, M2 et M3 reliés au système électronique 1 conforme à la présente invention, les mouvements 11, 12, 13, 14, 15, 16 et 17. Par exemple pour effectuer une pénétration sur la face supérieure d'une cuve 18 placée dans l'axe du déplacement 13, on asser vira les mouvements 15 et 16 par les moteurs M1 et M2 et les mouvements 16 et 17 par le moteur M3 pour obtenir un chanfrein u variable. Pour effectuer une pénétration dans la face latérale d'une cuve placée verticalement suivant l'axe du déplacement 13, on asservira les mouvements 15 et 13 par les moteurs Mlet M2. On peut obtenir un dispositif conforme à l'invention en consi dérant de la manière suivante la machine schématisée sur la figue le tube est placé sur les galets 4. Certains d'entre eux grâce à un système indexé remplaçant le moteur M1 font tourner soit manuellement soit automatiquement le tube d'une valeur correspondant à une distance prédéterminée entre deux génératrices du cylindre. Un outil de traçage 6 monté sur un coulisseau gradué se déplace suivant la génératrice supérieure parallèle à l'axe 3 du tube 2. Le déplacement peut se faire manuellement, l'opérateur plaçant l'outil de traçage face à la graduation donnée par le calculateur correspondant à la position angulaire du tube. Le déplacement en translation peut se faire automatiquement dans la mesure où l'on asservit ce mouvement au calculateur par le moteur M2. Le système de calcul offre une possibilité intéressante dans la mesure ou l'on veut tenir compte des variations de dimension des surfaces considérées par rapport aux paramètres théoriques, ceci grace à un palpeur 19 placé sur le porte-outil 6 mis en contact avec celles-ci (en l'occurence le tube 2 sur les figures 1 et 2). Celui-ci permet de rentrer en mémoire les surfaces considérées point par point, en coordonnées paramétriques, lors d'une opération préliminaire de palpage précédant les opérations de calcul. Par exemple pour l'intersection de deux tubes, on place sur la machine le premier tube. On rentre dans le calculateur grâce au palpeur les différentes valeurs du rayon du tube en coordonnées polaires sur une section droite proche de l'intersection et on refait la même opération avec le second tube. Ensuite pour la découpe ou le traçage, le calculateur travaille non plus avec les diamètres théoriques mais avec les rayons réels variant avec l'angle de rotation du tube considéré et 11 angle correspondant de l'autre tube. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de couper ou de tracer des courbes sur des tubes ou des viroles en tuyauterie chaudronnerie industriel les métalliquesou plastiques et plus particulièrement des intersections telles que des piquages de pénétrations, des onglets, rencon trées lors de l'intersection d'un tube ou d'une virole avec d'autres tubes, viroles, sphères, cônes, plans ou autres surfaces paramétrables, caractérisé par le fait que les coordonnées des mouvements des outils ou des surfaces mises en jeu sont données par un calculateur ou un microprocesseur et que les mouvements peuvent être effectués soit manuellement soit semi-automatiquement, soit automatiquement par des moteurs directement commandés par le calculateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le calculateur peut être soit à mémoire morte, vive ou magnétique, soit un calculateur spécifique, soit un microprocesseur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le pilotage des moteurs régissant les mouvements peut être fait soit par l'intermédiaire d'une mémoire dans laquelle le calculateur rentre, après les avoir calculées, les coordonnées des points de la courbe désirée et qui les restitue dans un second temps lors de la coupe ou du traçage, soit en temps réel avec ou sans système d'interpolation linéaire entre deux points donnés par le calculateur, suivant la rapidité de celui-ci. 4. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que celui-ci peut être une machine fixe ou transportable, une machine d'atelier ou de chantier, et peut également être réalisé en asservissant les différents mouvements de rotation et de translation d'une potence grâce aux moteurs pilotés par le calculateur. 5. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que, lorsque lton travaille sur un tube ou une virole mobile, on paramètre sur celui-ci la courbe à tracer ou à découper en coordonnées semi-polaires (cylindriques) et que l'on met le tube ou la virole en rotation suivant son axe et que l'on met en translation parallèlement à ce dernier, l'outil de découpe ou de traçage. 6. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que, lorsqu'il s'agit d'un tube ou d'une virole fixe, on met en translation l'outil suivant deux directions formant une base libre, l'une étant par exemple parallèle à l'axe de la pièce et l'autre perpendiculaire. 7. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on peut, grâce au calculateur, faire travailler le dispositif soit avec une coordonnée de vitesse constante, le pas de calcul étant fixé au départ, soit avec une vitesse curviligne de l'outil constante, l'incrémentation de la variable régissant la progression des calculs étant donnée à chaque pas par un sousprogramme permettant d'obtenir cette caractéristique importante pour la découpe. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que, lorsqu'on travaille sur un tube ou une virole mobile, on paramètre la courbe à tracer ou à découper en coordonnées semipolaires, que l'on fait tourner soit manuellement soit automatiquement le tube ou la virole de manière discontinue et d'une valeur correspondant à une distance prédéterminée entre deux génératrices du cylindre et que l'outil de traçage monté sur un coulisseau paral lèle à l'axe de la surface est déplacé soit automatiquement par un moteur asservi au calculateur, soit manuellement, l'opérateur pla çant l'outil en face de la graduation du-coulisseau correspondant à l'abscisse donnée par le calculateur pour la position angulaire du tube à cet instant. 9. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on peut tenir compte des variations de dimension des surfaces considérées par rapport aux paramètres théoriques grâce à un palpeur mis en contact avec celles-ci. Celui-ci permet de rentrer en mémoire les surfaces considérées, point par point, en coordonnées paramétriques, lors d'une opération préliminaire de palpage précédant les opérations de calcul. 10. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé par le fait que pour l'intersection de deux tubes, on place sur la machine le premier tube, que l'on rentre dans le calculateur, grâce au palpeur les différentes valeurs du rayon du tube en coordonnées polaires sur une section droite proche de l'intersection, que l'on fait la même opération avec le second tube et qu'ensuite pour la découpe ou le traçage des deux tubes, le calculateur travaille non plus avec les diamètres théoriques mais avec les rayons réels variant avec l'angle de rotation du tube considéré et l'angle correspondant de l'autre tube.