Brevet FR2362722A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne le pliage des tôles ou autres matériaux en feuilles sur une presse plieuse ou similaire. Cette opération est réalisée entre une matrice en forme de V creux et un poinçon dit "eontre-vé, l'un de ces outils étant fixe et l'autre mobile. Pour une course donnée de l'outil mobile, la tôle se trouve donc pliée suivant un angle détermine. Il existe évidemment une loi mathématique entre cet angle et la course de l'outil mobile. Toutefois, en raison de l'intervention d'un grand nombre de paramètres accessoires, il est très difficile d'obtenir un angle de pliage précis en se basant sur la détermination de la longueur de la course impartie à 11 outil mobile. Par ailleurs, du fait de son élasticité, la tôle tend à s' ouvrir dès que l'outil mobile est écarté, de sorte que l'angle de pliage finalement obtenu est plus grand que 11 angle effectif de pliage au moment où l'outil mobile est parvenu à l'extrémité de sa course de travail. Or, le retour élastique de la tôle dépend lui-même de plusieurs paramètres, tels que l'épaisseur de la tôle, la distance existant entre les aretes de la matrice en forme de V, et la nature même du matériau plié, le sens de son laminage, etc.. Pour cette raison, on doit actuellement procéder à des essais préalables avant de déterminer la valeur de la course à impartir à l'outil mobile, pour obtenir un angle de pliage déterminé. Cependant, cette façon empirique de procéder est peu pratique et peu précise. C'est pourquoi, la présente invention a pour but de réaliser un dispositif de contrôle permettant de déterminer la valeur exacte de l'angle de pliage lors de l'exécution de celui-ci, de façon à arrêter la course de l'outil mobile dans la position voulue, c'est à-dire lorsque l'angle de pliage désiré est atteint. A cet effet, ce dispositif de contrôle comprend deux tiges palpeuses associées à l'un des outils de pliage en étant disposées parallèlement avec un certain décalage l'une par rapport à l'autre dans le sens transversal, et dont les pointes sont situées sur un meme côté par rapport au plan vertical médian des outils de pliage, ces deux tiges palpeuses étant associées à un système de détection de la différence de déplacement de celles-ci, apte à délivrer un signal électrique variable en fonction de cette différence de déplacement et par suite, de l'angle d'inclinaison de la partie contrôlée de la tôle par rapport à sa forme initiale. En effet, le pliage de la tôle provoque un recul des deux tiges palpeuses, qui n'est pas le même pour l'une et l'antre de celles-ci. La différence de recul entre ces deux tiges est directement fonction de l'inclinaison de la partie avec laquelle ces deux tiges se trouvent en contact. Dans ces conditions, le présent dispositif permet de déterminer l'angle d'inclinaison de la partie correspondante de la tôle par rapport à sa forme primitive, donc le complément de la moitié de l'angle de pliage. lie système de détection associé aux deux tiges palpeuses est avantageusement branché dans un circuit électrique comportant un appareil indicateur permettant de connaître l'angle de pliage appliqué à une tôle, afin d'arreter l'outil mobile dès que l'angle de pliage désiré est atteint. Dans une forme de réalisation perfectionnée du présent dispositif, celui-ci comporte un perfectionnement supplémentaire permettant de tenir compte de l'effet ultérieur du retour élastique de la tôle après pliage. Conformément à ce perfectionnement, il est prévu un organe de pression, de même profil que le poinçon destiné à assurer le maintien de la tôle dans la matrice après écartement relatif du poinçon et de la matrice pour permettre la mesure, par les tiges palpeuses, de l'angle définitif de pliage après retour élastique de la tôle, cet organe étant soumis à l'action d'un ressort et monté coulissant contre l'une des extrémités du poinçon. Dans ces conditions, le présent dispositif permet de déterminer aisément, dans chaque cas, l'effet du retour élastique de la tôle et ce, au cours d'une opération préliminaire d'essai. Il suffit ensuite de remettre à nouveau en mouvement l'outil mobile de la presse plieuse, pour impartir à la tôle un angle de pliage plus accentué que l'angle final désiré et ce, d'une valeur correspondant à l'effet du retour élastique. De préférence, le présent dispositif de contrôle est agencé pour réaliser une commande automatique de la presse plieuse correspondante. A cet effet, il est prévu un système électronique de commande apte à enregistrer l'effet du retour élastique de la tôle lors de l'opération préliminaire d'essai, ce même système étant ensuite en mesure d'impartir automatiquement, à l'outil mobile de la presse, la course voulue pour réaliser un angle de pliage effectif tenant compte de l'effet ultérieur du retour élastique de la tôle. Cependant, d'autres particularités et avantages du présent dispositif apparaîtront au cours de la description suivante. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe d'un poinçon et d'une matrice uti lisés pour le pliage d'une tôle, le dispositif de con trôle selon l'invention n'apparaissant pas sur cette figure la figure 2 est une vue en perspective du poinçon de pliage et du dispositif de contrôle selon l'invention qui équipe ce poinçon La figure 3 est une vue verticale en coupe de ce poinçon, selon la ligne III-III de la figure 2, mais à échelle différen te, le poinçon étant représenté avant pliage de la tôle;; lia figure 4 est une vue similaire représentant ce même poinçon au cours de l'opération de pliage de cette tôle La figure 5 est une vue partielle en élévation du présent poinçon et du dispositif de contrôle équipant celui-ci et ce, selon les flèches V-V de la figure 3 La figure 6 est une vue en élévation en bout du présent poinçon. Comme déjà indiqué, le dispositif de contrôle selon l'invention est destiné à équiper l'un des outils de travail d'une presse plieuse, en ltoccurence le poinçon 1 de celle-ci. De façon habituelle, le bord inférieur de ce poinçon affecte la forme d'un V dont l'arête est tournée vers le bas en regard de la gorge 2 de même profil de la matrice correspondante 3. L'un de ces outils est fixe et l'autre est mobile. A ce sujet, il convient de noter que l'outil mobile peut etre indifféremment le poinçon supérieur ou la matrice inférieure. La tôle 4 à plier est destinée à être placée entre ces deux outils, alors que le poinçon est écarté de la matrice. Son pliage est réalisé par déplacement de l'outil mobile en direction de l'outil fixe, de façon que l'arête inférieure du poinçon se trouve engagée plus ou moins à l'intérieur de la gorge 2 de la matrice. Ainsi qu'il a déjà été mentionné, l'angle de pliage 2 est fonction de l'importance de la course de l'outil mobile, (voir figure 1). Cependant, le dispositif de contrôle selon l'invention est destiné à déterminer la valeur de cet angle au moment même de l'e xécution du pliage, de façon à arrêter la course de l'outil mobile lorsque l'angle désiré est atteint. Cet arrêt peut alors être commandé soit manuellement, soit par un dispositif de commande associé au présent dispositif de contrôle. Celui-ci se compose essentiellement de deux tiges palpeuses 5 et 6 disposées parallèlement l'une à l'autre, mais décalées dans le sens transversal au plan vertical médian XX' des deux outils. En effet, l'une de ces tiges, en l'occurrence la tige 5, est plus proche de ce plan que l'autre. La disposition de ces deux tiges est également telle que les points de contact A et B de leur pointe inférieure avec la tôle 4, soient tous deux placés en dehors de la surface de la tôle située en regard de la gorge 2 de la matrice, donc en dehors du rayon de pliage de la tôle. Il convient de noter que dans l'exemple représenté, ces deux tiges sont également décalées dans le sens longitudinal pour de simples raisons de facilité de construction. Mais, ce dernier décalage ne présente aucune autre utilité. Comme illustré sur la figure 2, le poinçon 1 est fixé au tablier supérieur de la presse plieuse correspondante par l'intermédiaire d'une série d'entretoises espacées 7. Dans ces conditions, les deux tiges palpeuses 5 et 6 sont avantageusement disposées en regard de l'un des intervalles 8 existant entre deux entretoises 7 successives. Ces deux tiges sont montées coulissantes à l'intérieur de deux alésages 9 et 10 pratiqués dans le poinçon1 , et qui débouchent à la fois sur son chant supérieur 11 et à sa partie inférieure, à l'endroit d'un pan incliné 12 proche de son arete de pliage 13. Ainsi qu'il apparat sur la figure 5, les axes des deux alésages 10 et il sont inclinés par rapport au plan vertical XX' et ce, de façon que les extrémités A et B des deux tiges palpeuses 5 et 6 soient effectivement disposées en dehors de la zone comprise entre les deux bords 14 de la gorge 2 de la matrice 3. A ce sujet, il faut observer que ces deux extrémités se terminent sous forme de pointes ou de petites sphères de façon à avoir un contact ponctuel. Quant à leurs extrémités opposées, elles font saillie au-dessus d'une encoche 11a ménagée .le supérieur il du poinçon. Or, 1-' extrémité supérieure de la tige 6 porte une plaquette verticale 15 servant de support à un capteur électrique 16 apte à émettre un signal électrique variable en fonction de l'amplitude de rotation d'un axe de commande 17, solidaire d'une biellette 18 dont il constitue l'axe de pivotement. Cette biellette s'étend en regard de l'extrémité supérieure de la tige palpeuse 5, laquelle porte une bille 19 placée au contact de cette biellette. Celle-ci est appliquée contre cette bille par un ressort de rappel 20. La bille 19 est sertie à l'extrémité su périeure de la tige palpeuse 5 et elle présente un diamètre identique à celui de l'axe de pivotement 17 de la biellette 18. Or, l'axe 17 est situé dans le prolongement de l'axe de la tige 6 et l'agencement est tel que les centres de la bille 19 et de l'axe 17 sont alignés suivant une droite parallèle à celle reliant les pointes inférieures A et B des deux tiges palpeuses. Ainsi, ces quatre points forment un parallélogramme articulé. Dans la position illustrée à la figure 5, et qui précède le début du pliage de la tôle 4 placée entre le poinçon et la matrice, la ligne passant par les points de contact A et B s'étend horizontalement. I1 en est donc de meme pour la ligne ZZ' reliant le centre de l'axe 17 et le centre de la bille de contact 19. Des ressorts de pression 21 sont prévus autour de chacune des tiges palpeuses 5 et 6 pour maintenir leurs pointes inférieures au contact de la surface supérieure de la tôle 4. lie capteur électrique 16 peut être constitué par un potentiomètre, un tel organe étant apte à délivrer un signal électrique variable en fonction de l'angle de rotation de l'axe 17. Cependant, il est possible d'utiliser tout autre appareil ou organe électrique susceptible de remplir la même fonction, par exemple un capteur digital, incrémental ou absolu. Ce capteur e t branché dans un circuit électrique comportant un appareil de lecture, par exemple un visualisateur digital, permettant à l'opérateur de connaitre à tout instant, la valeur de l'angle de rotation de l'axe 17 par rapport à sa position initiale, illustrée à la figure 3 et dans laquelle, la ligne ZZ' est horizontale, de même que la surface supérieure de la tôle 4, avant pliage.En effet, le réglage du circuit correspondant est tel que, dans cette position, le visua lisateur indique une valeur 0. Par ailleurs, le poinçon 1 porte, à l'une de ses extrémités, un organe de pression 22 destiné à permettre de relever la valeur de l'angle de déformation du au retour de la tôle élastique, après pliage, ainsi qu'il sera décrit par la suite. L'extrémité inférieure de cet organe de pression présente le môme profil que celle du poinçon 1. Cet organe est monté coulissant dans le sens vertical, contre l'extrémité correspondante du poinçon 1 sur lequel il est retenu par la tête de deux vis 23a et 23b engagées dans des lumières oblongues 24a et 24b pratiquées dans cet organe. Ainsi, celui-ci peut se déplacer verticalement par rapport au poinçon 1, sur une faible distance a (voir figures 5 et 6). Un ressort 25 est disposé entre l'organe de pression 22 et l'une des entretoises 7 de fixation du poinçon, ce ressort ayant pour fonction de pousser l'organe de pression vers le bas pour maintenir son arête inférieure en saillie par rapport à l'arête correspondante du poinçon, comme représenté sur les figures 5 et 6. De plus, un contact électrique 26 est fixé sur la face externe de cet organe de pression 22 de façon à être fermé par la tête de l'une des vis de fixation 2fa, lorsque cet organe est dans sa position basse, ce même contact étant évidemment ouvert lorsque cet organe est dans sa position haute. Le fonctionnement du présent dispositif est le suivant lie pliage de la tôle 4 entre le poinçon et la matrice amène la partie contrôlée de cette tôle, c'est-ca-dire sa partie au contact de laquelle se trouvent les pointes inférieures des deux tiges palpeuses 5 et 6, à former un angles par rapport à un plan horizontal YY' passant par l'arête de pliage (voir figure 4). Ceci provoque le recul des deux tiges palpeuses 5 et 6. Cependant, du fait même du décalage de celles-ci dans le sens transversal, il existe une différence d'importance de ce recul pour l'une et l'autre, la tige 6 placée à l'extérieur étant amenée à reculer d'une façon plus prononcée que la tige 5.Or, cette différence dépend directement de la valeur de l'angle dtinclinaisonss, lequel est le complement de la moitié de l'angle de pliage 2S de la tôle. Etant donné que les points de contact A et B et les centres de l'axe 17 et de la bille 19 forment un parallélogramme articule, la ligne ZZ' joignant ces deux centres se trouve également inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle/. En conséquence, le capteur électrique 16 envoSeun signal grâce auquel l'appareil de lecture indique la valeur de l'angle de pliage 2* . En effet, l'appareil de lecture est conçu pour indiquer directement l'angle de pliage et ce, à partir de l'angle détectés , qui correspond au complément de la moitié de celui-ci. l'opérateur peut donc arrêter immédiatement la course de l'outil mobile de la presse plieuse lorsque l'angle de pliage désiré est atteint. Cependant, pour tenir compte de l'effet du retour élastique de la tôle après pliage, il convient de procéder à une opération supplémentaire d'essai permettant de relever la valeur de l'angle de déformation dû à ce retour élastique. A cet effet, il convient de relâcher la pression de l'outil mobile pour permettre un léger écart du poinçon par rapport à la matrice. lie poinçon quitte donc le contact avec la tole, mais celleci est néanmoins man tenue dans la matrice par l'organe de pression 22 décrit précédemment et ce, grâce à la pression fournie par le ressort de poussée 25. Cette force est suffisante pour maintenir la tôle en place, mais elle libère cette dernière de toute contrainte, ce qui est signalé par un organe indicateur commandé par la fermeture du cogtacteuc 26. sequence, la tôle peut réaliser librement son retour élastique, lequel entraîne une plus grande ouverture de l'angle de pliage qui devient 2 (d+n#), ainsi qu'il apparat sur la figure 1. Or, ceci provoque un changement des positionsrelatives des deux tiges palpeuses 5 et 6, de sorte que l'opérateur peut relever la valeur de l'angle de déformation 2tii sur l'appareil de lecture. Cet angle correspond à la correction qui devra être effectuée pour obtenir l'angle final de pliage désiré, ctest-à-dire 2 . En conséquence, l'opérateur rétablit la pression sur la machine et ce, jusqu a ce que l'outil mobile parvienne dans une position pour laquelle l'appareil de lecture du présent dispositif de contrôle indique une valeur de l'angle de pliage égale à 2 (#-##). Dans ces conditions, lorsque la tôle subira ensuite son retour élastique normal, son angle de pliage final sera bien désormais 24. Bien entendu, lorsque l'opérateur est amené à plier une série de tôles identiques, il lui suffit d'effectuer une seule opération de mesure de l'angle de déformation dû au retour élastique de l'une de celles-ci. En effet, la valeur relevée est valable pour toutes les tôles à plier. Dans une forme de réalisation perfectionnée du présent dispositif de contrôle, celui-ci est agencé pour fonctionner de façon automatique en assurant les diverses manoeuvres nécessaires de la presse plieuse. Dans un tel cas, le capteur électrique 16 est branché dans le circuit d'undispositif de commande apte à assurer automatiquement l'arrêt de l'outil mobile de la presse, dès que l'angle de pliage désiré est atteint ,un système d'affichage étant prévu pour que l'opérateur puisse afficher sur ce dispositif, la valeur de l'angle désiré . Cependant, ce dispositif est également apte à assurer ensuite, un relâchement automatique de la pression de l'outil mobile pour réaliser la mesure de l'angle de déformation dû au retour élastique de la tôle. A cet effet, le circuit de ce dispositif est agencé pour enregistrer et intégrer la valeur de cet angle de déformation, quand le contact électrique 26 se trouve fermé, c'est-à-dire lorsque la pression exercée sur la tôle se trouve relachée. Le dispositif de commande assure ensuite une remise en pression de la presse plieuse jusqu'au moment où la tôle se trouve pliée à un angle, tenant compte de la valeur de l'angle de déformation relevé précédemment. Ainsi, ce dispositif permet d'obtenir un fonctionnement entièrement automatique. Là encore, dans le cas du pliage d'une série de tôle l'angle de correction 2## & est utilisable pour les plis suivants qui peuvent être exécutés directement à la valeur de l'angle corrigé, cet angle étant mémorisé dans le dispositif de commande. Cependant, après chaque pli, on peut éventuellement procéder à une vérification de l'angle obtenu sur la tôle, après relâchement de la pression de pliage. Le capteur 16 est alors en mesure d'indiquer les écarts éventuels par rapport à l'angle de pliage désiré. I1 est également possible de prévoir un calculateur électro- nique basé sur le calcul statistique pour calculer à chaque cycle, la correction à partir de données statistiques (moyenne, écart, variance..), afin de corriger la programmation en conséquence. Dans un tel cas, l'organe de pression 22 est utilisé pour procéder à la vérification du résultat obtenu afin de détecter les écarts. Ceci permet de détecter les plis qui sont "hoirs cote" et de déterminer les retouches nécessaires. L'avantage essentiel du dispositif de contrôle selon l'invention réside dans le fait que celui-ci permet une lecture directe de l'angle de pliage d'une tôle, et ce alors que cette dernière se trouve sur les outils de pliage. Cette lecture directe- permet de s'affranchir des différents paramètres en jeu, notamment en ce qui concerne l'effet du retour élastique de la tôle après pliage. Dans ces conaitions, l'opérateur n'a donc à se préoccuper de rien d'autre que de l'angle de pliage inscrit sur le plan qui lui est confié pour l'exécution d'un travail déterminé. Bien entendu, le présent dispositif n'est pas limité au seul exemple de réalisation qui a été décrit ci-dessus, à simple titre indicatif. Ainsi, l'axe 17 de rotation de la biellette 18 pourrait être prévu directement sur l'extrémité supérieure de la tige palpeuse 6, au lieu d'être monté sur le support 15 décrit précédemment. Les deux tiges palpeuses 5 et 6 pourraient être disposées dans des positions verticales au lieu d'etre inclinées par rapport au plan vertical XX', comme cela est le cas dans l'exemple représenté. Eventuellement, ces deux tiges pourraient être disposées en dehors du poinçon 1, en regard de l'une des faces de celui-ci. Du reste, ces deux tiges palpeuses pourraient être incorporées dans un ensemble séparé du poinçon. Or cet ensemble pourrait éventuellement être associé à la matrice au lieu de l'être avec le poinçon, le fonctionnement du dispositif étant alors inverse. Par ailleurs, le système de détection, constitué par le capteur 16 et la biellette 18, pourrait être remplacé -par tout autre système de détection apte à détecter la différence de déplacement des deux tiges palpeuses et à délivrer un signal électrique variable en fonction de l'importance de cette différence de déplacement. Ainsi, ce système de détection pourrait comporter deux détecteurs de course contrôlant l'une et l'autre des deux tiges palpeuses et branchés dans un circuit à effet différentiel, par exemple un pont de Wheastone. Ces détecteurs pourraient consister en des condensateurs électriques, des noyaux mobiles d'électro-aimants, des curseurs de potentiomètres etc.. Comme il a déjà été indiqué le présent dispositif est destiné à équiper des presses plieuses ou autres machines-outils analogues pour contrôler, directement sur celles-ci, l'angle de pliage d'une tôle ou autre matériau en feuille au moment même de son pliage. REVENDICATIONS 1/- Dispositif de contrôle de la valeur de l'angle de pliage d'une tôle ou autre matériau en feuille, lors de son pliage entre le poinçon et la matrice d'une presse plieuse, caractérisé en ce qu'il comprend deux tiges palpeuses associées à l'un des outils de pliage en étant disposées parallèlement avec un certain décalage l'une par rapport à l'autre dans le sens transversal, et dont les pointes sont situées sur un même côté par rapport au plan vertical médian des outils de pliage, ces deux tiges palpeuses étant associées à un système de détection de la différence de déplacement de celles-ci, apte à délivrer un signal électrique variable en fonction de cette différence de déplacement et par suite, de l'angle d'inclinai son de la partie contrôlée de la tôle par rapport à sa forme initiale. 2/- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que celui-ci comporte un organe de pressions de même profil que le poinçon, destiné à assurer le maintien de la tôle dans la ma trice, après écartement relatif du poinçon et de la matrice pour permettre la mesure, par les tiges palpeuses etle détecteur associé à celles-ci, de la différence d'angle de pliage due au retour élastique de la tôle, cet organe étant soumis à l'action d'un ressort et monté coulissant contre l'une des extrémités du poinçon. 3/- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe mobile de pression est associé à un contacteur élec trique actionné lorsque se produit le relâcnement de la pres- sion de l'outil mobile sur la tôle en cours de pliage, ce con tacteur commandant un appareil de signalisation ayant pour fonction de signaler à l'opérateur que l'angle relevé désor mais, par le dispositif de contrôle, correspond à l'angle de pliage après retour élastique de la tôle, ce qui lui permet de déterminer par différence, la valeur de la correction à effec tuer pour obtenir l'angle de pliage désiré. 4/ - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe mobile de pression est associé à un contacteur élec trique actionné lorsque se produit le relachement de la pression de l'outil mobile Sur la têle an cours de pliage, ce contacteur commandant un système d'enregistrement et de calcul apte à enregistrer 11 angle formé par la tôle à ce moment, pour calcu ler l'angle de correction à appliquer. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le système de détection associé aux deux tiges palpa uses comprend un capteur électrique apte à délivrer un signal fonction de l'angle de pivotement d'une biellette arti culée autour d'un axe porte par l'extrémité de l'une des tiges palpeuse opposée à sa pointa de contact ou un support soli daire de cette extrémité, et formant l'un des côtés d'un paral lélogramme articulé dont les trois autres côtés sont consti tués par les deux tiges palpeuses et la ligne joignant les pointes d'appui de celles-ci. 6/ - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la biellette agissant sur le capteur électrique est solidaire de son axe de rotation, et celui-ci constitue l'organe de commande du capteur, cet axe étant monté rotatif dans un support porté par liaatre tige palpeuse. 7/ - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur associé à l'axa rotatif de la biellette pivotante est constituée par un potentiomètre rotatif, ou par un capteur digital, incremental ou absolu. 8/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caracté risé en ce que le poinçon étant fixé sur le tablier correspon dant de la presse par l'intermédiaire d'entretoises espacées, les deux tiges palpeuses sont disposées à l'endroit de l'in tervalle entre deux de ces entretoises, et elles sont montées coulissantes dans des alésages pratiqués dans le poinçon, leurs extrémités supérieures faisant saillie au-dessus du chant supérieur du poinçon entre les deux entretoises correspondantes de fixation. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que le système de détection associé aux tiges palpeuses est branché dans le circuit d'un dispositif de com mande comportant un système d'affichage de l'angle de pliage désiré et qui est apte à assurer l'arrêt de l'outil mobile de la presse dès que cet angle est atteint sur la tôle en cours de pliage, cet angle étant détecté par les deux tiges palpeuses du dispositif de contrôle. 10/- Dispositif selon les revendications 2 et 3 et la revendication 9, caractérisé en ce que la circuit du dispositif de commande est agencé pour enregistrer et intégrer la valeur de l'angle de déformation de la tôle sous l'effet de son retour élastique, après écartement relatif du poinçon et de la matrice, de façon à arrêter ensuite, l'outil mobile dans la position où est at teint un angle de pliage de la-tôle, corrigé par rapport à l'angle désiré et ce, de la valeur ainsi relavez.