Brevet FR2484393A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne un dispositif de découpe automatique d'une feuille de verre suivant un tracé prédéterminé. L'invention concerne également un procédé pour l'utilisation d'un tel dispositif. De tels dispositifs comprennent généralement un bâti sur lequel la feuille de verre est solidement fixée et un outil de découpe monté sur un chariot mobile par rapport au bâti, notamment suivant deux composantes rectangulaires à chacune desquelles est associé au moins un moteur. Il est connu de faire actionner ces moteurs par des étages de commande qui contiennent en mémoire une suite d'instructions correspondant non seulement à la trajectoire de l'outil mais encore à des opérations annexes, telles que levée et abaissement de l'outil, lubrification intermittente, variation prédéterminée de la pression de l'outil sur le verre. L'élaboration de cette suite d'instructions nécessite, pour chaque tracé, des opérations longues et délicates d'analyse numérique et de programmation ainsi que des opérations annexes de perforation de cartes ou de bandes. Outre le risque d'erreurs, une telle façon de procéder est particulièrement coûteuse, en raison de a lenteur et du personnel hautement spécialisé auquel elle fait appel La présente invention vise à réaliser un dispositif de découpe qui soit plus sûr, plus rapide à mettre en oeuvre et qui, n'exigeant qu'une main-d'oeuvre peu qualifiée, soit particulièrement économique. Suivant l'invention, le dispositif de découpe automatique d'une feuille de verre, notamment suivant un tracé prédéterminé complexe, comprend un bâti pour supporter la feuille et un outil de découpe monté sur un chariot mobile par rapport au bâti sous l'action de moteurs alimentés à partir d'une suite d'instructions d'un programme préétabli stocké dans un étage de mémoire.Il est caractérisé en ce qurïr comprend des moyens sensibles à la position d'une pointe manoeuvrable å main suivant un tracé-type pour stocker dans l'étage de mémoire, par l'intermédiaire de moyens de codage, des informations codées représentant des déplacements de cette pointe, et des moyens de commande et de commutation pour extraire ces données sous forme d'instructions en vue d'assurer sélectivement, par l'intermédiaire de moyens de décodage, la commande des moteurs pour faire répéter par l'outil de découpe le tracé-type précité. Un opérateur même non préparé à cet effet suit le contour d'un gabarit et introduit ainsi dans la mémoire de la machine le tracé de ce gabarit. Ensuite, par une simple commutation, la mémoire restitue ce tracé pour commander les moteurs en vue de déplacer l'outil de coupe suivant le tracé. Suivant une première variante de réalisation de l'invention, la pointe manoeuvrable est fixée sur le chariot portant l'outil de découpe. Dans une telle réalisation, l'équipement est minimal, aucun appareil supplémentaire ne venant s'ajouter à la machine de découpe normale. Suivant une seconde variante, la pointe manoeuvrable est fixée sur un chariot monté sur une table auxiliaire indépendante du bâti de découpe. Cette réalisation augmente le volume de l'équipement, mais elle permet de ne pas arrêter la machine de découpe quand on enregistre un nouveau tracé. En outre, la table auxiliaire étant de construction plus légère que la table de découpe, et moins encombrée d'organes divers, le travail de 1'opéra- teur s'en trouve facilité. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les moyens sensibles å la position de la pointe et les moyens de codage comprennent au moins une réglette graduée disposée vis-à-vis d'un index lié à la pointe et portant une source lumineuse dirigée vers les graduations précitées et une cellule photo-électrique sensible à la lumière réfléchie par lesdites graduation. Le chemin parcouru par l'index est lu par la cellule et codé en vue de sa mise en mémoire. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, le chariot est monté sur un chemin de guidage rectiligne lui-même porté par un pont monté sur un second chemin de guidage perpendiculaire au premier, le dispositif comprenant deux systèmes réglette-index pour saisir les composantes du déplacement de la pointe suivant les deux directions des chemins de guidage. Les lectures respectives des cellules correspondent aux deux coordonnées planes de la pointe. Suivant une variante de réalisation de l'invention, les moyens sensibles a' la position de la pointe et les moyens de codage et de décodage comprennent les moteurs d'action- nement et un codeur-décodeur associé à chacun des moteurs. Les moteurs servent alors de capteurs de rotation, en angle et en sens Suivant un premier type de réalisation, les moteurs d'actionnement du chariot sont des moteurs pas-a-pas, ce qui permet une définition précise de la position de Iroutil, biunivoque par rapport aux instructions reçues. Suivant un second type de réalisations les moteurs d'actionnement du chariot sont des moteurs à courant continu. Chaque moteur est alors avantageusement commandé par l'intermédiaire d'un étage d'asservissement recevant en retour un signal représentant la position du moteur. Ce signal en retour permet le controle précis du moteur en course et en sens. Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, le dispositif comprend des moyens pour stocker dans l'étage de mémoire des données correspondant à des fonctions auxiliaires autres que le déplacement de l'outil suivant le tracé. des fonctions auxiliaires, qui interviennent en cours d'opération sont par exemple : la descente de l'outil, la variation de sa pression sur la feuille de verre, la lubrification intermittente, la remontée de l'outil. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, le dispositif comprend un étage de calcul pour appliquer aux moteurs à une cadence prédéterminée la suite d'instructions extraite de l'étage de mémoire. On peut ainsi effectuer la découpe à la vitesse optimale, éventuellement différente de la vitesse à laquelle on a suivi le contour-type pour mettre le tracé en mémoire. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description detaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective,d'une installation de découpe équipée d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 1, correspondant à la machine de découpe proprement dite ; - la figure 3 est une vue de détail, en perspective, montrant l'installation d'une glissière sur un chemin de roulement ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant IT-lV de la figure 3 - la figure 5 est une vue en perspective d'une table auxiliaire portant le dispositif conforme à l'invention ; - la figure 6 est un schéma de principe pour expliquer le traitement des données ; et - la figure 7 est un schéma pour expliquer l'asservissement des moteurs à courant continu. En référence aux figures l et 2, une installation de découpe de feuilles de verre comprend une machine de découpe 1 proprement dite précédée d'un convoyeur 2 d'amenée des feuilles à découper et suivie d'un convoyeur 3 d'evacuation des feuilles découpées. A l'entrée de la machine sont prévus des dispositifs 4 d'un type connu pour la mise en place précise de la feuille à son entrée dans la machine. La machine l proprement dite comprend un bâti 5 prolongé par deux montants latéraux 6 s'étendant dans le sens de déplacement de la feuille de verre. Entre ces montants est disposé un tapis roulant 7 formant convoyeur pour amener la feuille en position convenable sur la machine. Une réglette 8 constitue une butée d'arrêt pour définir cette position avec précision. Un moteur 9 est prévu pour actionner le tapis 7. Le tapis 7 présente des perforations 11, partiellement représentées, en relation avec un caisson plat 12 situé sous le tapis et dans lequel on peut soit souffler soit aspirer de l'air au moyen de ventilateurs respectifs 13 et 14. Le soufflage permet de soulager le poids de la feuille et de la déplacer plus facilement en vue d'ajuster sa position. L'aspiration permet de plaquer énergiquement la feuille sur le tapis pour l'immobiliser pendant l'opération de découpe. Chacun des montants 6 porte un chemin de roulement 15 prévu pour coopérer avec des paliers à billes 16 fixés aux extrémités d'un pont 17 qui peut ainsi se déplacer parallèlement à lui-même suivant une direction X qui est celle d'amenée de la feuille. Pour plus de clarté, on a représenté sur la figure 2 l'un des deux chemins de roulement par un simple trait mixte. Chaque chemin de roulement 15 est constitué par une tige cylindrique fixée rigidement par une petite partie de sa périphérie sur une embase 18 (figures 3 et 4) elle-même fixée au montant 6. De leur coté, les paliers à billes 16 n'entourent le chemin cylindrique 15 que suivant un arc in férieur à une circonférence, de manière à échapper à la zone de fixation sur l'embase 18. Une vis sans fin 19 est portée par des paliers 21 fixés sur l'un des montants 6 et coopère avec des écrous à billes 22 fixés au pont 17. La vis 19 est solidaire en bout de l'arbre d'un moteur à courant continu 23 dont la carcasse est fixée au bâti 1, par une liaison débrayable On comprend que l'actionnement du moteur 23 déplace le pont 17 dans la direction X. Un chariot 24 est monté sur le pont 17 par l'inter- médiaire de deux chemins de roulement 25 représentés par des traits mixtes et analogues aux chemins de roulement 15. Une vis sans fin 26 portée par des paliers 27 solidaires du pont 17 coopère avec des écrous à billes 28 fixés sur le chariot 24. La vis 25 est fixée sur l'arbre d'un moteur à courant continu 29 porté par le pont 17, par une liaison débrayable. Enfin, le chariot 24 porte un outil de découpe 31 dirigé vers le tapis 7, interchangeable avec une pointe permettant de suivre un tracé ou un gabarit. Cette pointe (non représentée) sera désignée dans ce qui suit sous la référence 31a. L'outil 31 est monté sur le chariot 24 par l'intermédiaire d'un dispositif 30 permettant sa descente et sa remontée, ainsi que le réglage de la pression qu'il exerce sur la feuille de verre. Un tel dispositif peut être un vérin pneumatique. L'actionnement du moteur 29 permet de déplacer le chariot dans une direction Y perpendiculaire 'a la direction X, de sorte que, par un actionnement convenablement programmé des moteurs 23 et 29, il est possible de faire suivre à l'outil de découpe 31 un tracé complexe quelconque. Une réglette graduée 32 d'un type connu est fixée sur l'un des montants 6 et s'étend dans la direction X. Le pont 17 porte un index 33 muni d'un dispositif d'éclairement dirigé vers les graduations de la réglette 32, et une cellule photoélectrique sensible à la lumière réfléchie par les graduations de la réglette de sorte que les déplacements du pont provoquent l'émission d'une succession d'impulsions électriques représentatives de l'amplitude et du sens de ce déplacement. Une réglette 34 du meme genre est montée sur le pont 17 et s'étend suivant la direction Y. Elle coopère avec un index lumineux 35 solidaire du chariot 24. L'ensemble des impulsions émises par les cellules des index matérialise donc les trajectoires de l'outil 3t ou de la pointe 31a que l'on peut lui substituer. On va maintenant décrire, en référence à la figure 6, des étages de mise en mémoire des impulsions précitées, de commutation et de commande des moteurs. Des capteurs 42, 44 reliés respectivement aux réglettes 32 et 34 reçoivent les informations émises par celles-ci relatives au sens et au déplacement, respectivement suivant X et Y et les transmet à une carte d'interface 50 qui analyse ces informations et les transmet, pour chaque capteur, sous la forme d'une suite d'impulsions et d'une information de sens S vers une carte 60 d'entrée-sortie. Un troisième capteur 140 est prévu pour une troisième coordonnée de l'espace, en altitude, pour le cas où la feuille de verre à découper ne serait pas plane et serait relative par exemple à un pare-brise bombé. Dans ce cas, un quatrième capteur 150 est avantageusement prévu pour mémoriser la position angulaire de outil de coupe, de manière que cet outil se présente toujours perpendiculairement à la feuille bombée. La Lez carte 60 reçoit également un certain nombre d'informations EA engendrées manuellement à partir d'un pupitre de commande PC relié à la carte 60 par une carte d'acquisition CA. Ces informations concernent des fonctions auxiliaires intervenant accidentellement au cours de l'opération de découpe, telles que la descente et la remontée de l'outil, la lubrification intermittente, ou la variation de la pression exercée par l'outil sur la feuille. Du côté de sa sortie, la carte 60 est reliée à quatre organes de commande TR1, TR2, TR3, TR4 dont les deux premiers sont reliés respectivement aux moteurs 23 et 29, le troisième étant prévu pour un troisième moteur éventuel 120 relatif à une troisième coordonée de 11 espace, et le quatrième pour un quatrième moteur éventuel 130 relatif à I1 orientation de l'outil. D'autres sorties SA de la carte 60 correspondent à des ordres relatifs aux fonctions auxiliaires précitées. La carte 60 est reliée dans les deux sens à la carte d'acquisition CA en vue de lui transmettre des informations et de recevoir des instructions de commande. La carte CA est reliée dans les deux sens à une carte microprocesseur MP dont le rôle est, suivant le sens de transit, de coder les informations reçues sous forme d'instructions en vue de leur stockage sur-un disque D, ou de décoder ces instructions pour les mettre sous la forme d'une double information "impulsions" et "sens" en vue de la commande des moteurs. Quatre boutons-pressoirs B1, B2,-33, B4 permettent, par manoeuvre manuelle, de définir la position de départ d'une opération de traçage en fonction des quatre grandeurs mentionnées plus haut Ils sont reliés à une carte RAZ de remise à zéro elle-meme reliée à la carte d'acquisition CA. La carte RAZ est également reliée directement à la carte 60 en vue de la transmission des ordres de positionnement de départ au début d'une opération de traçage. Des micro-inverseurs M1 et M2 sont fixés sur les chemins de roulement 15 et 25 respectivement et leur emplacement est réglable manuellement pour définir une aire enveloppant le tracé de la découpe. Une information représentant la position de ces micro-inverseurs est transmise à la carte RAZ par des lignes ML1, ML2 et sert à limiter la place réser- vée en mémoire. Une troisième ligne ML3 et une quatrième ligne ML4 sont disponibles en cas d'intervention d'une troisième coordonnée et de l'orientation de l'outil. En cas de dépassement accidentel de ces limites par le chariot, les micro-inverseurs provoquent l'arret de la machine. Les moteurs sont reliés à la carte 60 comme représenté sur la figure 7 en ce qui concerne le moteur 23. Un étage d'asservissement AS reçoit les informations "impulsions" et sens et les stocke successivement en mémoire dans une zone MAS. Cet étage élabore un signal de commande appliqué au moteur en vue d'une rotation de sens et d'amplitude correspondant aux informations précitées. Un organe de contrôle C23 reproduit le mouvement du moteur et retourne les informations "impulsion" et "sens" à la mémoire MAS en vue du controle de la bonne exécution de l'ordre reçu. Cet étage d'asservissement permet de ne pas avoir recours à des moteurs pas-à-pas. Une horloge H incorporée au microprocesseur MP sert à définir une base de temps pour cadencer les opérations d'acquisition et de restitution des données Un rhéostat manoeuvrable à partir du pupitre PC permet de modifier cette cadence, et donc d'effectuer l'opération de découpe à une vitesse différente de la vitesse à laquelle on a suivi le tracé pour entrer les informations en mémoire. Pour utiliser la machine, on place un gabarit ou un tracé représentant le profil à découper sur le tapis 7, on débraye les moteurs 23 et 29 et l'on place le système électrique en position d'acquisition de données à partir du pupitre PC. On place les micro-inverseurs M1 et M2 de manière à délimiter l'aire intéressée. On place sur le chariot une pointe 31a et l'on choisit une position de départ sur le tracé. En appuyant sur les boutons-poussors B1 et B2 (éventuellement B3), on mémorise cette position de départ. On suit alors le tracé au moyen de la pointe 31a. Au cours du parcours, on mémorise manuellement à partir du pupitre PC diverses opérations accidentelles telles que la remontée ou l'abaissement de l'outil, sa lubrification périodique, ou la modification de la pression de l'outil. Une fois le tracé terminé, on programme une der nière remontée de l'outil et l'on dispose ainsi d'un programme de découpe en mémoire dans le disque D. On embraye alors les moteurs, on remplace la pointe 31a par l'outil de découpe 31 et l'on replace la machine en position de restitution de donnée. I1 suffit alors d'approvisionner la machine en feuilles de verre et d'appeler, à partir du pupitre PC, le programme enregistré ou tout autre programme stocké dans le disque D. La machine peut en effet stocker un certain nombre de programmes dans un ou plusieurs disques. On affiche par le rhéostat du pupitre un coefficient pour majorer ou minorer la vitesse de découpe désirée par rapport à la vitesse à laquelle on a suivi le tracé pour entrer les informations en mémoire.Cette vitesse de découpe n'est limitée que par la vitesse d'opération du microprocesseur MP, et par les rapports mécaniques du dispositif. La mise en mémoire du tracé par ce moyen d'apprentissage évite toute opération complexe d'analyse numérique. Elle est très rapide et à la portée d'un personnel peu spécialisé. Elle permet en outre la mise en oeuvre très simple de "coups de main appropriés qui demanderaient une analyse numérique complexe, tels que l'obtention d'angles vifs par une petite boucle. L'asservissement des moteurs par l'étage AS évite d'avoir besoin de moteurs freins et permet de suivre exactement le contour. Suivant une variante de réalisation de l'invention, une table auxiliaire la (figure 5) présente un aspect général analogue à la machine 1 décrite plus haut. Elle présente une table 7a située entre deux montants 6a d'un bâti Sa. et destinée à recevoir un gabarit ou un tracé à reproduire. Un pont 17a glisse sur des chemins de roulement 15a fixés sur les montants 6a de la manière indiquée plus haut. Sur le pont 17a, un chariot 24a est monté glissant sur des chemins de roulement 25a et porte une pointe 3ta permettant de suivre un tracé. Un des montants 6a porte une réglette graduée 32a coopérant avec un index lumineux et photo-sensible 33a porté par le pont 17a, et une réglette analogue 34a est fixée sur e pont l7a pour coopérer avec un index 35a porté par le chariot 24a. Les index sont reliés électriquement à des étages de mémoire analogues à ceux décrits en référence à la figure 6. L'installation comporte encore une machine de découpe analogue à celle représentée à la figure 2. Les moteurs de cette machine sont reliés aux étages de mémoire. Avec une telle installation, on dispose, avec la table auxiliaire la, d'un mécanisme plus léger, plus maniable, ne nécessitant pas de débrayage, et plus facilement accessible. On peut en outre mettre en mémoire un nouveau tracé sur un nouveau disque alors que l'on procède simulanément à une découpe de contrôle suivant ce nouveau programme. En contrepartie, l'ensemble représente un investissement un peu plus important. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais couvre toute variante à la portée de l'homme de l'art. Ainsi, dans la première version décrite, les systèmes règlette-index pourraient etre supprimés et remplacés par des codeurs-décodeurs incorporés aux moteurs. Dans ce cas, les moteurs ne sont pas débrayés pour l'opération de traçage et il est nécessaire que les systèmes vis-écrou soient réversibles. Dans la seconde version, avec table auxiliaire, les vis sans fin, qui ne comportent pas de moteur, sont simplement munies deun eodeur-décodeur. REVENDICATIO 1. Dispositif de découpe automatique d'une feuille de verre, notamment suivant un tracé prédéterminé complexe, comprenant un bâti (5) pour supporter la feuille et un outil de découpe (31)monté sur un chariot (24) mobile par rapport au bâti sous l'action de moteurs (23, 29) alimentés à partir d'une suite d'instructions d'un programme préétabli stocké dans un étage de mémoire (D), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (32, 34) sensibles à la position d'une pointe (31a) manoeuvrable à main suivant un tracé-type pour stocker dans l'étage de mémoire, par l'intermédiaire de moyens de codage, des informations codées représentant des déplacement de cette pointe, et des moyens (PC) de commande et de commutation pour extraire ces données sous forme d'instructions en vue d'assurer sélectivement, par l'intermédiaire de moyens de décodage, la commande des moteurs pour faire répéter par l'outil de découpe le tracé-type précité. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la pointe manoeuvrable (3fla) est fixé sur le chariot (24) précité. 3. Dispositif conforme à la revendication t, caractérisé en ce que la pointe manoeuvrable (31 a) est fixée sur un chariot (24a) monte sur une table auxiliaire (la) indépendante du bâti (1) de découpe. 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caracterisé en ce que les moyens sensibles à la position de la pointe et les moyens de codage comprennent au moins une réglette (32, 34) graduée disposée vis-à-vis d'un index (33,-35) lié à la pointe (31a) et portant une source lumineuse dirigée vers les graduations précitées et une cellule photoélectrique sensible à la lumière réfléchie par lesdites graduations. 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le chariot (24, 24a) est monté sur un chemin de guidage rectiligne (25, 25a) lui-meme porté par-un pont (17, 17a) monté sur un second chemin de guidage (15, 15a) perpendiculaire au premier, le dispositif comprenant deux systèmes réglette-index pour saisir les composantes du déplacement de la pointe suivant les deux directions (X, y) des chemins de guidage. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens sensibles à la position de la pointe (31a) et les moyens de codage et de décodage comprennent les moteurs d'actionnement et un codeur-décodeur associé à chacun des moteurs. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moteurs d'actionnement (23, 29) du chariot sont des moteurs pas-à-pas. 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moteurs d'actionnement (23, 29) du chariot sont des moteurs à courant continu. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que chaque moteur est commandé par l'intermédiaire d'un étage d'asservissement (AS) recevant en retour un signal représentant la position du moteur. 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (EA) pour stocker dans l'étage de mémoire (D) des données correspondant à des fonctions auxiliaires autres que le déplacement de l'outil (3t) suivant le tracé. 11. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un étage de calcul (H, MP) pour appliquer aux moteurs à une cadence prédéterminée la suite d'instructions extraite de l'étage de mémoire (D). 12. Procédé de découpe d'une feuille de verre suivant un tracé prédéterminé au moyen d'une machine dans laquelle sont mémorisées des instructions représentant les déplacement d'un outil de découpe, caractérisé ence qu'on effectue les opérations suivantes a) on suit le tracé prédéterminé avec une pointe reliée à l'étage de mémoire de la machine pour stocker dans cet étage des données représentant ledit tracé ; b > on met en route la machine sous la commande des instructions constituées par lesdites données.