Brevet FR2480173A1 — publié le 19811016

L'invention a pour objet un dispositif matériel pour équiper une machine de polissage des pierres et un procédé de travail exploitant ce dispositif en vue de permettre l'exécution automatique des opérations ultérieures de polissaget. Le polissage des pierres de grandes dimensions comme les pierres tombales ou les panneaux de façade en pierre se fait à l'aide d'une machine qui comprend essentiellement deux rails parallèles espacés, une poutre transversale qui circule sur ces rails, un chariot monté déplaçable sur la partie transversale, une tête de polissage suspendue au chariot. En fait la tête de polissage est mobile en sens vertical par rapport au chariot sur une certaine course pour qu'elle puisse descendre jusqu'au contact avec les pierres pour une opération de polissage et être relevée en fin d'opération. La tête est pourvue généralement de quatre meules réparties sur un cercle de 30 cm de diamètre.Pendant le polissage, les meules sont appliquées contre la face supérieure de la pierre, en y exerçant une pression de o à 60 kg/cm2, et elles sont déplacées sur cette surface par suite des mouvements de la poutre sur les rails et du chariot sur la poutre. Un cycle de polissage de la surface d'une pierre est composé d'une succession de déplacements parallèles effectués d'abord dans le sens longitudinal de la pierre puis dans le sens transversal.Le changement de sens des déplacements à chacune des courses de polissage est commandé par des butées prévues sur la machine, par exemple sur les rails pour les mouvements alternés de la poutre et sur la poutre pour les mouvements alternés du chariot, Il est donc nécessaire, avant le début de l'opération de polissage, que l'on règle manuellement la position des butées à la fois en sens longitudinal et en sens transversal. Quand la surface a été entièrement polie, en sens croisés, on doit intervenir à nouveau manuellement pour régler la position des butées en fonction de l'empla- cement et des dimensions d'une nouvelle pierre à polir dis posée entre les rails. Cette machine polit des pierres ayant une configuration géométrique simple, généralement carrée ou rectangulaire. L'invention a pour but principal d'apporter pour une machine de polissage du type défini plus haut, un dispositif qui, d'une part, rende inutiles les butées et leurs réglages en position pour l'exécution des cycles de polissage, et, d'autre part, permette de polir la surface totale des pierres d'une configuration géométrique quelconque comme celle des stèles, des monuments ou des pierres brutes de sciage. De plus, l'invention permet à la machine d'effectuer seule des programmes successifs de polissage de plusieurs pierres. On atteint ce but selon l'invention en montant sur la tête de polissage un ou plusieurs détecteurs, par exemple quatre détecteurs disposés en croix autour des meule; capables de détecter la surface d'une pierre à polir sans qu'il soit établi. de contact mécanique entre la pierre et les détecteurs. Cette croix est orientée, par exemple, d'une part dans le sens des rails, d'autre part dans le sens de la poutra. On peut utiliser comme détecteur tout moyen approprié par exemple des cellules photoélectriques. On exploite au mieux les possibilités du ou des détecteurs en les raccordant à un programmateur a mémoire et en mettant en oeuvre pour l'exécution d'un cycle de polissage le procédé suivant : pour une pierre carrée ou rectangulaire, on met en place la tête de polissage audessus d'un angle déterminé de la pierre à polir, de préférence en laissant un détecteur en dehors de la surface de cette pierre, on fait déplacer la tête pour une première opération de polissage le long du contour de la pierre, la sortie d'un second détecteur hors de la surface de la pierre provoquant un changement de direction à 900 ; pendant l'exécution de polissage le long du contour de la pierre on fait enregistrer dans la mémoire du programmateur les deux dimen sions maximales ou la forme générale de la surface de la pierre dans le sens de déplacement de la poutre d'une part et dans le sens de déplacement du chariot d'autre part. Quand la première opération est terminée, la machine est en mesure de poursuivre seule le polissa ee en effectuant à l'intérieur des dimensions de la pierre d'abord une série de courses longitudinales alternées qui sont décalées chacune par rapport à la précédente d'un pas égal à la dimension du rayon de la tête de polissage, le décalage d'un pas étant provoqué par la sortie d'un détecteur hors de la surface de la pierre et suivi d'un retour en direction opposée. Ensuite, quand la dimension transversale de la pierre a été balayée de cette façon, la machine accomplit une série de courses transversales alternées décalées chacune d'un pas de la même façon pour balayer la dimension longitudinale de la pierre. Le dispositif de l'invention comprend un moyen de sécurité selon lequel dès que trois détecteurs sortent de la surface de la pierre, les organes de remontée de la tête de polissage sont mis en action et la descente de cette tête est interdite dans cette situation. Pour bien faire comprendre l'invention on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation à quatre détecteurs. On se reportera au dessin annexé dans lequel s - la figure 1 est une vue générale sim plifike de dessus de la machine de polissage muni d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en bout de la machine de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des vues schémastiques de dessus d'une pierre à polir servant à expliquer le fonctionnement de la machine de la figure 19 - les figures 5 et 6 sont des vues de dessus analogues aux fissures 3 et 4 montrant un exemple d'utilisation debla machine de la figure 7 pour le polissage de pierres à contour irregulier. Les machines de polissage des pierres sont connues. Il 'est pas utile d'en décrire en détail la constitution. On se limitera dans ce qui suit à en indiquer les organes principaux, notamment ceux qui sont en rapport avec l'invention. Une machine de polissage comprend une voie de circulation à deux fails parallèles espacés 1, une poutre 2 qui circule sur les rails 1 grâce à des organes de roulemet et dentraRnemut non représentés, un chariot 3 dépla çable sur la poutre 2 le long de laquelle il est guidé et entrainé par des organes convenables comprenant des galets supérieurs et inférieurs 4 5. ae chariot 3 est équipé d'une tête de polissage 6 munie de quatre meules verticales 7 également espacées sur un cercle qui peut avoir un diamètre de 30 cm, Les meules 7 sont mues en rotation grâce à un moteur 8 placé au sommet du chariot 3 et ayant un arbre d'entraine- ment qui descend jusqu'à la tête 6.Celle-ci est déplaçable en sens vertical contre l'action de ressorts de poussée 9 sous l'effet de moyens appropriés de descente et de relevage non représentés, entre une position supérieure de repos et une position inférieure de travail. Dans cette position de travail, les meules 7 sont appuyées, avec une pression de 0 à 60 kg/cm2 contre la face supérieure à polir 10 d'une pierre 11, en granit par exemple, qui est posée sur un support 12 en dessous de la poutre 2, entre les rails 1. Selon l'invention, les pierres Il ont une face supérieure ayant une configuration géométrique quelconque ; on les met en place entre les rails, sur le trajet de travail de la machine sans qu'il soit nécessaire de les aligner parfaitement. Le polissage de la face supérieure 10 se fait par des passes alternées successives, décalées à chaque fois d'un pas, qui sont faites d'abord dans un sens sur toute la surface, puis en sens perpendiculaire pour donner un polissage croisé, Selon l'invention et dans l'exemple choisi, pour effectuer ce polissage sans butée ni repères de réglage sur les rails 1 et sur la poutre 2, on équipe le chariot 3 d'un ensemble de quatre détecteurs 13 dirigés vers la pierre 11.Ces détecteurs sont disposés en croix avec par exemple une orientation qui correspond aux deux sens de déplacement, longitudinal en parallélisme avec les rails 1, transversal perpendiculairement à ces mêmes rails 1. Les détecteurs 13 sont placés autour des meules 7, à un niveau qui convient à la détection de la surface 10 de la pierre 11. L'invention n'impose pas le type ni le nombre de ces détecteurs pour lesquels il est possible de choisir entre un grand nombre d'appareils convenables. Dans le présent exemple, il est prévu d'utiliser des cellules photoélectriques de détection. De toute façon, l'invention envisage l'emploi exclusif de détecteurs ne nécessitant pas de contact mécanique avec les pierres de type électronique ou optique ou pneumatique. Les détecteurs 13 sont raccordés à un programmateur à mémoire ou & un appareil équivalent du type microprocesseur ou ordinateur. Cet appareil doit être apte & BR À partir des quatre détecteurs 13 et de leur disposition en croix ainsi que du programmateur qui leur est associé, on commence le polissage d'une surface 10 en mettant en oeuvre le procédé qui suit : A la mise en service, on donne à la machine un ordre de départ à compter duquel celle-ci fonctionne d'une façon autonome, sans nécessiter la présence d'un opérateur selon le processus suivant donné à titre d'exemple : Après la montée en position haute de la tête de polissage 6, cette tête est mise au centre de la poutre 2. En partant de l'extrémité droite quand on regarde la figure 1 la machine se déplace vers l'avant à la recherche de la première pierre à polir 11.Une fois la pierre 11 détectée, la machine la parcourt sur toute sa longueur et s'arrête à ltextrémité avant de cette pierre ; la tête de polissage 6 se déplace ensuite sur la poutre 2 vers l'extrémité gauche (A) de la pierre 11 et s'arrête à ce point.La machine est alors positionnée sur 1'angle appelé ~AVANE GAUI CHEX désigné par la référence À sur les figures 1 à 3 de telle sorte que les détecteurs 13A et 13D se trouvent en dehors de la surface 1a. Ensuite la machine exécute automatiquement une première opération de polissage en suivant le contour A.B.C.D. de la pierre Il & l'aide des quatre détecteurs :Quand, à partir de l'angle As la tête de polissage arrive à l'angle B opposé en sens longitudinal et dès que le détecteur 133 sort de la surface 10 de la pierre 11 le programmateur commande un déplacement transversal jusqu'à l'an- gle C qui eat suivi d'un déplacement longitudinal vers l1an- gle D lorsque le détecteur 13C sort à son tour de la surface de la pierre. On accomplit donc une opération de polissage périmêtrique comme indiqué en trait mixte par les flèches sur la figure 3. Pendant cette opération, on enregistre dans la mémoire du programmateur les dimensions maximales de la surface 10, en sens longitudinal et en sens transversal, ou sa forme générale. Après exécution du procédé qui vivent d'être décrit, la machine est en mesure de se librer automatiquement & un grand nombre d'opérations de polissage en fonction d'instructions qui ne font pas partie de l'invention et qui peuvent être diverses. Uniquement à titre d'exemple, on décrira ici deux fonctions que la machine peut accomplir. Comme le montre la figure 4 par un tracé en trait mixte, la machine peut achever le polissage en exécutant des courses alternées décalées chacune d'un pas d'abord en sens longitudinal (comme dessiné) puis en sens transversal. Pour ces opérations, le programmateur peut commander la poutre 2 et le chariot 3 en se basant sur les dimen sions maximales qui ont été déterminées par la première opération exécutée conformément au procédé décrit plus haut. On pourrait concevoir l'exécution du polissage d'une autre fa çon selon d'autres parcours dans le cadre des dimensions ma- ximales ou de la forme de la pierre. Une autre possibilité procurée par l'invention est le passage automatique de la poutre 2 d'une pierre 11, après polissage de celle-ci, à une autre pierre 11.. Quand la surface 10 de la pierre Il a été polie complètement, le programmateur commande le retour du chariot 3 à une position médiane à égale distance des rails 1 puis-le déplacement de la poutre 2 jusqu a ce que le détecteur 13D détecte la présence d'une pierre 11' qui a été posée préalablement entre les rails 1. Quand le détecteur 13D (le plus en avant sur la figure I) dépasse le bord de la pierre Il', la poutre 2 est arrêtée et le chariot 3 est déplacé transversalement Jusqu'au moment où le détecteur 13A le plus en avant dans le sens du déplacement dépasse le bord de la pierre Il'. La tête de polissage est en position (figure 3) pour la mise en exécution du procédé de sla première opération de polissage périphérique qui permet de faire enregistrer les dimensions ou la forme de la pierre 11' après quoi le polissage complet de celle-ci peut être effectué. Le dispositif de l'invention comprend des moyens de sécurité (non représentés) afin d'éviter lten- dommagement du bord de la pierre ou des meules ; dès que trois détecteurs 13 sont sortis en même temps de la surface de la pierre, le programmateur commande l'arrêt de l'avance et la remontée de la tête de polissage 3 et, inversement, la descente de cette tête est interdite tant que trois détecteurs 13 au moins sont en dehors de la surface à polir. Avec une machine équipée de détecteurs comme décrit plus haut, il devient possible de polir automatiquement non seulement des pierres carrées ou rectangulaires comme on l'a expliqué en référence aux figures 3 et 4 mais aussi des pierres ayant une configuration quelconque, en surface, comme illustré par les figures 5 et 6, en appli quant le procédé de l'invention. La première opération de polissage périphérique s'effectue à partir de l'angle A, comme on l'a dit. Si le côté longitudinal AB n'est pas parallèle aux rails 1 mais présente une partie AE s'élargissant ou une partie EB se rétrécissant, chaque fois que le détecteur 13 rencontre le bord AE, la tête de polissage 6 se déplace à 900 vers l'extérieur de la surface de la pierre. Inversement, chaque fois que le détecteur 13B sort du bord ER, la tête 6 se déplace à 900 vers l'intérieur de la surface.La tête reprend ensuite son mouvement longitudinal quand le détecteur 13A atteint le bord ÀE ou ES et que le détecteur 13B détecte toujours en-dessous de lui la. surface 10 de la pierre 11* Ensuite, le polissage est exécuté d'abord en sens longitudinal puis en sens transversal sur l'en- semble de la surface, à l'intérieur des dimensions maximales enregistrées de la pièce 11, comme illustré par la figure 6 qui est analogue à la figure 4. Il est avantageux de doter la machine décrite d'un moyen électronique de réglage de la pression des meules sur la pierre pendant les opérations de polissage et, aussi, de la munir d'un moyen de retour automatique à sa position initiale de départ, à une extrémité des rails 1, quand elle ne détecte plus de pierres 11, 11',... à polir. REVENDICATIONS 1) Machine pour le polissage des pierres comprenant des rails parallèles espacés, une poutre déplaçable sur ces rails, un chariot déplaçable sur la poutre, une tête de polissage à plusieurs meules suspendue au chariot avec une possibilité de montée et de descente, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une part de plusieurs détecteurs (13) disposés sur la tête porte-meule (6) ou sur le chariot porte-meule (5) et aptes à détecter la présence de la surface (10) d'une pierre (11) en dessous des meules (7), d'autre part d'un programmateur à mémoire auquel sont reliés les détecteurs (13){. 2) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que les détecteurs (13) disposés en croix sont orientés d'une part dans le sens des rails (1) d'autre part dans le sens de la poutre (2) et sont au nonne de quatre. 3) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de sécurité provoquant la remontée de la tête de polissage (3) quand trois détecteurs (13) se trouvent en m8me temps en dehors de la surface (10) d'une pierre (11) à polar et interdisant toute descente de la même tête (3) dans cette même situation. 4) Procédé de polissage de la surface d'une pierre à l'aide de la machine selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce qu'on effectue une première opération de polissage périphérique de la surface (10) par des déplacements longitudinaux et transversaux le long des bords et pendant cette opération on enregistre dans la mémoire du programmateur les dimensions maximales longitudinales et transversales ou la configuration générale de la surface-(10)-. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait commencer la première opération de polissage périphérique à un angle (A) déterminé de la surface (10) en disposant la tête de polissage (3) au-dessus de cet angle de façon qu'un détecteur (13A) se trouve seul en dehors de la surface (10) au-delà du bord de celle-ci le long duquel commence la première opération de polissage. 6) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'arrêt et de retour automatique de la machine au point initial de départ lorsque, en fin de programme, elle ne détecte plus de pierre à polir. 7) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce quille comprend un dispositif électronique de réglage et de maintien de la pression des meules sur la pierre au cours des opérations de polissage. 8) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que les détecteurs sont d'un type à détection directe, sans contact mécanique, tels que cellules photôélectriques, détecteurs de proximité, radar, fibres optiques et tout organe équivalent. 9) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de recherche automatique autonome de pierre, qui lui permet d'effectuer seule, sans contrôle humain, un programme de polissage de plusieurs pierres placées sur sa trajectoire de travail.