Brevet FR2492709A1 — publié le 19820430

La présente invention concerne un procédé et une installation pour l'usinage de pièces en tôle individuelles à partir d'une plaque de tôle, cet usinage comprenant au moins les opérations de découpage au chalumeau, de marquage, de perçage et de distribution des pièces découpées. Dans la construction des installations industriel- les, on réalise des installations et des machines isolées qui servent au formage et à l'usinage des matières premières et qui sont conformées en fonction des conditions et des besoins en des combinaisons qui varient constamment. Ceci conduit à un grand nombre de produits différents dont les éléments doivent être fabriqués, pour l'essentiel, par usinage individuel. La rentabilité d'un tel usinage, compa- rée à celle d'un usinage en série, est le plus souvent considérablement plus faible à cause du volume insuffisant des lots. En façonnage mécanique, pour limiter cet inconvé- nient, on réunit une pluralité d'éléments analogues en ce que l'on appelle une famille de pièces et on les usine en un seul lot. On utilise un procédé analogue pour les pièces qui sont fabriquées à partir de tôles. Parmi les commandes à satisfaire, on rassemble les pièces à usiner qui présentent la même qualité et la même épaisseur de tôle et on les associe aux tôles disponibles. Jusqu'à présent, la fabrication de diverses pièces en tôle à partir d'une plaque de tôle avait lieu en réalisant comme première opération d'usinage un découpage au chalumeau autogène. Cependant, pour la suite de l'usinage, ce lot issu d'une même feuille de tôle doit, lui aussi, être éclaté en de nombreux lots de faible importance correspondant aux divers usinages ultérieurs, comme le poinçonnage, le perçage, le pliage, le laminage, etc. Les pièces en tôle découpées dans une même feuille doivent être séparées des ferrailles restantes et montées individuellement sur les machines qui permettent de les poinçonner, de les marquer manuellement et de les percer, L'opération qui consiste à détacher et à monter les pièces découpées est minutieuse et elle prend du temps. Si l'on laissait dans le reste de la tôle les pièces qui y ont été découpées au chalumeau, lors des opérations suivantes, les pièces n'y seraient pas main- tenues et elles pourraient tomber. En outre, il ne serait pas possible de continuer à usiner les pièces, par exemple par perçage, lorsqu'elle se trouvent dans cet état. Le but de la présente invention est donc de réali- ser un procédé et une installation pour l'usinage de pièces en tôlé individuelles à partir d'une feuille de tôle de manière plus économique que jusqu'alors et avec une remar- quable précision d'usinage. Selon l'invention, ce but est atteint au moyen d'un procédé du genre spécifié ci-dessus qui est caractérisé en ce que la plaque de tôle de départ est tout d'abord mar- quée en vue du repérage des pièces en tôle et ensuite éventuellement percée, et en ce que l'on découpe alors dans la tôle, par découpage au chalumeau, les pièces individuel- les finies qui sont enfin transportées vers un poste de distribution pour être réparties dans diverses directions à partir de ce dernier. La plaque de tôle à partir de laquelle sont usinées les diverses pièces en tôle peut être constituée par une feuille de tôle ou par un morceau découpé dans une bobine de tôle ou "coil". Grâce à l'invention, le lot de pièces issu d'un même morceau de tôle, qui est par exemple une feuille de tôle, est maintenu ensemble aussi longtemps que possible lors de plusieurs phases d'usinage, et c'est seulement à la fin du processus'd'usinage qu'il éclate en plusieurs lots de faible importance qui peuvent être soumis le cas échéant à d'autres usinages, par exemple par pliage, par emboutissage ou par cintrage. Ainsi, l'économie du procédé selon l'inven- tion est considérablement améliorée par rapport aux méthodes d'usinage connues. Parallèlement, la précision de l'usinage des pièces finies est meilleure, puisque les opérations de marquage, et surtout de perçage, sont exécutées sur un mor- ceau de tôle qui est froid et en une seule pièce. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que les diverses opérations d'usinage, grâce à l'ordre particulier dans le- quel elles sont exécutées, peuvent être regroupées sur une seule chaîne d'usinage qui peut être automatisée et commandée 3 2492709 à partir d'une unité centrale de commande programmée. Selon une autre caractéristique de l'invention, on dépose la tôle à usiner sur un châssis et on la transporte avec ce dernier, à partir d'un poste de réception, successi- venment vers un poste de marquage et- dé perçage, puis vers un poste de découpage au chalumeau et enfin vers un poste de distribu.tion.Grâce à un tel procédé et, respectivement, à une telle chaine d'usinage, il est possible d'usiner simul- tanément les pièces en tôle les plus diverses. Pour trans- porter les châssis, on les accroche au pont roulant qui est présent dans tous les halls d'usinage et de montage. L'installation selon l'invention pour l'usinage de diverses pièces en tôle à partir d'une plaque de tôle est caractérisée par une chaîne d'usinage commandée qui comprend au moine un poste de marquage et de perçage comportant un portique combiné de marquage et de perçage qui peut être déplacé au-dessus de la tôle dans la direction longitudinale de la chaîne de la chaîne d'usinage, ainsi qu'au moins un poste de découpage au chalumeau qui est relié au poste précé- dènt et qui comporte un portique mobile de découpage au chalumeau. La description qui va suivre, et qui ne comporte aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard du dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement une vue de dessus d'une installation selon l'invention, donc d'une chaîne d'usinage permettant d'usiner diverses pièces en tôle à partir d'une même plaque de tôle. Les morceaux de tôle de départ se présentent sous la forme de feuilles 10 dont le format est par exemple de 2.000 x 6.000 min et l'épaisseur d'environ 1 à 150 mm, ou sous celle de plaques de tôle découpées dans une bobine; en partant du magasin de stockage, elles arrivent sur la chaîne d'usinage et des convoyeurs à rouleaux 9 les amènent à un poste d'emmagasinage 11. La chaîne d'usinage comprend les postes suivants qui sont disposés les ins après les autres un poste de réception des tôles 12, un poste de marquage et de perçage 13, un poste de découpage au chalumeau 14, un autre poste de réception 15 et un poste de répartition 16 pour distribueQr les pièces en tôle usinées. Cette chaine d'usina- ge comprend en outre un dispositif transporteur, lequel, dans le présent exemple de réalisation, est constitué par un pont roulant 17 qui peut se déplacer sur des rails 18 et 19 et qui transporte d'un poste à l'autre les tôles à usiner. Chacune de ces dernières est déposée sur un châssis 20 en forme de grille que l'on transporte ton l'accrochant au pont roulant 17. Le dispositif transporteur pourrait aussi être constitué par un tapis roulant ou un convoyeur à rouleaux. Au poste de marquage et de perçage 13, un portique combiné de marquage et de perçage 21 est mobile au-dessus de la tôle 10 déposée sur son châssis dans la direction longitudinale de la chaîne, et il permet de mesurer tout d'abord, à des fins de contrôle, l'épaisseur de la tôle à usiner au moyen d'un appareil de mesure 22. La mesure de l'épaisseur de la tôle par cet appareil de mesure 22 permet d'éliminer les tôles dont l'épaisseur ne convient pas et elle.est.avantageusement commandée par une unité centrale de commande programmée 23. Sur le portique combiné de marquage et de perçage est monté un crayon de marquage qui est commandé par l'unité de commande 23, qui est en appui élastique sur la tôle et qui peut se déplacer au moins selon deux axes de coordonnées. Le crayon de marquage est de préfé- rence rempli d'une pâte pour stylos à bille et il peut tracer des signes d'au moins deux tailles différentes. Grâce au traçage des numéros de commande, par exemple, les diverses pièces en tôle qui sont découpées par la suite peuvent être attribuées aux diverses commandes, puisque, grâce au pro- gramme de commande qui a été introduit, on peut obtenir les combinaisons les plus diverses pour une épaisseur de tôle bien déterminée. D'autres signes, comme par exemple des lettres, facilitent ou commandent les déplacements vers les postes d'usinage suivants. La fiabilité du fonctionnement du crayon est parfaitement assurée, puisque la tôle à usiner est encore froide lorsqu'elle se trouve dans le poste de marquage et de perçage 13. Une unité de perçage est en outre 2492709 montée sur le portiquemobile de marquage et de perçage 21 et elle permet de percer ensuite les zones marquées confor- mément au programme de commande, ainsi que de réaliser les trous de départ qui, lors du découpage au chalumeau subsé- quent, permettent de régler le chalumeau et de limiter son fonctionnement au strict minimum, et les coups de pointeau créant à la surface de la tôle des amorces pour le pliage ultérieur des bords. Il n'est plus nécessaire, comme dans la technique antérieure, de pointer les perçages prévus, ce qui est bruyant, puisque le pointage est remplacé par le perçage proprement dit. Après le perçage, la surface de la tôle est nettoyée pour éliminer les copeaux et l'huile de perçage, par exemple au moyen d'une brosse dont les déplace- ments sont commandés, ou au moyen d'une bande aimantée. Il est également possible de percer la tôle en position verti- cale, de sorte que les copeaux de perçage tombent vers le bas. Après l'exécution de tous ces quatre processus d'usi- nage, le portique de marquage et de perçage 21 revient vers sa position de repos. Le poste de découpage au chalumeau 14 qui suit le poste de marquage et de perçage 13 comporte un portique mobile de découpage au chalumeau 24. Au moyen de ce dernier, les pièces en tôle déjà marquées et percées sont découpées dans la feuille de tôle. La découpe doit se situer à la dis- tance voulue des perçages. Ceci est facilité par le fait que le châssis 20 sur lequel repose la feuille de tôle à usiner comporte au moins un bord ou un coin fixe de référence, la feuille de tôle étant maintenue en position et centrée auto- matiquement au moyen de butées appuyées élastiquement. Cependant, il est également possible de monter un dispositif de recherche des trous pour rechercher les trous qui ont été percés, les déplacements du poriiquede découpage au chalu- meau 24 étant commandés en fonction de la position de ce dispositif. Ce dernier est inutile lorsque, selon une autre caractéristique de l'invention, le porliquede marquage et de perçage 21 trace sur la tôle des contours le long desquels le dard du chalumeau est guidé automatiquement. A la fin de l'opération de découpage au chalumeau, le portique24 revient, lui aussi, à sa position de repos. Dans le poste de répartition 16, les diverses pièces en tôle qui ont été découpées, ainsi que la ferraille qui n'est plus utilisable et les restes de tôle qui peuvent encore être valorisés, sont distribués, par exemple au moyen d'un convoyeur à rouleaux, vers les magasins de réception ou vers les machines qui poursuivent l'usinage par emboutis- sage des bords, par cisaillage, etc., et qui peuvent être disposées en étoile autour de l'extrémité de la chaine d'usinage. Le poste de répartition 16 peut être équipé d'un bras pivotant 25 muni d'un aimant de levage. En outre, le code marqué sur les pièces en tôle peut être lu automatique- ment dans le poste de répartition 16 et la distribution des pièces finies peut également être commandée automatiquement. L'unité centrale de commande programmée 23 peut ainsi com- mander l'ensemble des fonctions de tous les postes d'usinage ainsi que tous les processus de transport. Les châssis transporteurs sont utilisés de la manière suivante Après que le châssis 20 a été vidé complètement dans le poste de répartition 16, le bras pivotant 25 pivote en s'écartant de l'axe des déplacements sur la chaine d'usi- nage et il actionne un contact de déclenchement du dispositif transporteur 17 qui dépose le châssis vide 20 sur le poste de réception 15. Le dispositif transporteur 17 revient vers le poste de découpage au chalumeau 14 et se place en posi- tion d'attente jusqu'à ce que, lors du trajet de retour du portique de découpage 24, un contact soit enclenché, grâce auquel le châssis 20 est, saisi avec sa tôle 10, transporté vers le poste de répartition et déposé à cet endroit. Le dispositif transporteur 17 se déplace alors vers le poste 15, il saisit le châssis 20 qui y a été posé, 'et il le dépose dans le poste de découpage au chalumeau 14. Enfin, le dispo- sitif transporteur 17 revient vers le poste de marquage et de perçage 13 o il reste en position d'attente jusqu'à ce, lors du trajet de retour du portique de marquage et de perçage 21, un contact soit enclenché grâce auquel le dispo- sitif transporteur 17 saisit la tôle 10 et la dépose dans le châssis 20 qui repose dans le poste de décoip-)age au chalu- meau 14. Avantageusement, la durée du marquage et du perçage dans le poste de marquage et de perçage 13 est sensiblement égale à la durée du découpage au challumeau dans le poste 14 correspondant. Grâce à la présente invention, les travailleurs qui, dans l'entreprise, sont concernés par l'usinage des pièces en tôle peuvent exercer une activité plus intéres- sante qui s'étend avant tout aux tâches de surveillance de le chaille d'usinage. - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour l'usinage de pièces en tôle indivi- duelles à partir d'une plaque de tôle, ce procédé comprenant au moins les opérations de découpage au chalumeau, de mar- quage, de perçage et de distribution des pièces en tôle découpées et étant caractérisé en ce que la plaque de tôle est tout d'abord marquée en vue du repérage des pièces en tôle et ensuite éventuellement percée, et en ce que l'on découpe alors dans la tôle, par découpage au chalumeau, les pièces individuelles finies qui sont enfin transportées vers un poste de distribution pour être réparties à partir de ce dernier dans diverses directions. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage au chalumeau a lieu en fonction de la position des perçages de la tôle. 3. Procédé selon la revendication 1,-caractérisé en ce que, lors du marquage, on dessine- sur la tôle des chif- fres, des lettres, d'autres signes de marquage et/ou des lignes de contour le long desquelles le dard du chalumeau de découpage est guidé automatiquement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dépose la tôle à usiner sur un châssis et en ce qu'on la transporte avec ce dernier vers les divers postes d'usinage. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on transporte les châssis en les accrochant à un pont roulant. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un portique à commande centrale permettant le marquage et le perçage combinés est mû audessus de la tôle qui a été déposée sur le poste de marquage et de perçage, portique au moyen duquel on mesure tout d'abord l'épaisseur de la tôle, puis on procède au marquage commandé de cette tôle pour permettre le repérage des pièces et/ou' le tracé de leurs contours, et on réalise ensuite le perçage commandé des panneaux qui ont été marqués, y compris le perçage des trous de départ pour le découpage au chalumeau subséquent et les coups de poinçon pour rabattre ultérieurement les bords de la tôle, la surface de cette dernière étant enfin soumise à un nettoyage commandé pour éliminer les copeaux et l'huile de perçage. 7. Installation pour l'usinage de pièces de tôle individuelles à partir d'une plaque de tôle, cet usinage comprenant au moins les opérations de découpage au chalumeau, de marquage, de perçage et de distribution des pièces décou- pées, installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée par une chaîne d'usinage commandé qui comprend un poste de marquage et de perçage (13) comportant un portique combiné de marquage et de perçage (21) qui peut être déplacé au- dessus de la tôle (10) dans la direction longitudinale de la chained'usinage, ainsi qu'un poste de découpage au chalumeau (14) qui est relié au poste précédent et qui comporte un portique mobile de découpage au chalumeau (24). 8*. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chained'usinage comprend, disposés l'un après l'autre, un poste de réception des tôles (12), le poste de marquage et de perçage (13), le poste de découpage au chalu.- meau (14), un autre poste de réception (15) et un poste de répartition (16) pour distribuer les pièces en tôle usinées. 9. Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 7 et 8, caractérisée en ce que la chaîne d'usinage comprend un dispositif transporteur qui est par exemple un pont roulant (17) et qui transporte les tôles à usiner (10) d'un poste à l'autre. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la tôle à usiner (10) est déposée sur un châssis (20) en forme de grille qui comporte au moins un coin ou un bord de référence et qui maintient la tôle en la centrant automatiquement. 11. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le portique combiné de marquage et de perçage (21) comporte un crayon de marquage qui est commandé par une unité centrale de commandé programmée (23), qui est en appui élastique sur la surface de la tôle et qui peut être dépla- cée selon au moins deux axes de coordonnées. 12. Installation selon la revendication 11, caracté- risée en ce que l'unité centrale de commande programmée (23) commande toutes les fonctions de la totalité des postes de travail et toutes les opérations du dispositif transporteur (17)- 13. Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 11 et 12, caractérisée en ce que le codage des pièces en tôle marquées est lu automatiquement dans le poste de distribution (16), la répartition des pièces en tôle marquées et usinées étant commandée automatiquement.