Brevet FR2504419A1 — publié le 19821029

La présente invention se rapporte à un manipula- teur à poutre élévatrice pour presses à matricer et machines analogues, à l'aide duquel les pièces sont transportées d'un poste de travail à un autre par élévation, déplacement et des- cente, la poutre élévatrice présentant un nombre de supports munis de pinces qu'il s'agit dtactionner qui correspond au nombre des postes de travail, cette poutre avançant et recu- lant sous l'action d'un vérin actionné hydrauliquement, ce- pendant qu'il est prévu un dispositif de soufflage et de pul- vérisation pour les outils travaillants. On connaît déjà des dispositifs de transport de pièces sous différentes formes de réalisation Ces dispositifs servent à automatiser le transport des pièces d'un poste de travail au suivant de manière que la pièce soit transportée continuellement sur toute la rangée de postes de travail, par exemple de matrices, prévues sur la presse, entre les coups de presse Dans ce domaine, on connaît des manipulateurs dans lesquels il n'y a à chaque moment qu'une seule pièce dans l'espace de travail de la presse Avec un tel dispositif de transport, la cadence de production de pièces qu'on peut ob- tenir est relativement faible Selon le nombre des opérations qu'on a à exécuter, elle est comprise entre environ 180 et environ 300 pièces à l'heure D'autres mécanismes automati- ques à poutre élévatrice déplacent simultanément plusieurs pièces dans la zone de travail de la presse dans l'interval- le de temps compris entre deux coups de presse, de sorte que, selon l'occupation des outils de forgeage, on peut atteindre des cadences de production de pièces d'environ 700 à 1500 à l'heure Toutefois, pour disposer d'un temps suffisant pour le nettoyage et le refroidissement des matrices, on ne peut occuper qu'un poste de travail sur deux dans le cas du for- geage avec bavures Dans tous les dispositifs de transport de pièces qui ont été construits jusqu'à présent, lorsqu'elle est transportée d'un poste de travail à un autre, la pièce se déplace dans un plan vertical dans l'axe de la presse. Pour nettoyer les outils, par exemple les matrices, de la calamine et les lubrifier avec un fluide pulvérisé pour les refroidir, on se heurte à des difficultés considérables si chaque phase d'opération doit 'tre occupée par une pièce. Le but de l'invention est de permettre, dans le cas d'un manipulateur à poutre élévatrice du genre défini au début, de travailler dans des conditions suffisantes de net- toyage et de lubrification des outils bien que chaque poste de travail soit occupé par une pièce L'invention est carac- térisée en ce que le mécanisme de commande de la poutre élé- vatrice est muni d'un dispositif de commande sous l'effet du- quel, dans le pas de transport d'un poste de travail au sui- vant, les pinces de support décrivent un mouvement déporté vers l'avant par rapport aux postes de travail (retrait des pinces), et en ce que le mouvement du dispositif de souffla- ge et de pulvérisation est couplé à ce mouvement de retrait des pinces. Dans un tel transporteur, lorsque les pièces ont été soulevées des outils, elles quittent l'axe de la presse en se dirigeant vers l'avant et sont amenées d'un poste de travail à un autre en dehors de la zone des outils De cette façon, les outils sont dégagés des pièces et on dispose de suffisamment de place et de temps pour assurer le nettoyage et la lubrification, c'est-à-dire le refroidissement, des ou- tils, par exemple des matrices de forgeage Dans ce cas, si chaque poste de travail est occupé, la pièce peut être tra- vaillée, c'est-à-dire forgée ou matricée, dans un mode dans lequel chaque outil est occupé par une pièce à forger pen- dant le coup de presse Le fait qu'il se produit un retrait des pinces pendant le transport des pièces d'un poste de tra- vail à un autre apporte la possibilité d'introduire une ram- pe de pulvérisation dans la zone de travail de la presse, c'est-à-dire dans la zone de matriçage, et de souffler et d'arroser les outils, par exemple les matrices, d'une façon rationnelle et fiable Ceci comble une lacune de l'automati- sation du transport des pièces Lorsque chaque poste de tra- vail est occupé, on peut obtenir sans peine une cadence de production de pièces d'environ 700 pièces à l'heure. Dans les manipulateurs à poutre élévatrice, le carter de commande comprend en général un arbre entraîné qui est équipé de paires came-galet de came pour le mouvement de transport tel que l'élévation et la descente, l'exécution du pas de transport et le retour des pinces et de la tringlerie correspondante Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la tringlerie de la paire came-galet de came du mouve- ment de retrait agit sur un cylindre hydraulique qui est cou- plé hydrauliquement à un vérin hydraulique assurant le mouve- ment d'avance et de recul du support des pinces De cette-fa- çon, on obtient à la fois une notable simplification de la construction ainsi qu'une sécurité du fonctionnement des opé- rations de travail. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le mouvement d'avance et de recul du dispositif de soufflage et de pulvérisation est pris sur le mécanisme de commande du carter de commande du manipulateur à poutre élévatrice A cet effet, l'arbre du carter de commande peut présenter une paire came-galet de came dont la tringlerie agit sur un cylindre hydraulique qui est couplé hydrauliquement à un vérin hydrau- lique du dispositif de soufflage et de pulvérisation Ce cou- plage hydraulique du mouvement de retrait des pinces et du dispositif de soufflage et de pulvérisation garantit un syn- chronisme absolu des mouvements relatifs des divers disposi- tifs les uns par rapport aux autres; en particulier, on ga- gne en espace libre sur la presse ou machine à forger ou à matricer, surtout pour le remplacement des outils et autres opérations analogues. Dans le cas de certaines pièces matricées ou for- gées, il est nécessaire de procéder à une rotation des piè- ces de 90 ou de 1800 entre les différentes opérations de travail; pour ce cas, les pinces correspondantes sont cons- tituées de manière à pouvoir tourner autour de leur axe lon- gitudinal Suivant l'invention, il est prévu dans ce cas que la rotation de la pièce se produit pendant le mouvement de retrait des pinces et pendant le pas de transport qui amène les pinces au poste de travail suivant, qui se produit en dehors de l'axe de la presse Dans cette opération également, les outils restent dégagés des pièces, de sorte que le temps que les pinces exigent pour le mouvement de retrait, le mou- vement de pas et l'introduction dans l'axe de la presse peut 4 tre entièrement mis à profit pour le processus de nettoyage et de lubrification des outils. Dans ces opérations, il est par ailleurs rationnel de surveiller que les outils soient dégagés des pièces pen- dant les mouvements de transport du manipulateur à poutre élévatrice Pour cela, on peut prévoir à chaque poste de tra- vail un dispositif de mesure de la température qui est relié électriquement à un dispositif de surveillance et d'interrup- tion agissant sur le mécanisme d'entra nement du mécanisme de commande de la poutre élévatrice Ceci évite le risque de dé- térioration du manipulateur et également des matrices. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la Fig 1 montre une forme de réalisation du ma- nipulateur à poutre élévatrice suivant l'invention par une vue en perspective schématique; la Fig 2 montre par un schéma le mouvement de transport des pinces ou du support des pinces; les Fig 3 et 4 représentent le mécanisme de commande des divers mouvements de la poutre, du support de pinces et du dispositif de soufflage et de pulvérisation. Le manipulateur à poutre élévatrice 1 est monté devant la machine à forger ou la presse à matricer 2 et blo- qué sur le sol à l'aide d'ancrages 3 de façon que l'on puisse le dégager par pivotement, par exemple pour les changements de matrices ou opérations analogues Le manipulateur n'a au- cune liaison mécanique avec la presse ou autre machine La presse 2, dont seule la partie inférieure est indiquée, com- prend une rangée d'outils 4, par exemple de matrices, juxta- posés, qui sont fixés sur une plaque de base 5 au moyen de brides 6 La matière de départ chauffée pour le forgeage ou matriçage automatique est déposée dans la première matrice 4 de la rangée de matrices par un dispositif de dépose (non re- présenté) La poursuite du transport est assurée automatique- ment par le manipulateur à poutre élévatrice Les pièces ma- tricées terminées sont ébavurées par éjection vers le bas dans la dernière opération La bavure est éliminée de l'outil d'ébavurage 7 par un dispositif spécial Sur la face arrière de la presse 2 est monté mobile en translation un dispositif de soufflage et de pulvérisation 8 destiné à nettoyer et à refroidir les outils. Le manipulateur 1 comprend un carter de commande dans lequel tourillonne un arbre 11 qui est entraîné par un moteur électrique 12 par l'intermédiaire d'un réducteur 13. La vitesse de rotation de l'arbre 11 peut être réglée par présélection dans une large plage Au début du transport des pièces, le mécanisme d'entrainement est mis en jeu et, ensui- te, il travaille continuellement mais, en cas de besoin, avec une vitesse qu'on peut faire varier au cours d'un tour com- plet Sur l'arbre 11 sont montées un certain nombre de paires de cames qui commandent le mouvement d'une poutre élévatrice 14 Sur un support 15 sont montées un certain nombre de pin- ces 16 qui sont elles-mêmes portées par des porte-pinces 17 dans lesquels est logé un mécanisme qui commande le mouvement des branches des pinces 16 et également la rotation de ces pinces autour de leur axe longitudinal Un tel mécanisme est déjà connu Le support 15 est monté pour coulisser sur un guide 18, et il est prévu pour la translation un vérin hydrau- lique 19 dont la tige de piston 20 est articulée en 21 sur le support 15. La poutre 14 est supportée de façon articulée au moyen d'éléments de tringlerie 23, 24 et 25, 26 Avec une paire de cames (non représentées) montées sur l'arbre 11 coo- père un levier 27 qui attaque la poutre élévatrice 14 par une articulation, par l'intermédiaire d'une biellette 28 Ce mécanisme commande la translation longitudinale de la poutre élévatrice 14 et, en même temps, des pinces 16 Au cours d'u- ne rotation complète de la paire de cames avec l'arbre 11, la poutre élévatrice 14 se déplace d'un axe de matrice à l'axe de la matrice suivante et revient à sa place, c'est-à-dire qu'elle décrit un mouvement pas à pas alternatif Au moyen d'une autre paire came-galet de came montée sur l'arbre 11, on peut commander un mouvement vertical de la poutre éléva- trice 14 et, par conséquent, des pinces 16 Au cours d'une rotation de l'arbre 11, la poutre élévatrice 14 décrit un mouvement d'élévation verticale puis de descente verticale. Une autre paire came-galet de came 30, composée d'une came principale et d'un galet de came, commande une tringlerie à biellettes 31 Ici, le mouvement de la tringle- rie 31 est transmis à un cylindre hydraulique 32 qui est cou- plé hydrauliquement au vérin hydraulique 19 qui détermine la translation longitudinale du support 15 et des pinces 16 et, par conséquent, le recul des pinces et leur retour L'huile expulsée de la chambre avant du cylindre 32 est envoyée par une liaison par tuyaux 33 à la chambre avant du vérin 19 En même temps, les chambres arrière du cylindre 32 et du vérin 19 sont reliées entre elles par une conduite 34. Une autre paire came-galet de came 35 montée sur l'arbre 11 commande un mécanisme à biellettes 36 agissant sur un cylindre hydraulique 37 qui se trouve sur le c 8 té du carter de commande 10 dirigé vers la presse Au cylindre hy- draulique 37 est couplé hydrauliquement un vérin hydraulique 38 qui actionne le dispositif de soufflage et de pulvérisa- tion 8, qui est monté pour coulisser dans le bâti 40 au moyen d'un guide 39 La chambre avant du cylindre hydraulique 37 est reliée à la chambre avant du vérin 38 au moyen d'une con- duite 41, et la chambre arrière du cylindre hydraulique 37 est reliée à la chambre arrière du vérin hydraulique 38 par une conduite 42 De cette façon, le dispositif de soufflage et de pulvérisation 8 se rapproche de l'axe de la presse et s'en éloigne. Sous l'action du mécanisme de commande décrit plus haut, en particulier du dispositif de commande de la Fig 3, chaque pince-16 décrit la trajectoire 142 représentée sur la Fig 2 En partant de la position de la pince sur l'axe de la matrice 4 et sur l'axe de la presse, qui sont indiqués par les lignes 43 et 44, la pince 16 se ferme tout d'abord puis décrit le mouvement d'élévation vertical 45, et, ensui- te, elle passe au mouvement 46 de retrait de la pince, pour exécuter aussit 8 t le pas 47 qui l'amène sur l'axe de l'outil suivant Ensuite, se produit le mouvement inverse 48 et le mouvement de descente 49 sur l'axe de l'outil suivant et sur l'axe de la presse Après l'ouverture et la dépose de la piè- ce, la pince commence sa trajectoire de retour 50 et décrit la trajectoire inverse 51 du pas 47 le long de la ligne 52. Pendant le mouvement de retour de la pince, le coup de pres- se est déclenché dans la région de la longueur de trajet 51. Ensuite, la pince se déplace sur la trajectoire 52 pour se diriger vers l'axe de la matrice et l'axe de la presse Au cours de la rotation complète de l'arbre Il et des paires de cames correspondantes, les pinces 16 se sont éloignées de la zone des outils puis revenues sur l'axe de la presse, d'une part avec une pièce en suivant les trajets 46, 47 et 48, et d'autre part sans pièce en suivant les trajets 50, 51 et 52. Dans la région de la partie de trajet 46, 47, 48 qui est re- présentée en hachures, c'est-à-dire dans la région du pas du mouvement des pinces qui se dirigent vers l'avant, les pinces se trouvent avec leurs pièces en dehors de la zone de travail de la presse, de sorte que le dispositif de souffla- ge et de pulvérisation 8 peut se déplacer dans la zone de travail de la presse, c'est-à-dire en direction de l'axe de la presse, et exercer sa fonction Le fait que les cylindres 37 et 38 sont couplés hydrauliquement entre eux permet et garantit que le dispositif de soufflage et de pulvérisation 8 disposé sur la face arrière de la presse effectue ses mou- vements d'entrée et de sortie à l'instant voulu Ceci se pro- duit dans la région hachurée 53 de la courbe de mouvement d'élévation et de translation 142 Le -mouvement de retrait des pinces qui les amène sur le trajet du pas 47 permet ce mouvement du dispositif 8 Le mouvement de retrait des pinces peut être plus ou moins grand La paire de cames 30 (Fig 3) commande aussi bien le mouvement de retrait des pinces pen- dant le pas qui les amène à l'outil suivant que le mouvement de retour des pinces pendant le pas qui les ramène au premier outil. Dans le cas de certaines pièces forgées ou matri- cées, il est nécessaire de faire tourner ces pièces de 900 ou de 1800 entre les différentes phases de travail En prévi- sion de ce cas, les dispositifs à pinces correspondants sont réalisés de manière à pouvoir tourner autour de leur axe lon- gitudinal La rotation de la pièce se produit pendant le mou- vement de retrait 46, 47, 48 des pinces qui amène ces pinces au poste de travail suivant, en dehors de l'axe de la presse. Dans le cas des transports automatiques de pièces, il peut se produire que la pièce contenue dans la matrice ne soit pas transportée Pour éviter le risque de détérioration des matrices et du manipulateur à poutre élévatrice dans la suite du mouvement, il est prévu un dispositif de surveillan- ce correspondant 55 qui arrête l'appareil lorsqu'une pièce à forger est restée dans son outil A cet effet, il est pré- vu en dehors de la presse, centré sur chaque axe de matrice, un dispositif 56 de mesure de la température qui vise la piè- ce et vérifie sans contact si une pièce chaude se trouve dans la matrice Pendant la phase de transport d'un poste de tra- vail à un autre, le dispositif de mesure de la température vérifie si les matrices contiennent encore des pièces Si la présence d'une pièce est déterminée par l'intermédiaire du dispositif 56 de mesure de la température, le mécanisme dten- tratnement 12 du manipulateur 1 est mis à l'arrêt par l'in- termédiaire du poste de surveillance 55 et d'une ligne de commande 57, et le déclenchement du coup de presse est bloqué. R E V E N D I C A T I O N S 1 Manipulateur à poutre élévatrice pour presses à matrices et machines analogues, à l'aide duquel les pièces sont transportées d'un poste de travail à un autre par élé- vation, déplacement et descente, la poutre élévatrice présen- tant un nombre de supports munis de pinces qu'il s'agit d'ac- tionner qui correspond au nombre des postes de travail, cet- te poutre avançant et reculant sous l'action d'un vérin ac- tionné hydrauliquement, cependant qu'il est prévu un dispo- sitif de soufflage et de pulvérisation pour les outils tra- vaillants, caractérisé en ce que le mécanisme de commande de la poutre élévatrice ( 14) est muni d'un dispositif de comman- de ( 30 à 34) sous l'effet duquel, dans le pas de transport ( 47) d'un poste de travail au suivant, les pinces ( 16) du support ( 15) décrivent un mouvement ( 46, 48) déporté vers l'avant par rapport aux postes de travail (retrait des pinces), et en ce que le mouvement du dispositif de soufflage et de pulvérisation ( 8) est couplé à ce mouvement de retrait des pinces ( 46, 47, 48). 2 Manipulateur à poutre élévatrice dans lequel le carter de commande du manipulateur comprend un arbre en- traîné qui porte des paires came-galet de came commandant l'élévation et la descente, le mouvement de pas et le retour des pinces, avec la tringlerie correspondante, caractérisé en ce que la tringlerie ( 31) de la paire came-galet de came ( 30) du mouvement de retrait limité agit sur un cylindre hy- draulique ( 32) qui est couplé hydrauliquement à un vérin hy- draulique ( 19) assurant le mouvement d'avance et de recul du support ( 15) des pinces. 3 Manipulateur suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le mouvement d'avance et de re- cul du dispositif de soufflage et de pulvérisation ( 8) est pris sur le mécanisme ( 11-13) de commande du carter ( 10) de commande. 4 Manipulateur suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre ( 11) du carter de commande ( 10) comprend une paire came-galet de came ( 35) dont la tringlerie ( 36) agit sur un cylindre hydraulique ( 38) qui est couplé hydrauliquement avec un vérin hydrauli- que ( 38) du dispositif de soufflage et de pulvérisation 8. Manipulateur suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caract 6 risé en ce que, dans le cas d'une pince ( 16) montée rotative, son mouvement de rotation se pro- duit pendant le mouvement de retrait limité ( 46, 47, 48) de la pince en dehors de l'axe de la presse. 6 Manipulateur suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à chaque poste de travail ( 4) est disposé un dispositif ( 56) de mesure de la température qui est relié électriquement à un dispositif de surveillance et d'interruption ( 55) et au mécanisme d'entrat- nement ( 12) du mécanisme ( 11) de commande de la poutre éléva- trice, par l'intermédiaire d'une ligne de commande ( 57).