Brevet FR2540422A1 — publié le 19840810

DISPOSITIF DE POINCONNAGE FLEXIBLE A COftt4MDE NUMERIQUE. L'invention est relative à un dispositif de poinçonnage de bandes à- unité de commande numérique comprenant - un moyen d'amenage automatique pour avancer la bande d'une longueur déterminée par ladite unité de commande nu mérique suivant la direction longitudinale x de la bande et positionner cette dernière à un emplacement de poinçonnage prédéterminé, - un porte-outils susceptible de porter plusieurs outils de poinçonnage de dimensions ou de formes différentes, ladite unité de commande pilotant le déplacement du porteoutils pour amener l'un desdits outils sélectionnés à l'emplacement de poinçonnage, - un moyen asservi à ladite unité de commande pour déplacer l'outil sélectionné suivant la direction z perpendiculaire à la bande et poinçonner la bande. Un dispositif de poinçonnage du genre mentionné s'intègre dans une ligne de poinçonnage flexible, adaptable à différentes productions par affichage d'un nouveau programme de l'unité de commande, notamment d'un automate programmable Dans un dispositif connu les outils de poinçonnage de dif- férents diamètres ou de différentes formes sont montés sur un porte-outils en forme de barillet ou de tourelle rot a tive. La sélection de l'outil est effectuée par une rotation du barillet amenant l'outil sélectionné sur la ligne transversale de poinçonnage, Le barillet rotatif est à son tour monté sur un coulisseau mobile suivant ladite ligne transversale pour amener l'outil au point prédéterminé de poinçonnage sur la ligne transversale.L'ensemble est piloté par l'automate programmable mais la sélection et le positionnement nécessitent deux commandes sép#rées. Un autre inconvénient du dispositif connu est l'encombrement important du barillet porte-outils dans la direction longitudinale x de la bande qui implique un écartement notable du moyen d'amenage de la ligne transversale de poinçonnage. Il en résulte des chutes importantes en fin de bande, dont le coût est prohibitif pour des bandes ou barres de courte lon- gueur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients et de permettre la réalisation d'un dispositif de poinçonnage flexible capable de traiter des yoles, des barres ou des profilés de différentes épaisseurs et lageurs, sans chutes excessives Le dispositif de poinçonnage selon l'invention est carat térisé en ce que lesdits outils sont alignés et espacés sur le porte-outils suivant la a direction transversale y de la bande et que le porte-outils est monté à coulissement suivant cette direction transversale y sous l'action d'un moteur pilote par ladite unité de commande, le déplacement transversal du porte-outils réalisant à la fois la sélection de l'outil et le positionnement de ce dernier en un point prédéterminé de la direction transversale y de la bande, correspondant à l'emplacement de poinçonnage En échélonnant les outils sur un porte-outils allongé s'étendant perpendiculairement à la bande suivant la direc- tion transversale de cette dernière et en montant à coulis- sement ce porte-outils transversalement à la bande, il est possible de sélectionner l'outil et de le positionner à l'emplacement de poinçonnage par un déplacement unique du porte-outils piloté par l'unité de commande.La largeur du porte-outils, en l'occurrence la dimension du port-e-outils dans la direction longitudinale de la bande, est faible, ce qui permet un rapprochement du moyen d'amenage et de ce fait une diminution des chutes en fin de bande Cet avantage est appréciable lors d'un poinçonnage de pièces de courte longueur, notamment de barres ou de profilés L'ensemble de poinçonnage est avantageusement monté sur une presse à col de cygne dont le coulisseau frappe l'outil sélectionné. L'avancement de la bande et le déplacement transversal du porte-outils pour sélectionner et positionner l'outil s'effectuent pendant la remontée du coulisseau de la presse, la succession des séquences étant pilotée par une unité de commande, notamment par un automate programmable. L'amenage est à rouleaux ou à pinces et comprend un détecteur d'avancement de la bande qui fournit un signal de position à l'automate program mabre Le dispositif est alimenté par un dévidoir suivi d'un redresseur bien connu des spécialistes, ou par tout autre dispositif d'alimentation. Selon un développement de l'invention, le dispositif de poinçonnage comporte une cisaille actionnée par le coulisseau de la presse. Une opération de cisaillage est commandée par le déplacement d'un sélecteur en forme de cale interposée entre le coulisseau et la cisaille. En position inactive rétractée du sélecteur la cisaille n'est pas commandée par la descente du coulisseau de la presse. Il est avantageux de disposer d'un choix important d'outils montés sur le porte-outils, par exemple de cinq à dix, la seule limitation étant la grande longueur et la course de déplacement -correspondante du porte-outils. L'écartement entre les différents outils doit bien entendu être supérieur à la largeur de la bande si l'on veut éviter le poinçonnage de deux trous lors d'une même opération de la presse et si l'on veut pouvoir poinçonner en n'importe quel point de la largeur de la bande. Comme il est intéressant que les outils soient aussi rapprochés que possible pour en mettre un maximum dans un encombrement limité, il s'ensuit que le dispositif, tel qu'il a été décrit jusqu'ici, ne permet de travailler que sur des bandes de largeur réduite.On peut faire disparaltre cet inconvénient en appliquant le principe qui va être décrit ci-après. Suivant un développement de l'invention, on associe aux outils de poinçonnage des sélecteurs susceptibles d'occuper une position active ou inactive. Le sélecteur en position active est intercalé entre le coulisseau de la presse et S'outil pour transmettre le mouvement de descente du coulisseau à l'outil. La longueur de chaque sélecteur, c'est-à-dire la dimension du sélecteur dans la direction transversale y de la bande, est inférieure à l'écartement entre deux outils successifs, de façon à respecter la règle d'actionnement d'un seul outil à chaque frappe de la presse. Les sélecteurs sont commandés par l'automate programmable et le nombre de sélecteurs est suffisant pour couvrir l'ensemble de la largeur de la bande. Les outils de poinçonnage montés sur le porte-outils réa- lisent soit un formage,- soit une perforation de la bande, et dans ce dernier cas il est possible en coordonnant l'opé ration de poinçonnage et le déplacement de la bande et/ou du porte-outils, de réaliser un grignotage. En montant sur le porte-outils un outil de coupe il est possible de ci saillir la bande sans faire appel à la cisaille. L'outil de coupe étant très rapproché du moyen d'amenagef les chutes sont dans ce cas limitées au minimum. Le déplace ment transversal du porte-outils est commandé par un vérin hydraulique ou par un dispositif électrique, par exemple un moteur électrique entratnant un dispositif à vis et écrou.La presse du type hydraulique ou mécanique marche en continu ou au coup par coup en étant pilotée par l'automate programmable. Les outils montés sur le porte-outils correspondent à un programme prédéterminé et à la fin de ce programme il est généralement nécessaire de remplacer l'ensemble ou tout au moins certains de ces outils. Le remplacement est effectué par simple enlèvement d'un ou de plusieurs outils ou de préférence par remplacement de l'ensemble du porte outils agencé en chargeur amovible. Si l'ouverture de passage de la bande dans le porte-outils est en forme de col de cygne le chargeur peut être retiré, la bande restant montée sur la presse. En vue d'accroqtre les possibilités de poinçonnage, il est possible de disposer côte-à-côte plusieurs porteoutils échelonnés le long de la bande, tous actionnés par une même presse ou éventuellement par des presses différentes. La flexibilité de ce dispositif de poinçonnage est augmen tée en associant à l'unité de poinçonnage un dispositif de chargement automatique des outils, en l'occurrence des poin çons et des matrices correspondantes. Un moyen de transfert relie le magasin et le porte-outils pour transférer les outils du magasin vers le porte-outils et inversement. L'automate programmable sélectionne l'outil approprié dans le magasin et déplace le porte-outils de manière à permettre au moyen de transfert de disposer l'outil sélectionné dans la case prédéterminée du porte-outils D'une manière ana logue l'automate programmable pilote l'enlèvement d'un outil et le logement de cet outil dans une case prédéterminée du magasin. Le chargement automatique du porte-outils est simplifié par l'utilisation du déplacement transversal du porte-outils pour un positionnement prédéterminé du portecutils par rapport au moyen de transfert des outils. D'autres avantages et caractéristiques ressortiron-t plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de poinçonnage selon l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale illustrant l'unité de poinçonnage et de cisaillage; - les figures 3 sont des vues schématiques en plan montrant différentes positions successives du porte-outils et des sélecteurs selon la fig. 2; - la figure 4 est une vue schématique en plan illustrant un dispositif de chargement automatique associé à l'unité de poinçonnage selon l'invention. Sur les figures, une presse hydraulique ou mécanique à col de cygne, représentée par le repère général 10, comporte un coulisseau 12 à déplacement vertical suivant la direction z repérée par une flèche sur la fig. 1. La presse 10 fonctionne en continu ou au coup par coup en étant pilotée par un automate programmable (non représenté)0 A la presse 10 est adjointe une ligne d'alimentation constituée par un dév idoir de bande 14 suivi d'un redresseur bien connu des spécialistes et non représenté sur les figures. La presse 10 est équipée d'un dispositif d'amenage à rouleaux 16, qui effectue l'avancement de la bande 14 dans la direction x représentée par une flèche sur les figures.L'amenage à rouleaux 16, qui pourrait être un amenage àpinces, est piloté par l'automate programmable pour avancer la bande 14 d'une dis tance programmée x après chaque opération de la presse 10. Sur le banc 18 de la presse 10 est monté a' la suite de l'amenage à rouleaux 168 un porte-outils 20 suseeptible de se déplacer transversalement dans la direction y par rapport à la bande 14.Le porte-outils 20 présente une lu mièvre 22 de passage de la bande 74 ainsi que cinq logements verticaux 24 susceptibles de recevoir chacun un outil ou poinçon 26. En se référant plus particulièrement à la fio gure 2, on voit que chaque poinçon 26 est sollicité vers le haut en position de libération de la lumière 22 par un dispositif élastique 28o Un mouvement vers le bas du coulisseau 12 de la presse 10 provoque une frappe de l'outil de poinçonnage 26 qui en coulissant vers le bas poinçonne la bande 14 en coopérant avec une matrice de poinçonnage 30o Le porte-outils 20 porte cinq outils 26 de sections ou de formes différentes régulièrement échelonnéssdans la direction y , le porte-outils 20 étant lui-meee monté à coulissement suivant cette direction y en étant guidé par une ou plusieurs tiges de guidage 32. Le coulissement du porte-outils 20 est commandé par une vis 34 entratnée en rotation par un moteur électrique 36 commandé par ltau- tomate programmable0 La vis 34 est vissée dans un écrou solidaire du porte-outils 20, et il est facile de comprendre qu'une rotation de la vis 34 provoque le déplacement du porte-outils 20 suivant la direction y dans un sens ou dans l'autre, la position du porte-outils étant assurée avec précision. L'unité de poinçonnage à porte-outils 20 est suivie d'une cisaille 38 de découpe de la bande 14 dont le couteau 40 est actionné par -le coulisseau 12 de la presse 10.L'amenage à rouleaux 16, l'unité de poinçonnage 20 et la cisaille 38 seNt très rapprochés, de manière à limiter les chutes en fin de bande 14 Cette disposition compacte est particulièrement avantageuse lors du poinçonnage de pièces de courte longueur, par exemple de barres ou de profilés en en matériau coûteux. En se référant à la figure 3, on voit que dans l'exemple illustré par les figures, la largeur "1" de la bande 14 est supérieure à l'écartement "e" des outils de-poinçonnage 26 portés par le porteoutils 20. Cette largeur 'l" est néanmoins inférieure à deux fois l'écartement "e".Pour éviter la frappe simultanée de deux outils 2 (fig. 3a) par le coulisseau 12 ce dernier est équipé de deux sélecteurs 42, 44 agencés en forme de cales susceptibles autre insérées entre le coulisseau 12 et l'outil de poinçonnage 26. Chaque sélecteur 42, 44 peut être déplacé dans la direction longitudinale de la b-ande x par l'action d'un vérin 46, respectivement en une position active d'insertion entre le coulisseau 12 et l'outil 26 et en une position de retrait de rupture de la liaison entre le coulisseau 12 et l'outil 26.Sur la figure 3a, le coulisseau 42 en regard de l'outil de forme triangulaire est placé en position active de commande de cet out l tandis que le sélecteur 44 est déplacé en position de retrait évitant un actionnement de l'outil 26 de forme carrée lors d'une frappe du coulisseau 12. La figure 3c représente une position inverse, dans laquelle le coulisseau 44 a été amené en position active par l'action de son vérin 46, le coulisseau 42 ayant été par contre déplacé par son vérin 46 en position de retrait.Les sélecteurs 42, 44 se chevauchent d'une longueur "r" dans la zone centrale pour permettre une frappe d'un outil disposé dans l'axe de la bande 14 indifféremment par l'un ou l'autre des sélecteurs 42, 44 (fig. 3d). Un poinçonnage axial sera bien entendu effectue par le délecteur déjà en place ce qui évite des manoeuvres des sélecteurs 42, 44.On comprend qu'une presse destinée au poinçonnage de bandes 14 de largeur "1" supérieure à deux "e" est equipée d'un nombre "n" supérieur de sélecteur 42, 44. La longueur "m" de chaque sélecteur 42, 44 est évidemment inférieure à "e". La largeur maximale de la bande pouvant Ztre poinçonnée en n'importe quel point est donnée par : l = (n x m) - (n-l) x r, On peut évidemment travailler une bande de largeur supérieure si on n'a pas de poinçonnage à effectuer au voisinage immédiat des bords de la bande. La cisaille 38 est équipée d'une manière analogue d'un sé lecteur 48 actionné par un vérin 50. Le vérin 50 déplace sélectivement le sélecteur 48 en forme de cale suivant la direction longitudinale x , soit en position active d'in sertion entre le coulisseau 12 et le couteau 40, soit en position inactive de retrait empechant l'actionnement de la cisaille 38 lors d'une opération de poinçonnage effectuée par la descente du coulisseau 12o Les vérins 46, 50 sont pilotés par l'automate programmable suivant un programme de poinçonnage et de découpe de la bande 14 prédéterminé. Le dispositif de poinçonnage fonctionne de la manière sui- vante L'automate programmable fait avancer la bande 14 par l'amenage à rouleaux 16 d'une distance x pour placer la ligne transversale à poinçonner sous le porte-outils 20. Simulta nément, l'automate programmable pilote le moteur 36 provoquant le déplacement transversal du porte-outils 20 dans la direction y. Ce déplacement transversal réalise d'une part la sélection de l'outil 26 de poinçonnage et d'autre part le positionnement correct de cet outil sélectionné 26 sur la ligne transversale de poinçonnage. L'automate pro grammablè pilote de plus les vérins 46 et 50 pour rendre inactive la cisaille 38 et amener en position active le sélecteur 42, 44 coopérant avec l'outil sélectionné, l'autre sélecteur 42, 44 étant amené en position de retrait. Après positionnement de la bande 14 et du porte-outils 20 le coulisseau 12 de la presse 10 piloté par l'automate programmable frappe l'outil 26 sélectionné pour poinçonner la tôle à l'emplacement prédéterminé0 Après relèvement du coulisseau 12 et de l'outil 26, la presse est prête pour un nouveau cyclede poinçonnage piloté par l'automate program mabre En fin de programme la bande 14 est découpée par actionnement de la cisaille 38 après mise en place du sélecteur 48 et retrait des# sélecteurs 42, 44. Un changement de fabrication est effectué par simple affichage d'un autre programme sur l'automate programmable et éventuellement par le remplacement d'un ou de plusieurs des outils 26 adaptés au poinçonnage du nouveau programme.Le sélection et le positionnement de l'outil par un même mouvement transversal du porte-outils 20 facilitent la commande et permettent un gai de temps. La faible largeur du porte-outils 20 permet un rapprochement des rouleaux d'amenage 16 de l'outil 26 et de la cisaille 38 ce qui limite les chutes en fin de bande ou de pièce. Le changement d'outils pour un nouveau programme de poin çonnage est effectué manuellement en enlevant les outils 26 l'un après l'autre ou de préférence en prévoyant un porte-outils amovible 20 susceptible d'être remplacé par un porte-outils chargé préalablement des nouveaux outils, A cet effet, la lumière 22 est avantageusement ouverte à l'une de ses extrémités pour permettre un retrait du porteoutils 20, la bande 14 restant en place sur la presse 10. Le remplacement des outils peut être automatisé de la manière schématiquement représentée à la figure 4. A la presse 10 est adjoint un magasin 52 en forme de chaine continue ovale portant les différents outils de la presse, Le déplacement du magasin 32 est piloté par l'automate programmable pour amener l'un quelconque des outils ou des cases recevant ces outils en regard d'un mécanisme de transfert 54. Le mécanisme de transfert 54, par exemple à pinces, est agencé pour amener l'outil en un point de chargement 56 sur la traJectoire de déplacement latéral du porte-outils 20.Le système de guidage 32 et de déplacement 34-du porte-outils 20 est réalisé pour amener l'un quelconque des logements 24 du porte-outils 20 à l'emplacement de chargement 56 par rotation du moteur 36. Il est inutile de décrire en détail de tels dispositifs de chargement automatique qui sont bien connus des spécialistes et il suffit de rappeler que pour décharger le porteoutils 20 il suffit d'amener successivement les différents logements 24 à l'emplacement 56, le mécanisme de transfert déchargeant un par un les outils et les logeant dans des emplacements prédéterminés du magasin 52. Le chargement s'effectue par une opération inverse, les outils étant sélectionnés par l'automate programmable et transférés par le mécanisme 54 dans les logements appropriés 24.Le magasin 52 et le mécanisme de transfert 54 peuvent bien entendu être d'un type quelconque, l'ensemble des opérations étant simplifié par l'utilisation du déplacement transversal du porte-outils 20 pour la sélection de l'emplacement 24 devant être chargé ou déchargé0 A la sortie de la presse 10 les pièces sont reprises par un paletiseur ou toute autre ligne de production0 La com- mande numérique par l'automate programmable de ltensemble des opérations assure une grande flexibilité, le changement de programme étant réalisé par un simple affichage et éventuellement par un remplacement de certains outils Les ou tils 26 peuvent réaliser une perforation de la bande ou de de la pièce 14 ou une simple déformation ou formage. L'un des outils 26 peut réaliser la découpe ou le cisaillage de la bande 14, éventuellement par une opération de grignotage par poinçonnages ou découpes successifs. Il est clair que l'invention n'est pas limitée à un mode de mise en oeuvre particulier décrit ci-dessus, mais qu'elle s'étend à toute variante de réalisation, notamment à tout mode de commande, soit du dispositif d'amenage 16, soit du porte-outils 20, soit des sélecteurs 42, 44, 48G L'unité de poinçonnage peut être montée sur une presse existante d'un type quelconque, les opérations successives étant soit entièrement soit partiellement automatisées et pilotées par l'automate programmable. REVENDICATIONS 1. Dispositif de poinçonnage de bandes (14) à unité d & commande numérique comprenant - un moyen (16) d'amenage automatique pour avancer la bande (14) d'une longueur déterminée par ladite unité de commande numérique suivant la direction longitudinale X de la bande et positionner cette dernière à un emplacement de poinçonnage prédéterminé, - un porte-outils (20) susceptible de porter plusieurs outils (26) de poinçonnage de dimensions ou de formes différentes, ladite unité de commande pilotant le déplacement du porte-outils (20) pour amener l'un desdits outils sélectionnés à l'emplacement de poinçonnage, - un moyen (12) asservi à ladite unité de commande pour déplacer l'outil sélectionné suivant la direction z perpendiculaire à la bande (14) et poinçonner la bande, caractérisé en ce que lesdits outils (26) sont alignés et espacés sur le porte-outils (20) suivant la direction transversale y de la bande (14) et que le porte-outils (20) est monté à coulissement suivant cette direction transversale y sous l'action d'un moteur (34, 36) piloté par ladite unité de commande, le déplacement transversal du porte outils (20) réalisant à la fois la sélection de l'outil (26) et le positionnement de ce dernier en un point prédé terminé de la direction transversale y de la bande, correspondant à l'emplacement de poinçonnage. 2. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit porte-outils (20) agencé en forme de tiroir est monté sur une presse (10), liunité-de commande numérique pilotant les séquences d'avancement de la bande, de sélection et de positionnement de l'outil et de frappe de l'outil sélectionné par le plateau (12) de la presse suivant un programme prédéterminé de poinçonnage automatique. 3. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 1 ou'2, caractérisé en ce que le moyen (16) d'amenage automatique est accolé audit porte-outils (20) pour limiter les chutes de bande (14). 4. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par une cisaille (38) disposée en aval de l'emplacement de poinçonnage par rapport au sens de déplacement de-la bande (14), l'unité de commande pilotant le mouvement de la cisaille. 5. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits outils (26) sent échelonnés à intervalles réguliers (e) sur ledit porteoutils (20) et que des moyens de sélection (42, 44) associés audit porte-outils (20) sont pilotés par ladite unité de commande pour actionner un seul desdits outils à chaque opération de poinçonnage. 6. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection (42,44) peuvent occuper une position active d'actionnement dudit outil (26) et une position inactive de non actionnement, l'unité de commande pilotant le déplacement du moyen de sélection en ladite position active ou inactive. 7. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection (42,44) sont agencés en cales intercalées en position active entre l'outil sélectionné (26) et le moyen de frappe (12) de l'outil, la dimension (m) de la cale dans la direction transversale y étant inférieure à l'écartement (e) entre lesdits outils sur le porte-outils (20). 8. Dispositif de poinçonnage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite dimension (m) dans la direction transversale y et le nombre de moyens de sélection (42,44) permettent un poinçonnage en un point quelconque de la largeur (1) de la bande (14). 9. Dispositif de poinçonnage selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'un moyen de sélection (48) piloté par ladite unité de commande numérique est associe à une cisaille (38) pour actionner sélectivement cette dernière 10. Dispositif de poinçonnage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un magasin (52) d'outils et un moyen de transfert (54) des outils du magasin (52) au porte-outils (20) et inversement, ladite unité de commande coordonnant le déplacement du magasin (52) et le déplacement transversal y du porte-outils (20) par rapport audit moyen de transfert (54) pour réaliser un chargement ou déchargement programmé-du porte-outils (20). Il Dispositif de poinçonnage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par la présence de plusieurs porteoutils (20) placés côte à côte, actionnés soit par la même presse, soit par des presses différentes, et permettant de disposer simultanément pour un programme de poinçonnage donné, d'un nombre d'outils (26) supérieur à ce que peut contenir un seul porte-outils.