Brevet FR2540224A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un dispositif de protection à faisceaux laser pour machines-outils du genre presses-plieuses On connaît déjè des dispositifs de protection montés sur des machines dangereuses telles que les presses plieuses et dont le but est de commander l'arret immédiat de la machine si la présence d'un corps étranger, tel qu'un outil, ou la main de l'opérateur, est détecté dans une zone dont l'accès doit être interdit.Un tel dispositif qui est décrit par exemple dans le brevet allemand 2 750 234, comporte des moyens permettant de créer deux barrières immatérielles constituées par deux faisceaux laser horizontaux parallèles à savoir un premier faisceau supérieur s'étendant un peu en dessous de la règle de pliage solidaire du coulisseau mobile de la presse plieuse qui se déplace verticalement, et un second faisceau inférieur qui est fixe et qui s'étend dans le vé de pliage, à proximité du bord de celui-ci. Un tel dispositif de protection présente un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu il comporte deux émetteurs laser pour produire respectivement les faisceaux supérieur et inférieur, deux cellules réceptrices de ces faisceaux, tous ces éléments étant portés par la machine elle-m & e. Le fonctionnement de ce dispositif de protection n'est donc pas totalement fiable du fait que ses éléments constitutifs principaux, à savoir les émetteurs et récepteurs des faisceaux laser, sont soumis à des contraintes mécaniques dues à la machine, au cours du fonctionnement de celle-ci.Par ailleurs, du fait que le faisceau laser supérieur est mobile avec le coulisseau de la presse plieuse, l'information relative à la présence d'un corps étranger, par exemple un doigt, dans la zone dangereuse en-dessous du coulisseau n'est détectée qu'au moment où le faisceau laser mobile est intercepté, ce qui laisse peu de temps au circuit électrique de commande pour réagir et arrêter le fonctionnement de la machine. Un autre inconvénient que présente un dispositif du type précité est qu'il ne s'adapte pas aisément à l'utilisation de vés de pliage de largeurs différentes. La présente invention vise b remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif de protection de conception particulièrement simple, d'une grande fiabilité d'intervention et pouvant s'adapter très aisément à des vés de pliage de différentes dimensions. A cet effet, ce dispositif de protection à faisceaux lasers pour machines-outils du genre presses plieuses, comportant un vé de pliage, ouvert vers le haut, et, au-dessus de ce vé, une règle de pliage, le vé ou la règle de pliage étant animé d'un mouvement alternatif vertical, ce dispositif de protection comprenant des moyens pour produire un premier faisceau laser horizontal s'étendant en travers de la zone dangereuse délimitée entre la règle et le vé de pliage, et un second faisceau laser horizontal s'étendant dans le vé de pliage, à proximité d'un de ses bords, des première et seconde cellules recevant respectivement les premier et second faisceaux et un circuit électrique de commande connecté à ces deux cellules pour arrêter la machine si un corps étranger vient à intercepter l'un des faisceaux laser, est caractérisé en ce que les moyens produisant les deux faisceaux laser comportent un émetteur unique pour les deux faisceaux, un premier miroir semi-transparent disposé à 450 dans l'axe du faisceau laser sortant de l'émetteur, et un second miroir réfléchissant parallèle au premier, situé dans un même plan transversal, et en ce que les première et seconde cellules réceptrices sont tournées respectivement vers les premier et second miroirs, de manière à recevoir le faisceau laser direct traversant le premier miroir et le faisceau laser dévié réfléchi successivement sur les premier et second miroirs. Suivant une caractéristique complémentaire de lWin- vention des moyens sont prévus pour régler l'écartement des premier et second miroirs et corrélativement celui des première et seconde cellules réceptrices, de manière à adapter ces écartements à la largeur du vé de pliage. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention les deux miroirs parallèles et les deux cellules réceptrices peuvent être portés respectivement par deux supports monté pivotants autour de l'axe commun de l'émetteur laser et de la première cellule réceptrice. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en plan schématique d'un vé de pliage d'une presse plieuse et d'un dispositif de protection à deux faisceaux lasers suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective partielle de la presse plieuse en position de départ. La figure 3 est une vue de profil partielle schématique de la presse plieuse en position de départ. La figure 4 est une vue de profil partielle schématique de la presse plieuse au cours du pliage d'une tôle. La figure 5 est une vue de profil schématique de la presse plieuse en fin de pliage d'une tôle. La figure 6 est une vue en élévation de l'ensemble comprenant l'émetteur laser et les deux miroirs. La figure 7 est une vue de profil de l'ensemble de la figure 6. La figur-e 8 est une vue en élévation de l'ensemble des deux cellules réceptrices et de leurs supports. La figure 9 est une vue de profil, partiellement en coupe, de l'ensemble de la figure 8. La figure 10 est une vue en perspective des deux plaques porte-rampes commandant les contacts d'inhibition des deux faisceaux lasers. La figure 11 est un schéma illustrant le fonctionnement des contacts d'inhibition des faisceaux lasers. Le dispositif de protection à faisceaux lasers suivant l'invention est représenté sur les figures 1 et 2 comme étant associé à une presse plieuse comportant, de la manière habituelle, un vé de pliage inférieur fixe 1 et, au-dessus de ce vé, une règle de pliage 2 solidaire d'un coulisseau 3 animé d'un mouvement alternatif vertical.Toutefois, l'invention s'applique également au cas inverse d'une presse dans laquelle la règle de pliage supérieure 2 est fixe et où le vé de pliage 1 est solidaire d'une table animée d'un mouvement alternatif vertical. Le vé de pliage 1 est constitué par un dièdre généralement à angle droit et la règle de pliage 2 est également formée par un dièdre d'angle plus petit, par exemple inférieur à 550, les arêtes la du vé de pliage 1 et 2a de la règle de pliage 2 étant situées dans un même plan vertical P constituant un plan de symétrie pour le vé de pliage 1. Le dispositif de protection suivant l'invention comprend un émetteur laser unique 4 d'axe horizontal parallèle au plan vertical P. Cet émetteur laser 4 est monté d'un côté de la presse, par exemple à droite si on considère la figure 1, sur un support fixe 5 pouvant être réglé en hauteur par exemple au moyen de cales 6 d'épaisseur variable suivant la largeur du vé de pliage 1 utilisé. Le réglage en hauteur de l'émetteur laser 4 peut être aussi réalisé par un système automatique à palpeurs. Le support 5 de l'émetteur laser 4 est indépendant du bAti de la presse plieuse. L'émetteur laser 4 émet un faisceau laser horizontal qui tombe sur un premier miroir semi-transparent 7 disposé à 450 par rapport à l'axe de ce faisceau. A ce premier miroir est associé un second miroir réfléchisssant 8 qui est parallèle au précédent, dans un même plan transversal. Ces deux miroirs 7 et 8 sont montés sur un support commun basculant 9 qui est articulé autour de l'axe du laser 4. Par ailleurs, le premier miroir semi-transparent 7 est monté fixe sur le support basculant tandis que le second miroir réfléchissant 8 est monté réglable transversalement par rapport au précédent. Plus particulièrement, ce miroir 8 est solidaire d'un coulisseau 11 dans lequel est vissée une tige filetée 12 solidaire d'un bouton de manoeuvre 13.Par conséquent, en faisant tourner plus ou moins ce bouton 13, on provoque un déplacement du coulisseau 11 et par conséquent du second miroir 8, par rapport au premier miroir 7 qui reste fixe. On peut donc ainsi régler très aisément l'écartement de ces deux miroirs. Ainsi le faisceau laser sortant de l'émetteur laser unique 4 passe à 50X à travers le premier miroir semi-transparent 7, pour donner un faisceau direct F1 et il est éga- lement réfléchi partiellement, transversalement, vers le second miroir réfléchissant 8, lequel le renvoie pour donner lieu à un second faisceau dévié F2 s'étendant parallèlement au premier. La position de l'émetteur laser 4 est déterminée de telle façon que le premier faisceau direct F1 soit situé de manière que la distance entre ce faisceau F1 et la surface supérieure d'une tôle 14 à plier soit supérieure ou égale à 8 mm, cette distance étant imposée pour des raisons de sécurité et correspondant sensiblement à l'épaisseur d'un doigt. Ce faisceau F1 est également disposé un peu en arrière par rapport au plan vertical de symétrie P, comme il apparait mieux sur la figure 4, c'est-à-dire du c8té opposé à celui où se trouve l'opérateur introduisant les tôles 14. Le second faisceau F2 est disposé de façon qu'il soit le plus près possible du bord du vé de pliage, comme on peut le voir sur la figure 4, ce faisceau s'étendant entre la surface inférieure de la tôle 14 en cours de pliage et tangentiellement au bord lb du vé. L'expérience a montré que l'angle a que doit faire le plan passant par les deux faisceaux lasers Fl et F2 par rapport au plan horizontal passant par le premier faisceau Fl est d'environ 350. La position des faisceaux F1 et F2 varie donc en fonction de l'épaisseur des tôles 14 à plier et par conséquent de la largeur du vé de pliage utilisé. Sur la figure 4 est représentée, en trait plein, une tôle 14 d'épaisseur el en cours de pliage.Le vé de pliage 1 a une largeur relativement réduite et le second faisceau dévié F2 est situé dans le vé de pliage à environ lcm du bord lb de ce vé. Sur cette figure est également représenté, en trait mixte, le cas du pliage d'une tôle plus épaisse d'épaisseur e2 et nécessitant un vé de pliage de plus grande largeur. Dans ce cas le faisceau dévié f2 occupe une position plus basse dans le vé, tout en restant le plus près possible du bord du vé, le plan passant par les faisceaux F1 et f2 formant toujours sensiblement un angle a voisin de 350 avec le plan horizontal passant par le faisceau F1. La prévision du support basculant 9 sur lequel sont montés les deux miroirs 7 et 8, permet d'optimiser le réglage fin de la position du second faisceau dévié F2 par rapport au premier faisceau direct Fl. Ce support 19 permet en effet de faire varier l'angle a du plan contenant les deux faisceaux F1 et F2 par rapport au plan horizontal. Le support basculant 9 n'est pas nécessaire en pratique car, comme on l'a dit précédemment, un réglage fixe d'inclinaison à environ 350 donne toute satisfaction. Toutefois, ce support basculant permet d'améliorer le réglage comme on vient de le dire. Du côté réception,c'est-à-dire à l'opposé de l'émetteur 4 et des deux miroirs 7 et 8, le dispositif de protection comprend deux cellules réceptrices à savoir une première cellule 15 recevant le premier faisceau direct F1 et qui est disposée de manière à être dirigée vers le premier miroir 7 et l'émetteur laser 4, et une seconde cellule 16 recevant le second faisceau dévié F2 et qui est par conséquent dirigée vers le second miroir 8. Ces deux cellules 15, 16 sont montées sur un support basculant 17 (figures 8 et 9) qui peut pivoter, sur un support fixe 18, autour de l'axe horizontal du faisceau F1, c'est-à-dire l'axe de l'émetteur laser 4. Le support fixe 18 est monté lui-même réglable en hauteur au moyen de cales 19 dont les épaisseurs varient en fonction de la largeur du vé de pliage 1 utilisé.La première cellule réceptrice 15 est montée fixe sur le support basculant 17, dans l'axe du faisceau direct F1, tandis que la seconde cellule 16 est portée par un coulisseau 21 monté réglable transversalement sur le support basculant 17. Le réglage de ce coulisseau 21 peut être réalisé au moyen d'une tige filetée 22 vissée dans un trou taraudé prévu dans ce coulisseau et dont l'extrémité est solidaire d'un bouton de réglage 23. En tournant plus ou moins ce bouton 23 on peut faire varier l'écartement des deux cellules réceptrices 15 et 16 de manière à le rendre égal à celui des deux miroirs 7 et 8, afin que ces deux cellules soient bien centrées sur les faisceaux lasers respectifs Fl et F2. Les figures 10 et 11 illustrent la façon dont sont inhibés les deux faisceaux lasers F1 et F2 au cours d'une opération de pliage. Les moyens utilisés à cet effet comprennent deux plaques verticales parallèles et accolées à savoir une première plaque 24 associée à l'inhibition du premier faisceau direct F1 et une seconde plaque 25 commandant l'inhibition du second faisceau dévié F2. Le première plaque 24 est fixée d'une manière réglable verticalement sur le coulisseau 3 de la presse plieuse tandis que la seconde plaque 25 est, elle, montée réglable verticalement sur la première plaque 24.Ces deux plaques 24, 25 présentent respectivement des bords verticaux 24a, 25a formant rampes et qui agissent respectivement sur deux paires de contacts normalement ouverts et en série, la rampe 24a agissant sur deux contacts 26, 27 tandis que la rampe 25a agit sur deux autres contacts 28, 29. Les deux contacts 26, 27 sont normalement ouverts et branchés en dérivation sur la première cellule 15 recevant le faisceau direct F1. De même les deux contacts 28, 29 sont branchés en série entre eux et en dérivation dans leur ensemble sur la seconde cellule 16 recevant le faisceau dévié F2. Les rampes 24a et 25a ont la même forme mais elles sont décalées verticalement d'une distance V qui est égale à la distance, dans le sens vertical, entre les deux faisceaux Fl et F2 comme on peut le voir sur la figure 4. Les cellules réceptrices 15, 16 sont reliées à des circuits électriques associés 31, 32 formant interrupteurs, lesquels sont branchés en série entre la pédale de commande 33 de la presse plieuse et le circuit 34 commandant la marche de la presse. Par conséquent, lorsque l'opérateur agit sur la pédale 33 et si aucun corps étranger n'intercepte l'un des deux faisceaux lasers F1 et F2, les cellules réceptrices 15, 16 sont excitées par ces faisceaux, les circuits interrup- teurs 31, 32 sont fermés et la presse peut fonctionner, provoquant alors la descente du coulisseau et de la règle de pliage 2. Au début du mouvement de descente la rampe 24a ferme tout d'abord seule les deux contacts 26, 27, juste avant que le faisceau supérieur F1 ne soit occulté par la règle de pliage 2. A partir de ce moment la première cellule réceptrice 15 est mise en dérivation par les deux contacts 26, 27 fermés et le mouvement de descente de la règle de pliage peut donc se poursuivre.Cette règle déforme alors la tôle 14, comme il est représenté sur la figure 4, dans le vé de pliage 1 et juste avant que cette tôle 14 en cours de pliage ne vienne occulter le second faisceau dévié F2, la seconde rampe 25a commande à son tour la fermeture des deux contacts 28, 29. Ces deux contacts ainsi fermés établissent alors un circuit en dérivation sur la seconde cellule 16 si bien que la fin de l'opération de pliage peut se dérouler normalement. On voit donc d'après la description qui précéde que le dispositif suivant l'invention assure une protection optimale et particulièrement fiable et il permet d'éviter à coup sûr des accidents. L'ensemble formé par l'émetteur laser 4, les deux miroirs 7, 8 et leur support 9 peut être avantageusement logé dans un bottier de protection allongé fermé par une visière percée d'un trou pour la sortie du faisceau direct F1 et d'une lumière allongée pour la sortie du faisceau dévié F2. De la même façon les deux cellules réceptrices 15, 16 peuvent être, elles aussi, logées, conjointement avec leur support 17, dans un bottier dans la face frontale duquel sont percés un trou dans l'axe de la cellule 15, pour la réception du faisceau direct Fl, et une lumière allongée pour la réception du faisceau dévié F2 par la cellule 16. Bien que la description qui précéde ait porté sur l'application d'un dispositif de protection par faisceaux laser à une presse plieuse dans laquelle la règle de pliage 2 est solidaire d'un coulisseau 3 animé d'un mouvement alternatif vertical, il va de soi que le dispositif peut être utilisé également avec une presse dans laquelle c'est non pas la règle de pliage supérieure 2 qui est mobile mais le vé de pliage inférieur 1 solidaire d'une table animée d'un mouvement alternatif vertical. Dans ce cas le faisceau laser direct Fl est déplacé verticalement, conjointement avec la table portant le vé de pliage 1. L'émetteur unique 4 produisant les deux faisceaux laser F1, F2 peut être alors solidaire de la table portant le vé de pliage 1, ou bien encore il peut être déplacé indépendamment de la table, par l'intermédiaire d'un système d'asservissement assurant un maintien constant de la position de l'émetteur par rapport au plan supérieur du vé de pliage 1. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de protection à faisceaux lasers pour machines-outils du genre presses plieuses, comportant un vé de pliage (1), ouvert vers le haut, et au-dessus de ce vé, une règle de pliage (2), le vé (1) ou la règle (2) de pliage étant animé d'un mouvement alternatif vertical, ce dispositif de protection comprenant des moyens pour produire un premier faisceau laser horizontal (F1) s'étendant en travers de la zone dangereuse délimitée entre la règle (2) et le vé de pliage (1), et un second faisceau laser horizontal (F2) s'étendant dans le vé de pliage (1), à proximité d'un de ses bords, des première et seconde cellules (15, 16) recevant respectivement les premier et second faisceaux (Fl, F2) et un circuit électrique de commande connecté à ces deux cellules pour arrêter la machine si un corps étranger vient à intercepter l'un des faisceaux laser (F1, F2), caractérisé en ce que les moyens produisant les deux faisceaux laser comportent un émetteur unique (4) pour les deux faisceaux (F1, F2), un premier miroir semi-transparent (7) disposé à 450 dans l'axe du faisceau laser sortant de l'émetteur (4), et un second miroir réfléchissant (8) parallèle au premier, situé dans un même plan transversal, et en ce que les première et seconde cellules réceptrices (15, 16) sont tournées respectivement vers les premier et second miroirs (7, 8), de manière à recevoir le faisceau laser direct (F1) traversant le premier miroir (7) et le faisceau laser dévié (F2) réfléchi successivement sur les premier et second miroirs (7, 8). 2.- Dispositif de protection suivant la revendication 1 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour régler l'écartement des premier et second miroirs (7, 8) et corrélativement celui des première et seconde cellules réceptrices (15, 16), de manière à adapter ces écartements à la largeur du vé de pliage. 3.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux miroirs parallèles (7, 8) et les deux cellules réceptrices (15, 16)pouvant être portés respectivement par deux supports (9, 17) monté pivotants autour de l'axe commun de l'émetteur laser (4) et de la première cellule réceptrice (15). 4.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'émetteur laser (4) est monté sur un support fixe (5) indépendant du bâti de la presse plieuse et qui peut être réglé en hauteur au moyen de cales (6) d'épaisseur variable suivant la largeur du vé de pliage utilisé. 5.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé en ce que le premier miroir semi-transparent (7) qui est disposé dans l'axe de l'émetteur laser (4), est monté fixé sur le support commun basculant (9) tandis que le second miroir réfléchissant (8) est monté réglable transversalement par rapport au précédent. 6.- Dispositif de protection suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le second miroir rdfléchis- sant (8) est solidaire d'un coulisseau (11) dans lequel est vissée une tige filetée (12) solidaire d'un bouton de manoeuvre (13). 7.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que les deux cellules réceptrices (15, 16) sont montées sur un support basculant (17) qui peut pivoter, sur un support fixe (18), autour de l'axe de l'axe horizontal du faisceau (F1), et ce support fixe (18) est monté lui-même réglable en hauteur au moyen de cales (19) dont les épaisseurs varient en fonction de la largeur du vé de pliage (1) utilisé. 8.- Dispositif de protection suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la première cellule réceptrice (15) est montée fixe sur le support basculant (17), dans l'axe du faisceau direct (fol), tandis que la seconde cellule (16) est portée par un coulisseau (21) monté réglable transversalement sur le support basculant (17), le réglage de ce coulisseau (21) étant réalisé par exemple au moyen d'une tige filetée (22) vissée dans un trou taraudé prévu dans ce coulisseau et dont l'extrémité est solidaire d'un bouton de réglage (23). 9.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que que l'angle (a) que fait le plan passant par le faisceau direct (F1) et le faisceau dévié (F2) par rapport au plan horizontal,est sensiblement égal à 350. 10.- Dispositif de protection suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour inhiber les deux faisceaux laser (F1, F2) au cours d'une opération de pliage, ces moyens comprenant deux plaques verticales parallèles et accolées à savoir une première plaque (24) fixée d'une manière réglable verticalement sur le coulisseau (3) de la presse plieuse et une seconde plaque (25) montée réglable verticalement sur la première plaque (24), ces deux plaques (24, 25) présentant respectivement des bords verticaux (24a, 25a) formant rampes et qui agissent respectivement sur des contacts (26, 27; 28, 29) normalement ouverts, ces contacts étant branchés en dérivation sur les cellules (15, 16) de manière à mettre en court-circuit ,en premier lieu, la première cellule (15) lors de la fermeture des premiers contacts (26, 27) par le bord (24a) de la première plaque, peu avant l'occultation du premier faisceau laser (F1) par la règle de pliage, et ensuite celle de la seconde cellule (16) par suite de la fermeture des contacts (28, 29) par le bord (25a) de la seconde plaque (25), lors de l'occultation du second faixceau dévié situé dans le vé de pliage (1), peu avant la fin de l'opération de pliage.