Brevet FR2587926A1 — publié le 19870403

La présente invention concerne un procédé et une machine pour le tronçonnage de tubes, cintrés ou non, et le finissage de la tranche d'au moins un tronçon ainsi découpé. Elle a trait notamment à la mise à longueur de tubes cintrés dont il s'agit d'enlever un tronçon de chute de tête et/ou un tronçon de chute de queue. Elle a été conçue et mise au point par le Département Production Recherches de l'Aérospatiale de Toulouse avec l'aide du lycée Rascol d'Albi. Ces opérations sont traditionnellement effectuées par deux machines avec une intervention manuelle intermédiaire, selon la séquence suivante - on délimite et on trace les surlongueurs de la pièce considérée à l'aide de gabarits, c'est-à-dire que, dans le cas par exemple d'une pièce cintrée, celle-ci étant plus longue que ce qui est désiré, on y appose des repères pour distinguer des tronçons de tête et de queue à éliminer, - on tronçonne la pièce aux emplacements repérés, soit à la main, soit avec une tronçonneuse, - on saisit la pièce et on la déplace vers une autre machine pour procéder aux opérations de finissagès nécessaires (ébavurage, surfaçage, chanfreinage ...). On voit que ces diverses opérations, nécessaires à l'obtention d'une pièce finie, sont longues et imposent de nombreuses manipulations ; elles nécessitent en outre la présence et la contribution active d'un opérateur pendant un temps relativement long. Il faut d'autre part remarquer que toutes ces manipulations risquent de conduire à une dégradation de la pièce lorsque celle-ci est fragile (tubes de quelques 4/10 mm d'épaisseur par exemple). La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en réduisant les manipulations nécessaires et les risques qui leur sont liés, en simplifiant les opérations à effectuer, en diminuant le temps s'écoulant entre chacune d'elles et en évitant de mobiliser un opérateur, tout en respectant une grande qualité de travail et une grande fiabilité. On connaît déjà des systèmes de tronçonnage et de finissage qui semblent vouloir répondre à ces souhaits mais qui n'y parviennent qu'incomplètement. Ainsi le brevet US-3.563.ll9 propose, après découpe d'un tube en deux tronçons, d'éloigner axialement ces deux tronçons vis-à-vis l'un de l'autre, d'intercaler radialement un outil de travail, de rapprocher les deux tronçons de part et d'autre de cet outil et de provoquer une rotation relative entre tronçons et outil ; cette solution se révèle toutefois complexe et délicate du fait du positionnement et de l'entraînement en rotation de l'outil entre les tronçons.Le brevet US-3.726.603 propose une machine adapée à débiter un tube rectiligne en tronçons qui sont, un par un, transférés automatiquement d'une zone de travail à une autre, avec tous les risques d'endommagement que cela présente pour des pièces fragiles. On connaît aussi le brevet US-4.170.157 qui propose la mise au gabarit de tubes soudés courbés de géométrie bien précise à l'aide d'une installation automatique, assez volumineuse, adaptée à un seul type de pièce. On constate que ces divers systèmes sont en règle générale complexes, encombrants et peu adaptables. En opposition à ces documents, l'invention a pour objet un procédé simple à mettre en oeuvre quoique permettant une grande précision et facilement adaptable à divers types ou géométries de pièces, ainsi qu'une machine simple, robuste, précise et peu encombrante. L'invention propose ainsi un procédé de tronçonnage et d'ébavurage d'un tube à mettre au gabarit selon lequel on saisit ce tube dans deux étaux voisins, on découpe le tube entre ces étaux, en sorte de détacher un tronçon de chute dudit tube, on exécute une opération de finissage sur la tranche du tube ainsi tronçonné, tandis qu'on évacue le tronçon de chute, caractérisé en ce qu'on saisit le tube à des distances prédéterminées de l'une de ses extrémités et en ce qu'après tronçonnage, on déplace le tronçon de chute transversalement par rapport à l'axe (X-X) du tube, et on amène une tête rotative de finissage en regard axialement de ladite tranche du tube tronçonné. On appréciera que selon l'invention le calibrage concerne le tronçon de chute à éliminer, sans référence à la partie du tube à conserver ; ce dernier peut être cintré ou non et ses dimensions et sa géométrie peuvent varier d'une fois sur l'autre. D'autre part les opérations de finissage sont facilitées du fait de l'amenée des outils correspondants en regard axialement du tube à traiter, tout en permettant une évacuation contrôlée du tronçon de chute. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention propose une machine de tronçonnage et d'ébavurage adaptée à mettre au gabarit un tube de forme quelconque, du genre comprenant deux étaux adaptés à saisir ce tube en deux zones voisines, une unité de tronçonnage adaptée à découper un tube saisi par les étaux entre ceux-ci et une unité de finissage adaptée à ébavurer la tranche de ce tube après tronçonnage d'un tronçon de chute, caractérisée en ce que l'un des étaux et l'unité de tronçonnage sont liés à un bâti tandis que 11 autre des étaux et l'unité de finissage sont portés par un plateau mobile, lequel est muni d'organes de manoeuvre en déplacement, transversalement au tube, entre une configuration dans laquelle les étaux se font face, et une configuration dans laquelle l'unité de finissage est en regard axialement du tube tronçonné, à ce plateau étant liée au moins une butée adaptée à intercepter l'axe du tube lorsque les étaux se font face, et l'unité de finissage comportant une tête de travail adaptée à venir axialement en contact avec la tranche du tube tronçonné. Une telle machine, de par se structure, se révèle simple; robuste et compacte, facilement adaptable au traitement d'un grand nombre de type de tubes, et permet pourtant une grande précision de travail. Une telle machine se révèle tout particulièrement adaptée à la réalisation de petites séries avec traitement de précision de pièces délicates. On appréciera que selon l'invention les diverses opérations sont effectuées en une séquence continue sur un même lieu de travail, le tube restant fixe tandis que les différents outils se déplacent successivement (de façon simple mais précise) pour venir à son contact. L'invention permet de supprimer des manipulations longues et parfois délicates susceptibles de conduire à des dégradations, et rend inutile la présence constante et active d'un opérateur. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine de tronçonnage et de finissage selon l'invention, - la figure 2 en est une vue de détail en perspective en configuration de tronçonnage, et - la figure 3 en est une vue de détail en perspective en configuration de finissage. La machine représentée à titre d'exemple à la figure 1 comprend principalement un bâti I, un plateau fixe 2 solidaire de ce bâti, une unité de tronçonnage 3, un plateau mobile 4 pouvant se déplacer par rapport au plateau fixe 2 transversalement à un axe de référence X-X, des étaux 5 et 6 respectivement fixés sur les plateaux fixe 2 et mobile 4, une unité de finissage 7 et au moins une butée 8 (ici au nombre de deux) liées à ce plateau mobile 4, un bac à chutes 9 et un couloir 10 d'évacuation des chutes vers ce bac. Cette machine est ici placée sdus le contrôle d'un pupitre 11 de commande à distance qui assure la synchronisation et la commande automatique de l'ensemble des opérations à effectuer ; ce pupitre est avantageusement programmable, permettant plusieurs cycles de fonctionnement, d'où une grande souplesse d'utilisation.Une pédale 12 de déclenchement à distance est de préférence prévue pour permettre la mise en marche et l'arrêt de la machine par un opérateur situé à quelques mètres de distance et qui conserve toutefois un libre usage de ses mains. L'unité de tronçonnage 3 comporte une scie circulaire 13 entraînée en rotation par un moteur 14 et qui est commandée en mouvement vertical par un système 15 de translation. L'étau fixe 5 est avantageusement adapté à recevoir des mors en demi-coquilles 16 de diamètre interne choisi en fonction du diamètre des tubes T à traiter ; ceux-ci ont par exemple un diamètre compris entre 6 et 38 mm avec une épaisseur comprise entre 0,4 et 1,30 mm (d'où parfois, une grande susceptibilité à être détérioré lors d'une manipulation mal contrôlée). En configuration rapprochée, ces demi-coquilles définissent un orifice centré sur l'axe de référence X-X. De manière analogue, l'étau mobile 6 comporte avantageusement des mors en demi-coquilles 16' définissant un orifice d'axe parallèle à X-X. Les éléments associés au plateau mobile 4 apparaissent à plus grande échelle aux figures 2 et 3. Ce plateau mobile est entraîné en mouvement, transversalement à l'axe X-X, entre les configurations des figures 2 et 3, par des organes de translation 17 de tout type approprié (pneumatique, hydraulique, électrique ...), ici des vérins hydrauliques. A la figure 2, qui représente les vérins 17 en extension maximale, l'étau mobile 6 est en regard de l'étau fixe 5, à une faible distance toutefois suffisante pour permettre le passage de la scie 13 entre ces étaux. Au-delà de l'étau mobile, l'axe X-X intercepte l'une des butées 8. Ces dernières sont en fait réglables transversalement à l'axe X-X, grâce à quoi elles sont escamotables et on peut choisir celle qui doit être interceptée par cet axe (ici la première à partir de l'étau mobile) par action sur des éléments de réglage 18A (à vis par exemple). Ces butées comportent, pour venir intercepter l'axe X-X, une portion en porte-à-faux adaptée à venir surplomber le couloir d'évacuation 10. Ce dernier est ici constitué d'une goulotte en V inclinée dans un plan vertical parallèle à l'axe X-X et passant entre les mors de l'étau mobile 6.Cette goulotte s'étend sur presque toute la largeur du plateau mobile 4 à partir de cet étau mobile 6. Son angle d'inclinaison est ici faible pour des raisons de compacité et; pour faciliter le défilement d'une portion de tube qui viendrait à tomber sur elle, des buses 18 d'injection d'air débouchant de place en place le long du fond de cette goulotte :des chutes de tubes peuvent ainsi être évacuées sur coussin d'air. L'unité de finissage 7 comporte un organe d'entraînement, tel qu'un bloc-moteur de perceuse, recevant une tige parallèle à l'axe X-X terminée par une tête de travail 19 munie d'outils de travail 20, ici au nombre de trois (par exemple un outil de chanfreinage intérieur, un outil de chanfreinage extérieur et un outil à dresser) disposés radialement à 1200 l'un de l'autre autour de l'axe de rotation du bloc-moteur. De manière classique, ladite tige est adaptée à sortir télescopiquement de ce bloc-moteur. L'amplitude des vérins 14 est au moins suffisante pour déplacer le plateau mobile 4 depuis sa position de la figure 2 vers la position de la figure 3 où l'axe de rotation du bloc-moteur de l'unité de finissage est confondu avec l'axe X-X. Le bac à chutes 9 est disposé auprès du bâti 1 en sorte d'être sous l'extrémité basse de la goulotte 10 dans cette configuration de la figure 3. En fonctionnement, un opérateur amène une extrémité d'un tube T, par exemple cintré, entre les mors de l'étau 5, en alignement sur l'axe X-X. Ce tube est déplacé axialement jusqu'à venir en appui contre une butée 8 préalablement choisie. On provoque alors le serrage des étaux 5 et 6 par tous moyens connus (tels que vérins). On notera que l'on définit ainsi sur le tube une zone de tronçonnage, entre les zones de serrage par les étaux, en sorte d'obtenir après tronçonnage une chute T' de longueur prédéterminée définie par le choix de la butée 8 mise en avant. L'opérateur peut alors lâcher le tube T et enclencher un cycle automatique de fonctionnement, par action sur la pédale 12 par exemple. La scie annulaire 13 est alors abaissée. Afin d'améliorer le temps de tronçonnage et de limiter les réglages de la machine, la vitesse d'avance de cette tête de tronçonnage (ou scie) 13 est asservie au diamètre du tube à tronçonner ; après tronçonnage la descente de cette scie se poursuit jusqu'à une butée (non représentée) munie d'un capteur adapté à provoquer la remontée de la scie. Après tronçonnage les vérins 17 sont commandés en sorte de déplacer transversalement le plateau mobile 4, et donc le tronçon de chute T' jusqu'à amener la tête de finissage 19 en regard de la tranche du tube T qui vient d'être tronçonnée. Du fait que cette tête rotative est en regard axialement de cette tranche de tube et que les outils 20 sont répartis angulairement de façon régulière, on parvient de façon simple à une grande précision et une qualité élevée de finissage. Ce finissage nécessite bien sûr que la tête de finissage soit déplacée axialement vers le tube, sur une distance en pratique constante. Ensuite, ou pendant la phase de finissage, la machine desserre les mors de l'étau mobile 6 de sorte que le tronçon de chute T' tombe dans la goulotte 10. Une injection d'air par les buses 18 en assure l'évacuation dans le bac à chutes 9, malgré la faible inclinaison Le plateau mobile 4 est alors ramené dans sa position de la figure 2 et les mors de l'étau fixe 5 sont desserrés pour permettre la reprise du tube T par l'opérateur, en vue par exemple de procéder au tronçonnage de l'autre extrémité de celui-ci. il est apparu que l'invention apporte un gain de temps considérable, pouvant réduire par 4 le temps qu'il fallait jusqu'ici pour la séquence d'opérations en partie manuelle exposée ci-dessus qui était suivie jusqu'à présent pour les petites séries de fabrication concernant des tubes fragiles ou à la forme compliquée. La fiabilité et la qualité du travail accompli sont excellentes grâce à un réglage de grande précision quoique simple, tandis que le caractère pénible du travail de l'opérateur se trouve sensiblement atténué. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre indicatif et non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. C'est notamment le cas pour la nature des organes de tronçonnage ou de finissage, la structure et le nombre des butées, ou encore la constitution des moyens assurant l'évacuation des tronçons de chute, voire l'orientation du plateau mobile. En cas de besoin, on peut prévoir sur la machine, à l'opposé des butées par rapport à l'étau mobile dans sa position de la figure 3, une seconde unité de finissage destinée à ébavurer aussi le tronçon de chute au cas où on souhaiterait le recycler. REVENDICATIONS 1. Procédé de tronçonnage et d'ébavurage d'un tube à mettre au gabarit selon lequel on saisit ce tube dans deux étaux voisins, on découpe le tube entre ces étaux en sorte de détacher un tronçon de chute dudit tube, on exécute une opération de finissage sur la tranche du tube ainsi tronçonné, tandis qu on évacue le tronçon de chute, caractérisé en ce qu'on saisit le tube à des distances prédéterminées de l'une de ses extrémités et en ce qu'après tronçonnage, on déplace le tronçon de chute (T') transversalement par rapport à l'axe (X-X) du tube (T), et on amène une tête rotative de finissage (19) en regard axialement de ladite tranche du tube tronçonné. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'opération de finissage de la tranche du tube (T) consiste en des opérations simultanées de chanfreinage intérieur, de chanfreinage extérieur, et de dressage de cette tranche. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on évacue le tronçon de chute (T') sur un coussin d'air (18). 4. Machine de tronçonnage et d'ébavurage adapté à mettre au gabarit un tube de forme quelconque, du genre comprenant deux étaux (5, 6) adaptés à saisir ce tube en deux zones voisines, une unité de tronçonnage (3) adaptée à découper un tube saisi par les étaux entre ceux-ci et une unité de finissage (7) adaptée à ébavurer la tranche de ce tube après tronçonnage d'un tronçon de chute (T'), caractérisée en ce que l'un (5) des étaux et l'unité de tronçonnage (3) sont liées à un bâti (1) tandis que l'autre (6) des étaux et l'unité de finissage sont portées par un plateau mobile (4), lequel est muni d'organes (17) de manoeuvre en déplacement, transversalement au tube, entre une configuration dans laquelle les étaux (5, 6) se font face, et une configuration dans laquelle l'unité de finissage (7) est en regard axialement du tube tronçonné, à ce plateau étant liée au moins une butée (8) adaptée à intercepter l'axe du tube (T) lorsque les étaux (5, 6) se font face, et l'unité de finissage comportant une tête de travail (19) adaptée à venir axialement en contact avec la tranche du tube tronçonné. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de finissage (7) comporte une tête rotative de travail (19) adaptée à tourner autour d'un axe confondu avec celui du tube à tronçonner (T), qui est munie d'outils de finissage de rôles différents régulièrement répartis angulairement autour de cet axe. 6. Machine selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte, portée par le plateau mobile (4) dans le prolongement de l'étau mobile (6), dans un plan vertical parallèle au tube (T), une goulotte d'évacuation (10) dont le fond est muni de buses d'injection d'air sous pression (18). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les étaux (5,- 6), les unités de tronçonnage (3) et de finissage (7) et les organes de manoeuvre (17) sont commandés à partir d'un pupitre de commande à distance (11). 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une pédale (2) de déclenchement à distance. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de butées (8) escamotables adaptées, au choix, à venir intercepter l'axe du tube (T) lorsque les étaux se font face en sorte de déterminer la longueur d'un tronçon de chute (T'). 10. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que le plateau mobile (4) est horizontal et est manoeuvré par des vérins (17).