Brevet FR2594062A1 — publié le 19870814

La présente invention concerne un procédé pour contrôler la course d'une machine de traitement de plaques par lequel il est pos- sible d'exécuter un traitement avec une faible vibration et un fai- ble bruit à haut rendement et, spécifiquement, un procédé pour contrôler la course de la section d'action par coups d'une machine de traitement de plaques en correspondance avec les normes de con- trôle d'environnement en ce qui concerne la vibration et/ou lebruit. Tous les types antérieurs de presses, de machines à cisailler, et d'autres machines de traitement de plaques ou tôles qui ont une action par coups ou de course génèrent une vibration ou un bruit extrêmement important pendant l'opération de traitement. Par exemple, avec des tests de presses à découper à tourel- les, il y a une vibration d'environ 75 dB à un emplacement distant d'un mètre de la tourelle de poinçon, et d'environ 58 dB à un empla- cement distant de 10 mètres, la relation entre la distance et la vibration étant presque linéaire. De plus, il y a un bruit d'environ 98 dB à une distance d'un mètre du centre du poinçon, et un bruit d'environ 75 dB à un emplacement distant de 40 mètres, la relation entre la distance et le bruit étant presque linéaire. Cette vibration ou ce bruit est dû, par exemple, à la cour- bure du bâti et entre la section d'action par coups et le matériau de plaque pendant l'action de la section d'action par coups, et il a pour caractéristique d'augmenter en quantité quand la vitesse de course augmente. Les normes de contrôle d'environnement prévoient des valeurs de régulation de bruit et de vibration pour différents secteurs et pendant le jour et la nuit. En conséquence, l'utilisation d'une machine de traitement de plaques qui comporte une section d'action par coups est fortement limitée selon l'heure du jour et l'emplacement. Dans des secteurs o les régulations sont très strictes, il devient nécessaire de mettre en place des dispositifs pour empêcher une vibration ou pour empêcher le bruit qui sont compliqués. Un but de la présente invention est de fournir, en tenant compte des inconvénients de ces dispositifs classiques, un procédé pour contrôler la course d'une machine de traitement de plaques par lequel il soit possible d'exécuter un traitement avec une fai- ble vibration et un faible bruit à haut rendement. Afin d'atteindre ce but de la présente invention, un procédé pour contrôler la course d'une machine de traitement de plaques qui comporte une section d'action par coups comme moyen de traitement, est caractérisé en ce que, pendant l'intervalle de course de la section d'action par coups, au moins pendant l'intervalle o la machine de traitement de plaques génère une grande vibration ou un grand bruit, la vitesse de course de la section d'action par coups de la machine de traitement de plaques est réglée de façon variable; et en ce que, dans cet intervalle, la vibration ou le bruit généré par la machine de traitement de plaques est inférieur à une valeur admise, et la vitesse de course de la section d'action par coups est réglée pour lui donnéer une valeur proche de cette valeur admise. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven- tion seront mis en évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en perspective d'une presse hydrauli- que à découper à tourelles qui peut mettre en oeuvre le procédé de la présente invention; la Figure 2 est un schéma fonctionnel représentant un exemple d'un circuit de commande pour la presse à découper à tourelles de la Figure 1; la Figure 3 est un dessin explicatif représentant un exemple d'une instruction de vitesse; la Figure 4 est un dessin explicatif représentant l'action effective d'une section d'action par coups; la Figure 5 est un dessin explicatif représentant un exemple de la modification d'une instruction de vitesse; la Figure 6 est un dessin en plan représentant un exemple d'une plaque à traiter; et les Figures 7(a), 7(b)et 7(i) sont un dessin explicatif de l'opération d'instruction d'un mode de réalisation du procédé de la présente invention. On va maintenant expliquer spécifiquement les modes de réa- lisation préférés de l'invention en se référant aux dessins. La Figure 1 est une vue en perspective d'une presse à décou- per à tourelles dans laquelle il est possible de mettre en oeuvre le procédé de la présente invention. Comme le montre le dessin, une presse à découper à tourelles 1 connectée à un dispositif à conception et fabrication assistées par ordinateur CAD/CAM 3, et elle est placée dans une chaîne de traitement de plaques métalliques. La presse à découper à tourelles I de ce mode de réalisation de la présente invention a presque la même forme qu'une presse à découper à tourelles courante. Sa structure sera expliquée simple- ment. La presse à découper à tourelles 1 comporte un bâti 5. A l'intérieur du bâti 5 sont prévus une tourelle supérieure et une tourelle inférieure avec un espace imposé entre celles-ci qui tour- nent autour de l'axe vertical (axe Z). Un ensemble de poinçons sont montés à l'emplacement du plan (XY) de la tourelle supérieure, et un ensemble de matrices sont montées à l'emplacement du plan de la tourelle inférieure correspondant à ces poinçons. Un dispositif à cylindre 7 sur lequel est prévu un coulisseau mobile verticalement est prévu en haut du bâti 5. Le coulisseau est placé en haut de la tourelle supérieure. Un poinçon placé au-dessous de la tourelle supérieure est déplacé par pression vers la matrice. Un rail de guidage selon l'axe Y 9 est prévu sur la surface latérale du bâti 5. Un élément mobile qui est guidé dans la direction de l'axe Y au moyen d'un servomoteur d'axe Y est prévu sur le rail de guidage selon l'axe Y 9. Une table ll pourvue d'un support libre est fixée à la surface supérieure de l'élément mobile. Un chariot 13 qui peut être déplacé dans la direction de l'axe X au moyen d'un servomoteur d'axe X est prévu sur la table d'axe Y ll. Un mécanisme de fixation de plaque prévu sur le chariot 13 guide une plaque W dans le plan XY et fixe la plaque W qui est chargée sur la table 11. La presse à découper à tourelles 1 construite de la manière décrite est capable d'exécuter une opération de découpage imposée à un emplacement imposé sur la plaque I au moyen d'une commande synchronisée dans le temps du dispositif à cylindre 7 et d'un gui- dage du chariot 13 dans le plan XY. La Figure 2 est un schéma fonctionnel de dispositif de com- mande qui représente un schéma d'un dispositif de commande numéri- que NC 15 et qui représente également un schéma du circuit hydrau- lique 17 du dispositif à cylindre 7. Comme le montre le dessin, le dispositif à cylindre 7 est pourvu d'un piston 7b à l'intérieur d'un cylindre 7a. Un coulis- seau 7c qui se déplace librement dans la direction verticale (Z) est relié au piston 7b. Un dispositif de fixation de plaque 19, un poinçon 21, et une matrice 23 sont également prévus dans la presse à découper à tourelles 1. Un codeur d'impulsions 25 qui com- porte un rouleau en contact avec le coulisseau 7c et détecte le déplacement du coulisseau au moyen d'un signal pulsé PS est prévu sur la surface inférieure du cylindre 7a. Le circuit hydraulique 17 est pourvu d'une soupape à servo- commande 27 qui est reliée à une pompe hydraulique OP, et reliée aux chambres supérieure et inférieure du cylindre 7a par un ensem- ble de tuyaux OL1 et par un ensemble de tuyaux OL2. Un dispositif de détection de pression 29 qui détecte la pression hydraulique dans les tuyaux par un signal électrique est prévu dans l'ensemble de tuyaux OL1. Le dispositif NO 15 comprend une section d'entrée de données de commande numérique NC 31, une section de commande principale 33, une section d'instruction d'axes XY 35, une section d'instruction d'axe Z 37, une section de détection de position 39, et une section de commande de soupape à servocommande 41. La section d'entrée de données NC 31 communique à la fois en direct et en différé avec le dispositif CAD/CAM 3. La section d'en- trée de données NC 31 reçoit des données NC pour commander la presse à découper à tourelles 1 à partir du dispositif CAD/CAM 3 et fournit ces données à la section de commande principale 33. La section de commande principale 33 est mise en fonctionne- ment au moyen d'un dispositif de mise en fonctionnement et elle reçoit les données NC de la section d'entrée de données NC 31, principalement pour contrôler le positionnement de la plaque W et pour exécuter la commande d'entraînement du dispositif à cylin- dre 7. De plus, la section de commande principale 33 est connectée à différents types de capteurs, d'interrupteurs de fin de course, et à d'autres types d'actionneurs pour commander l'ensemble de la presse à découper à tourelles 1. La section d'instruction d'axes XY 35 reçoit Ies données de contrôle de positionnement imposées provenant de la section de commande principale 33 et contrôle le positionnement de la plaque W dans le plan XY en entraînant les servomoteurs d'axe X et d'axe Y. La section d'instruction d'axe Z 37 reçoit les données d'ins- truction d'axe Z de la section de commande principale 33 et engendre en sortie les données relatives à la position Zn et à la vitesse Vn pour entraîner la soupape à servocommande. La section de détection de position 39 intègre une série de signaux pulsés PS qui sont engendrés en sortie du codeur d'impul- sions 25, pour détecter la présente position Z du coulisseau 7c. Le codeur d'impulsions 25 est d'un type qui engendre ensortie un signal pulsé sous forme diphasé o les phases diffèrent de 1/4. La section de détection de position 39 est capable de déterminer la direction de déplacement du coulisseau 7c en fonction de ce signal pulsé diphasé. La donnée de position Zn et la donnée de vitesse Vn provenant de la section d'instruction d'axe Z 37, ainsi que la présente posi- tion Z du coulisseau 7c provenant de la section de détection de po- sition 39, sont introduites dans la section de commande de soupape à servocommande 41. La section de commande de soupape à servocomman- de 41 commande la soupape 27 jusqu'à la position imposée et jusqu'au degré imposé d'ouverture, selon les valeurs d'entrée. La Figure 3 est un dessin explicatif représentant un exemple d'une instruction de vitesse pour le coulisseau 7c. La position Z, qui est la position de l'extrémité du coulisseau 7c, est représen- tée dans le dessin. Une position ZU indique le point mort supérieur, et une position ZD indique le point mort inférieur. De plus, une position Z3 indique la position du haut du coulisseau 7c quand l'extrémité du coulisseau 7c est en contact avec le poinçon 21 alors que le poinçon 21 et la plaque W entrent en contact. Une position Z6 indique la position en haut du coulisseau 7c au moment o le coulisseau 7c est pressé vers le bas et o l'extrémité du poinçon 21 coincide avec la surface inférieure de la plaque W. L'épaisseur de la plaque W est AZ. L'ensemble des positions Z1, Z2, Z4, Z5, Z7 et Z8 sont des positions intermédiaires. Une instruction F100 est une instruction qui a pour effet d'accélérer le coulisseau 7c du point mort supérieur Zu à la posi- tion Zl à une accélération égale à XlC1 dans la direction vers le bas, pour le déplacer de la position Zl à la position Z7 à une vi- tesse constante V1, et le décélérer de la position Z7 jusqu'au point mort inférieur ZD à une accélération égale à ot2. De plus, l'instruction FlO0 provoque une accélération soudaine du point mort inférieur ZD jusqu'à la position Z8 à une accélération égale à or3 dans la direction vers le haut, pour le déplacer de la position Z8 jusqu'à la position Z1 à une vitesse constante V2, et pour le décé- lérer de la position Z1 jusqu'au point mort supérieur Zu à une accé- lération égale à cK4. L'instruction F100 est engendrée en sortie de la section d'instruction d'axe Z 37 et envoyée à la section de commande de sou- pape à servocommande 41. La section de commande de soupape à servo- commande 41 commande la soupape 27 par une boucle ouverte. La Figure 4 est un dessin explicatif représentant l'action effective du coulisseau 7c au temps T. Le coulisseau 7c descend du point mort supérieur ZU et, à la position Z3, met en contact le poinçon 21 et la plaque W. Ensuite, le coulisseau 7c reçoit une charge par le poinçon 21 et, à la posi- tion Z4, entraîne la courbure du bâti 5. Le coulisseau 7c s'approche alors de la position Z5 o la charge est immédiatement réduite, et le coulisseau 7c passe par la position Z7 pour arriver au point mort inférieur ZD Le temps nécessaire pour que le coulisseau 7c passe entre les positions Z4 et Z5 est AT (par exemple, 40 msecondes). Une vibration ou un bruit est produit à la position Z3 qui est indiquée comme la position o la plaque W est mise en contact, ou, entre les positions Z3 et Z4 o la charge est grande, et aussi, entre les positions Z4 et Z5 o la charge diminue. La vibration ou le bruit à la position Z3 est produit car l'interférence mutuel- le du coulisseau 7c, du poinçon 21, de la plaque., et de la matrice 23. La vibration ou le bruit entre les positions Z3 et Z4 est dû à la flexion du bâti 5. La vibration ou le bruit entre les positions Z4 et Z5 est produit par l'action de cisaillement du poinçon 21. La vibration ou le bruit à la position Z5 est produit par la suppres- sion de la flexion du bâti 5 quand le poinçon 21 zoupe la plaque W, et par la suppression instantanée de la pression dans le cylindre 7a. L'amplitude de cette vibration ou de ce bruit est proportion- nelle à la vitesse V3 du coulisseau 7c entre les 3ositions Z4 et Z5, ou elle est presque proportionnelle au temps AT nécessaire pour que le coulisseau 7c passe de la position Z4 à la position Z5. Dans cet exemple de réalisation, le procécé de la présente invention est appliqué pour régler le teros AT représenté sur la Figure 4, de sorte que la vibration ou le bruit devient une valeur réglée qui est une valeur inférieure à la valeur normalisée de con- trôle de l'environnement. En d'autres terres, dans cet exemple de réalisation, le temps AT représenté sur la Figure 4 est-réglé à une valeur imposée en réglant la vitesse Vl représentée sur la Fi- gure 3 à une valeur de vitesse appropriée. Il en résulte que la presse à découoer à tourelles 1 ne pro- duit pas de vibration ou bruit qui soit supérieur à la valeur norma- lisée de contrôle de l'environnement. De plus, cc--me le coulisseau 7c a une action rapide dans l'intervalle admis pcur la valeur réglée, le rendement fonctionnel augmente de 20% à 30%0, ce qui est différent du cas o la vitesse du coulisseau 7c est rendue excessivement faible. La vitesse V1 représentée sur la Figure 3 est alors calculée dans le dispositif CAD/CAM 3, et elle est indiquée à la section de commande de soupape à servocommande 41 par l'intermédiaire de la Xsection de commande principale 33. Spéciflzuement, une formule emoi- rique pour la vibration ou le bruit de la presse à découper à tou- relles qui est obtenue selon les conditicins de traitement, c'est-à- dire, la qualité A, l'épaisseur de la placue 6, sa forme C, le type de traitement D, est introduite dans le cispositif CAD/CAM 3. Le dispositif CAD/CAM 3 est alors capable de calculer, au moyen d'instructions, avec ces différentes conditions comme paramètres, une vitesse optimale Vi telle que la vibration ou le bruit devienne faible et proche de la valeur réglée. En outre, dans le cas o la vitesse optimale V1 est détermi- née pour chaque course séparée du cculisseau 7c, le coulisseau 7c agit quelquefois lentement et d'autres fois rapidement. En outre, la valeur de la vibration ou du bruit engendré par la presse à dé- couper à tourelles 1 est toujours inférieure à la valeur normalisée de contrôle de l'environnement et est proche de cette valeur nor- malisée. La Figure 5 est un dessin explicatif représentant un autre exemple du procédé à instruction pour la vitesse V1 représentée sur la Figure 3. La courbe F100 est la même que la courbe F100 représen- tée sur la Figure 4. Dans cet exemple, la fonction d'ajustage du dispositif NC 15 est utilisée de telle manière que la vitesse décroissante V1 de l'instruction F100 représentée sur la Figure 3 soit changée jusqu'à % ou 80%. Il en résulte que la vitesse V1 est sélectionnée parmi les valeurs normalisées F100 introduites dans le dispositif NC 15 pour une modification, ce qui permet de limiter la vibration ou le bruit engendré dans la presse à découper à tourelles i à une quan- tité imposée. On va maintenant expliquer un exemple o le dispositif NC 15 peut être facilement instruit de la vitesse appropriée pour le cou- lisseau 7c, en se référant aux Figures 6, 7(a),7(b) et 7 (i). La Figure 6 représente un exemple o un ensemble de produits W1,W2, W3,... sont tirés de la plaque W dans l'ordre (1), (2), (3), , et o un ensemble de trous Hi et H2 sont ensuite découpés. Les quatre côtés du produit W1 sont découpés et le produit W1 est tiré. Pour les produits W2,W3,W4, et W7, trois côtés sont découpés et les produits sont alors tirés. Enfin, pour les produits W5,W6,W8 et W9, deux côtés sont découpés et les produits sont tirés. De plus, les deux trous Hi et H2 sont découpés avec des longueurs circonférentielles différentes. D'abord, parmi un ensemble de plaques, la première plaque W est positionnée sur la presse à découper à tourelles 1, et, par exemple, l'instruction F100 représentée sur la Figure 3 est établie dans le dispositif NC 15. Ensuite, les produits W1 à W9 et les trous Hl et H2, repré- sentés sur la Figure 6,sont traités à la vitesse de F100, et les temps AT représentés sur les Figures 7(a), (b),...,(i) sont me- surés. Les valeurs pour les temps AT sont mesurés en utilisant le dispositif de détection de pression 29 et une horloge contenue dans la section de commande principale 33 représentée sur la Figure 2. Spécifiquement, la section de commande principale 33 effectue la mesure séquentiellement à partir du temps o la plaque W arrive à la position de traitement de plan imposé et détermine le temps AT pendant lequel la valeur détectée par le dispositif de détection de pression 29 devient grande, et devient ensuite petite. De cette ma- nière, le fait que le temps mesuré ET correspond au temps AT représenté sur la Figure 4 est évident en soi d'après les conditions de réception de la charge du coulisseau 7c représenté sur les Figu- res 3 et 4. En conséquence, le dispositif NC 15 compare les temps L\Tl, f\T2,..., ATi, représentés sur les figures 7(a), 7(b), 7(i) à la valeur théorique correspondant à la longueur de découpage de chaque produit ou de chaque trou, et révise la partie de vitesse Vl parmi les valeurs de vitesse de F100, de sorte qu'elles soient proches de la valeur théorique. Comme on l'a souligné plus haut, le coulisseau 7c est entraî- né comme on l'a indiqué par la ligne en traits interrompus des figures 7(a), 7(b), 7(i), et la valeur de vibration ou du bruit produit par la presse à découper à tourelles 1 est inférieure à la valeur norma- lisée de contrôle d'environnement mais proche de cette valeur nor- malisée de contrôle d'environnement. Dans cet exemple, pendant l'instruction, le temps AT est mesuré mais la vibration ou le bruit effectif peut être également mesuré en utilisant un dispositif de mesure de vibration ou un dispositif de mesure de bruit. En fonction de ces mesures, la vites- se vl peut être modifiée comme le montre la Figure 3. Le dispositif NC 15 peut être utilisé pour détecter un état de course, et on peut utiliser un moyen de communication approprié pour suivre l'action de course, qui est visualisée sur un tube à rayons cathodiques TRC ou enregistrée par une imprimante, le temps AT ainsi obtenu étant utilisé pour faire varier la vitesse V1. L'exemple de réalisation représenté ci-dessus met en oeuvre une commande par boucle ouverte pour la vitesse et l'accélération dans la section de commande de soupape à servocommande 41. Cependant, il est évident qu'on pourrait également appliquer une commande par réaction à la vitesse et à l'accélération dans le procédé de la pré- sente invention. De plus, pour l'exemple de réalisation indiqué plus haut, on donne un exemple dans lequel la descente du coulisseau 7c est commandée à vitesse constante telle que représentée sur la Figure 3. Cependant, il est évident que, dans le procédé de la présente inven- tion, il est également possible de mettre en oeuvre tous les types de changement de vitesse à chaque position pendant la descente du coulisseau. Pendant la descente du coulisseau 7c, la vitesse est changée uniformément pour l'exemple de réalisation indiqué plus haut. Cepen- dant, il est évident que ce changement peut n'être aussi exécuté que dans l'intervalle de Z4 à Z5 représenté sur la Figure 3. Dans l'exemple de réalisation donné ci-dessus, une presse à découper à tourelles qui exécute une opération de découpage est donnée comme exemple de machine de traitement de plaques comportant une section d'action parcoups. Cependant, il est évident que le procédé de la présente invention peut être appliqué à un système autre qu'un système hydraulique, o à un autre type de presse, ou, par exemple, à une opération de pressage plutôt qu'à une opération de découpage, o à une machine à cisailler plutôt qu'à une presse. Comme on le remarquera dans la description d'un exemple de réalisation au moyen du procédé de la présente invention qui précède, il est possible de réduire la vibration ou le son d'une machine de traitement de plaques qui comporte une section d'action par coups comme moyen de traitement. En outre, il est possible d'exécuter l'opération de course à une vitesse aussi élevée que possible, de sorte qu'on peut augmenter le rendement de fonctionnement. De plus, comme il est possible, au moyen du procédé de la présente invention, de commanderla machine de traitement de plaques pour qu'elle ait une faible vibration ou un faible bruit, on peut éliminer dans une large marge les limitations relatives à une vibra- tion ou à un bruit dans le temps et selon l'endroit imposées à la machine de traitement de plaques. REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques (1) qui comporte une section d'action par coups (7c) comme moyen de traitement, caractérisé en ce que, dans l'intervalle de course de la section d'action par coups (7c), au moins dans l'in- tervalle (Z4 à ZS) pendant lequel la machine de traitement de pla- ques (1) génère une grande vibration ou un grand bruit, la vitesse de course de la section d'action par coups de la machine de traite- ment de plaques est réglée de façon variable; et en ce que, dans cet intervalle (Z4 à Z5), la vibration ou le bruit généré par la machine de traitement de plaques (1) est inférieur à une valeur ad- mise et la vitesse de course de la section d'action par coups (7c) est réglée pour donner une valeur proche de cette valeur admise. 2. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur admise de la vibration ou du bruit est une valeur infé- rieure à une valeur stipulée par les lois ou normes de contrôle de vibration ou les normes de contrôle de bruit. 3. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de course dans l'intervalle pendant lequel la vibration ou le bruit est généré par la section d'action par coups (7c) est cal- culée en fonction des conditions du type de traitement, du type de matériau, de l'épaisseur du matériau de plaque, de la forme de trai- tement, et autre paramètre analogue. 4. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calcul est exécuté à l'intérieur d'un dispositif de conception et de fabrication assistées par ordinateur CAD/CAM (3). 5. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de course dans l'intervalle pendant lequel la vibration ou le bruit est généré par la section d'action par coups (7c) est ob- tenue en modifiant une vitesse normalisée. 6. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 5, caractérisé en ce que la modification de vitesse est exécutée en mettant en oeuvre la fonc- tion d'ajustage d'un dispositif de commande numérique NC (15). 7. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de course dans l'intervalle pendant lequel la vibration ou le bruit est généré par la section d'action par coups (7c) est ob- tenue par une opération de test à une vitesse normalisée et la modi- fication de la vitesse normalisée en fonction de ce résultat d'opé- ration. 8. Procédé pour contrôler la course d'une machine de traite- ment de plaques selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération de test est exécutée d'une manière continue en relation avec l'opération unitaire qui nécessite un ensemble d'actions par coups ou de course, et en ce que la vitesse normalisée est modifiée de telle manière que la vibration ou le bruit généré par chaque course séparée est presque uniforme pendant l'opération unitaire pour chaque action de course séparée.