Brevet FR2590512A1 — publié le 19870529

MACHINE POUR LA FABRICATION EN SERIE DE PROFILES EN BOIS La présente invention concerne une machine pour la fabrication en série de profilés en bois, notamment pour des cadres de fenêtres, comportant un bati, un mécanisme de transport longitudinal d'une pièce de bois et une série de têtes porte-outils pourvues chacune d'un moteur et montées de manière a être réglables transversalement par rapport à la direction de la pièce de bois. Les profilés en bois utilisés pour la confection des cadres de féne- tres présentent généralement un profil complexe, necessitant une succession d'opérations de délignage, de rabotage, de fraisage ou moulurage sur plusieurs faces, au moyen d'une série d'outils différents. Ensuite, le profile doit encore être arasé aux extrémités et pourvu de divers percements, de mortaises intermédaires ou d'entailles pour les ferrures et les moyens d'assemblage. On connaît des machines du type susmentionné qui sont conçues pour permettre une fabrication en série de profilés de ce genre et se présentent sous la forme d'une ligne de fabrication comportant une série de têtes porte-outils qui sont disposées dans une position appropriée le long du parcours de la pièce de bois a usiner. Toutefois, vu le grand nombre d'outils à utiliser, ces machines ont des dimensions considérables et sont beaucoup trop conteuses pour un artisan appelé a fabriquer de petites séries de pièces. Une solution permettant de limiter les investissements en machines consiste a employer des machines individuelles, éventuellement å commande automatique, et a utiliser successivement différents outils sur une même machine pour obtenir un profil donné. Cependant, ce procédé nécessite beaucoup de manipulations, tant pour le transfert des pièces d'une machine à une autre que pour les réglages indispensables lors des changements d'outils ou à l'occasion des modifications de position des outils. Par conséquent, la présente invention a pour but de fournir une machine du type indiqué en préambule, permettant de remédier aux inconvénients susmentionnés des grandes lignes de fabrication, mais permettant tout de même l'usinage complet d'un profilé sur la machine sans nécessiter le réglage ou le remplacement de certains outils au cours de la fabrication d'une série de pièces. Ce but est atteint par la machine selon l'invention, caractérisée en ce que les tètes porte-outils sont montées, chacune au moyen d'une coulisse individuelle, sur un pont de support commun dispose parallèlement à la pièce de bois et réglable en position suivant une direction perpendiculaire, la direction desdites coulisses étant orthogonale à celle de la pièce de bois et à la direction de réglage du pont de support. De préférence, le mécanisme de transport longitudinal comporte un chariot mobile horizontalement en va-et-vient sur le bâti et entraîné par un moteur, des moyens de fixation de la pièce de bois sur le chariot, et des moyens de commande et d'indexage du chariot. Selon une forme de réalisation préférée, le pont de support est reglable verticalement et les coulisses des tètes porte-outils sont horizontales, chaque tête porte-outils comportant le long de sa coulisse une position de repos dans laquelle elle est éloignée de la pièce de bois, et au moins une position de travail, et chacune desdites coulisses étant équipée d'un vérin de positionnement, commandé à distance pour déplacer la tête porte-outils le long de la coulisse, et de moyens de réglage de la position de travail. Le pont de support comporte de préférence au moins une poutre horizontale, solidaire de deux blocs d'extrémité qui sont montés sur le bâti au moyen de coulisses verticales et de vérins de positionnement. Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, au moins l'une des têtes porte-outils comporte un arbre vertical portant deux étages d'outils qui sont disposés de telle manière que, dans la position de travail de cette tête, un seul de ces étages d'outils soit en contact avec la pièce de bois, chaque étage correspondant à une position déterminée du pont de support. Ainsi, une même tête porte-outils est en mesure d'effectuer successivement deux usinages différents sur une même pièce de bois, quand cette pièce effectue deux passages successifs séparés par un déplacement vertical du pont de support. Selon une forme de réalisation particulière, lesdits vérins de positionnement sont pneumatiques et lesdites coulisses comportent des butées réglables déterminant respectivement les positions de travail des tettes porte-outils. Ceci permet notamment de réaliser une machine particulièrement simple et peu coûteuse, dans laquelle lesdites butées sont réglées manuellement avant la fabrication d'une série de pièces, puis la machine fonctionne#automatiquement pendant la fabrication de chaque pièce, sous l'effet d'un dispositif relativement simple commandant l'ensemble des vérins pneumatiques. Selon une autre forme de réalisation, lesdites coulisses sont associées chacune à un dispositif respectif d'indexage et de contrôle, raccordé à une unité centrale de commande qui peut être du type à commande nwnérigue programmée. Cette disposition permet une fabrication hautement automatisée, tout en conservant une machine relativement simple au point de vue mécanique. Elle permet également de changer facilement un ou plusieurs paramètres de réglage. L'invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description d'une forme de réalisation préférée, donnée ci-dessous à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue générale en perspective d'une machine automatique selon l'invention, et La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de cette machine, montrant une tête porte-outils dans sa position de repos. En référence aux figures, la machine décrite à titre d'exemple comporte un bâti rigide 1 qui est représenté de manière tout à fait schématique en traits interrompus sur la fig. 2 et qui porte les différents organes de la machine, ainsi qu'une carrosserie 2 qui entoure les principaux organes et qui comprend un capot de protection amovible 2a. Un chariot horizontal 3 est monté sur le bâti 1 de manière à être mobile longitudinalement en va-et-vient d'un bout à l'autre de la machine. Comme le montre la fig. 2, le chariot 3 est porté par des douilles à billes 4 coopérant avec deux barres cylindriques de support 5 qui sont solidaires du bâti 1. Le chariot 3 est entraîné en va-et-vient par des organes de commande et d'indexage qui ne sont pas représentés et qui sont de type connu, par exemple un mécanisme à crémaillère, actionné par un moteur.La partie supérieure du chariot 3 est agencée pour supporter une pièce de bois 6 disposée longitudinalement et destinée à être usinée, notamment selon un profil transversal déterminé. A cet effet, le chariot 3 comporte une surface supérieure horizontale 7 et, au-dessus de cette surface, une poutre longitudinale 8 équipée d'une série d'organes de serrage 9 actionnés par des vérins pneumatiques de manière à pincer la pièce de bois 6 et à la maintenir fermement. Bien entendu, la surface horizontale 7 peut en outre être équipée de diverses règles et index permettant de déterminer transversalement et longitudinalement la position de la pièce de bois 6. Ce genre d'équipement est connu et n'a donc pas besoin d'être décrit en détail. La partie arrière de la machine renferme un pont de support 10 qui est mobile verticalement et qui est formé principalement par une poutre rigide 11 disposée parallè'.ement à la direction de déplacement du chariot 3 et constituée, dans le présent exemple, par un profilé métallique en I comportant une âme ajourée. Chacune des extrémités de la poutre 11 est fixée à un flasque vertical 12 qui est monté sur le bâti 1 de manière à pouvoir coulisser verticalement, grâce a une paire de coulisses verticales 13 et un vérin de positionnement 14. Les vérins 14 sont couplés de telle manière que la poutre Il ait toujours une position horizontale. Plusieurs têtes porte-outils 20 équipées de moteurs électriques individuels 21 sont montées sur la poutre il au moyen de coulisses horizontales 22, chaque tête 20 étant solidaire d'un coulisseau 23 du type en queue d'aronde. A chaque coulisse 22 est associe un vérin pneumatique 24 produisant les déplacements horizontaux de la tête 20. Le déplacement en direction de la pièce de bois 6 est limité par une butée 25 qui est montée sur la coulisse 22 d'une manière réglable et qui détermine la position de travail de la tête 20. Dans le sens oppose, le déplacement horizontal est limité par butée de la tête 20 contre la poutre 11, comme le montre la fig. 2, ce qui correspond à la position de repos de cette tête. Dans l'exemple représenté sur la fig. 2, la tête porte-outils 20 a un arbre rotatif vertical 26 qui est équipé de deux outils 27 et 28 montés a des étages différents sur l'arbre 26, avec un écartement vertical suffisant pour que les deux outils ne puissent pas être en contact simultanément avec la pièce de bois 6. De même, d'autres têtes porte-outils 20 de la machine peuvent être équipées de deux étages d'outils, chaque étage pouvant évidemment comporter plusieurs outils superposés. Selon la position du pont de support 10 le long des coulisses verticales 13, c'est le premier ou le second étage d'outils des diverses têtes 20 qui pourra être ramené en contact avec la pièce de bois 6, au moyen des vérins horizontaux 24 correspondants. On peut évidemment prévoir plus de deux étages d'outils.Il importe de remarquer que la possibilité d'utiliser plusieurs étages d'outils lors des passages successifs de la pièce de bois permet de réduire le nombre de têtes porte-outils, y compris leurs moteurs et leurs organes de commande et de réglage, ce qui déminue sensiblement le coût et les dimensions de la machine. La fig. 2 montre également que le pont de support 10 peut être équipé, en face de chacune des têtes porte-outils 20, d'une trompette d'aspiration des déchets 30 qui est branchée sur un collecteur 31, raccordé lui-meme à un aspirateur par un conduit flexible. L'ensemble des têtes porte-outils 20 de la machine peut être agencé pour être équipé de la totalité des outils nécessaires pour la fabrication d'un profilé en bois a partir d'une pièce de bois prismatique telle qu'une planche ou un carrelet. Ces outils peuvent comprendre notamment - une scie destinée au délignage et disposée parallèlement à la direction de déplacement du chariot; - des fraises a axe horizontal ou vertical, pour le profilage ou le moulurage des pièces de bois; - des outils a chaîne coupante pour la réalisation de mortaises, de tenons et d'entailles pour les ferrures; - une ou plusieurs perceuses à axe horizontal ou vertical, pour la préparation de la fixation des ferrures; - une scie perpendiculaire au chariot, destinée à araser les extrémités des pièces; - des scies biaises pour la préparation des onglets. Le principe de fonctionnement de l'appareillage décrit ci-dessus est relativement simple. On met en place une pièce brute sur le chariot 3, le cas échéant en la positionnant à l'aide des index appropriés sur la surface de travail 7, et on la fixe au moyen des organes de serrage 9. Pour profiler la pièce 6, on effectue un ou plusieurs déplacements du chariot 3 dans un sens, puis dans l'autre. Avant chacun de ces déplacements, on amène en position de travail la ou les têtes porte-outils 20 que l'on veut utiliser, en les approchant de la pièce de bois au moyen des vérins horizontaux 24. L'étage d'outils qui sera utilise est sélectionné par le positionnement vertical du pont de support 10, au moyen des vérins verticaux 14. Ces opérations permettent d'effectuer notamment le délignage, le profilage et le moulurage de la pièce. On peut ensuite placer le chariot 3 dans des positions longitudinales déterminées, à l'aide de son dispositif d'indexage, et mettre en action les vérins verticaux 14 et/ou certains des vérins horion taux 24 pour effectuer des travaux localisés tels que perçage, entaillage, mortaisage, arrachage des extrémités, etc. En outre, sur un profile pour fenêtres, la scie parallèle au chariot peut être utilisée pour trancher dans le profilé une languette longitudinale réutilisable après montage des vitres. Des perçages verticaux peuvent être effectués simplement à l'acide d'un déplacement vertical approprié du pont de support 10. La commande d'une machine selon l'invention peut se faire de différentes manières. Selon une première forme relativement simple, les positions de travail des têtes porte-outils 20 sont prédéterminées par un réglable manuel des butées 25 sur les coulisses horizontales 22, ainsi que des butées analogues sur les coulisses verticales 13 pour définir deux niveaux différents du pont de support 10. Un appareil de #ommande relativement simple, par exemple électropneumatique, commande alors simplement des séquences de fonctionnement des vérins pneumatiques verticaux 14 et horizontaux 24, ainsi que les déplacements du chariot 3. Selon une forme de commande plus complexe, correspondant å la machine illustrée par les figures, il est prévu une commande numérique programmée, au moyen d'une unité centrale de commande 40, sur laquelle on peut distinguer un clavier 81 de programmation et d'introduction des paramètres, ainsi qu'un organe de lecture 42 utilisable pour l'introduction d'un programme préenregistré. Une fois qu'une pièce de bois a été fixée manuellement sur le chariot 3, l'unité centrale 40 commande automatiquement toutes les fonctions de la machine, notamment les déplacements du chariot, du pont de support et des têtes porteoutils, mais aussi les déplacements des butées réglables 25 des coulisses horizontales.Dans ce cas, les vérins verticaux 14 du pont de support 10 peuvent être des vérins à vis, ce qui permet de se passer de butées réglables le long des coulisses verticales 13. Pour contrôler ces déplacements, l'unité centrale reçoit des rétro-informations fournies par les différents systèmes d'indexage et elle corrige en conséquence les signaux de commande. On remarque que la présente invention permet la réalisation d'une machine présentant des dimensions relativement réduites et un nombre limité de têtes porte-outils, mais permettant d'assurer l'exécution complète d'un profile en bois pour cadres de fenêtres, y compris les différentes entailles ou percements pour les ferrures. Avec un organe de commande approprié, la machine est en mesure de réaliser toutes ces opérations automatiquement. En outre, elle est aussi utilisable pour exécuter divers travaux de perçage, mortaisage, entaillage, etc. sur des pièces de bois qui sont déjà mises au profil. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus a titre d'exemple, mais elle s'étend å toute modification ou variante évidente pour l'homme de l'art. Revendications 1. Machine pour la fabrication en série de profilés en bois, notamment pour des cadres de fenêtres. comportant un bâti, un mécanisme de transport longitudinal d'une pièce de bois, et une série de têtes porte-outils pourvues chacune d'un moteur et montées de manière à être réglables transversalement par rapport a la direction de la pièce de bois, caractérisée en ce que les têtes porte-outils (20) sont montées, chacune au moyen d'une coulisse individuelle (22), sur un pont de support commun (10) disposé parallèlement à la pièce de bois (6) et reglable en position suivant une direction perpendiculaire, la direction desdites coulisses étant orthogonale a celle de la pièce de bois et à la direction de réglage du pont de support. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le méca- nisme de transport 'longitudinal comporte un chariot (3) mobile horizontalement en va-et-vient sur le bâti (1) et entraîné par un moteur, des moyens de fixation (8, 9) de la pièce de bois sur le chariot, et des moyens de commande et d'indexage du chariot. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le pont de support (10) est réglable verticalement et les coulisses (22) des têtes porte-outils sont horizontales, en ce que chaque tête porteoutils (20) comporte le long de sa coulisse une position de repos, dans laquelle elle est éloignée de la pièce de bois (6), et au moins une position de travail, et en ce que chacune desdites coulisses (22) est équipée d'un vérin de positionnement (24), commandé à distance pour déplacer la tête porte-outils le long de la coulisse, et de moyens de réglage (25) de la position de travail. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pont de support (10) comporte au moins une poutre horizontale (11), solidaire de deux blocs d'extrémité (12) qui sont montés sur le bâti au moyen de coulisses verticales (13) et de vérins de positionnement (14). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins l'une des têtes porte-outils (20) comporte un arbre vertical (26) portant deux étages d'outils (27, 28) qui sont disposés de telle manière que, dans la position de travail de cette tête, un seul de ces étages d'outils soit en contact avec la pièce de bois (6), chaque etage-correspondant à une position déterminée du pont de support (10). O). 6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que lesdits vérins de positionnement (14, 24) sont pneumatiques et lesdites coulisses (13, 22) comportent des butées réglables (25) déterminant respectivement les positions de travail des têtes porteoutils. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 a 5, caractérisée en ce que lesdites coulisses (13, 22) sont associées chacune å un dispositif respectif d'indexage et de contrôle, raccordé à une unité centrale de commande (40). 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'unité centrale de commande (40) est du type à commande numérique programmée.