Brevet FR2620058A1 — publié le 19890310

La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'outillages du type comportant une armature pouvant soutenir un revêtement ayant la forme d'une pièce à réaliser. Dans l'industrie métallurgique en général: construc- tion aéronautique et automobile, chantiers navals, appareils électro-ménagers, fonderies, il est courant de matérialiser la forme et le profil extérieurs de pièces en tôle devant être réalisées ensuite en série, en construisant une armature en un matériau quelconque, cette armature formant le support d'un revêtement, ou garnissage, cet outillage appelé "manne- quin" étant ensuite utilisé pour contrôler la bonne réalisa- tion de pièces au cours de leur fabrication, par présenta- tions successives au cours des opérations de formage et de détourage. Un tel mannequin peut également être utilisé pour la fabrication d'outils d'emboutissage destinés à la fabrica- tion des pièces finies. Il est normalement formé d'une semelle support et d'une armature fixée sur celle-ci, cette armature comprenant des plaques dites "peignes" reliées entre elles par des tiges, fils métalliques, soudures, vis ou tiges filetées. La réalisation de ces mannequins a jusqu'à présent nécessité des opérations compliquées, longues et coûteuses faisant intervenir un personnel spécialisé et nombreux. Actuellement, en effet, un premier stade, de concep- tion, nécessite l'étude traditionnelle d'outillage à la planche à dessin, puis dans une autre phase, on doit effec- tuer la préparation nécessaire afin que le bureau d'études puisse réaliser un tracé en vraie grandeur de toutes les pièces de l'armature du mannequin. Une fois tracées, ces pièces doivent être détourées, percées, ajustées, vérifiées, et une nouvelle opération d'ajustage est nécessaire pour brocher les reproductions en tracé grandeur sur les peignes. Toutes ces opérations doivent être effectuées avec une extrême précision, nécessitant de nombreux contrôles et, dans le meilleur des cas, la précision du mannequin fini est de l'ordre de + 0,5 mm alors que la précision requise, suivant les normes actuelles, doit être de - 0,15 mm. Le but de l'invention est de supprimer ces opéra- tions longues, compliquées, onéreuses, ainsi que les erreurs qu'elles peuvent entraîner. L'invention a pour objet à cet effet un procédé de fabrication d'outillages dits "mannequins" constitués par une armature formée de peignes pouvant porter une garniture et matérialisant la forme et le profil extérieurs de pièces en tôle devant être réalisées, procédé dans lequel on uti- lise des données définissant la forme d'une pièce établie au préalable par un bureau d'études, caractérisé par les phases suivantes: a) On saisit lesdites données définissant la pièce sur un ordinateur travaillant avec un logiciel connu de conception et fabrication assistées (CFAO), b) on étudie le mannequin, c) on établit toujours avec le même logiciel, le nombre souhaité de sections verticales planes délimitant les peignes et une semelle, d) on compose une panoplie par mise à plat et imbrication desdites sections et de ladite semelle au moyen d'un second programme, que l'on transporte sur bande magnétique, e) on découpe lesdites sections au moyen d'une machine à laser en commandant cette machine au moyen de ladite bande, f) on assemble et on fixe lesdites sections, constituant les peignes du mannequin, avec la semelle et, g) on applique le revêtement sur l'ensemble. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue.du tracé du volume d'un mannequin, suivant le procédé CFAO. La figure 2 fait apparaitre sur le tracé de la fi- gure 1 des plans de coupe perpendiculaires à un plan de base. La figure 3 fait apparaitre les peignes, les entre- toises d'assemblage et la semelle, et sur tous ces organes, des encoches complémentaires, qui permettront l'assemblage. La figure 4 montre la panoplie obtenue par la mise à plat et l'imbrication des différents organes en vue de leur découpage. Suivant le procédé de l'invention on a tout d'abord introduit dans un ordinateur les données d'un certain nombre de points Pi, P2, P3......Pll, définissant la pièce finie établie par un bureau d'études. A partir de ces données et au moyen d'un programme de conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO) connu en lui-même, on produit un tracé de la forme du manne- quin, désigné dans son ensemble par la référence 1 et repré- sentée à la figure 1, sur laquelle on a porté les différents points P1, P2,.........Pll dont les données ont permis l'éta- blissement. Lorsque ce tracé est obtenu on établit, toujours au moyen du même logiciel, un certain nombre de plans de coupes définissant des sections droites du mannequin, coupant sa surface et désignés par la référence 2. Le nombre et la po- sition de ces sections sont fonction de la dimension du mannequin pour obtenir la précision désirée. A partir de chacune de ces sections 2, on peut alors établir les contours d'une semelle 3, de peignes 4, et d'une ou plusieurs entretoises 5, destinés à constituer l'ossature du mannequin, comme représenté à la figure 3, qui montre également les lignes d'intersection 6 des peignes 4 avec l'entretoise 5. Les lignes d'intersection 6 sont utilisées pour réaliser l'assemblage des peignes 4 et de l'entretoise 5. Dans ce but, une moitié de chacune de ces lignes est tracée sur chaque peigne 4 comme représenté en 6a, et la moitié correspondante 6b est tracée sur l'entretoise, comme repré- senté en 6al, 6a2, 6a3 et 6bl, 6b2, 6b3 etc.. comme indiqué à la figure 4. Les lignes représentent les fentes d'assem- blage des pièces, qui sont fonction de l'épaisseur des peignes. Pour assembler la semelle 3, et les peignes 4, il est prévu aux extrémités de ceux-ci des pattes 7al, 7bl, 7cL, etc.. destinées à s'engager dans des fentes correspondantes 7a2, 7b2, 7c2, etc.. prévues dans les bords de la semelle 3, et qui sont simplement tracées comme les moitiés des fentes d'assemblage à chaque intersection 6 (figure 4). Au moyen du programme d'ordinateur créé on compose une panoplie par mise à plat et imbrication des peignes 4, de la ou des entretoises 5 et de la semelle 3 comme repré- senté à la figure 4. Grâce au programme d'ordinateur utilisé pour réali- ser la panoplie, les données de celle-ci sont mémorisées dans l'ordinateur, et ces données sont destinées à être uti- lisées pour commander une machine de détourage à laser à commande numérique, afin de découper les pièces du mannequin dans la panoplie. - Dans ce but, suivant l'invention, on établit un programme simple pour transférer les données de la panoplie, mémorisées en ordinateur, sur un support magnétique (bande, cassette, floppy ou autre support approprié en fonction du dispositif de commande de la machine à laser), sous une forme appropriée pour commander le fonctionnement de la ma- chine, et on découpe les pièces de la panoplie, y compris les tracés des fentes. On assemble enfin les pièces découpées par engage- ment mutuel des demi-fentes des peignes 4, celles de l'en- tretoise 5 et des pattes des peignes dans les fentes de la semelle 3. Après ajustement, on immobilise les pièces les unes par rapport aux autres par des points de colle ou de soudure. L'ossature du mannequin ainsi terminée peut alors être revêtue d'une garniture, le cas échéant. Cependant une ossature suffisamment dense, c'est-à-dire comportant des peignes assez rapprochés, permet pour certaines applications d'éviter un revêtement. Le procédé suivant l'invention présente de nombreux avantages, en effet l'utilisation de l'ordinateur permet de définir toutes les formes et d'obtenir le profil des peignes avec une précision supérieure à celle obtenue par le procédé classique dans un temps beaucoup plus court et avec une réduction considérable du volume de travail nécessaire, le gain de temps étant de l'ordre de 65%. La précision obtenue est de - 0,05 mm sur le manne- quin fini, bien supérieure à celle des outillages réalisés jusqu'à présent. Le gain ainsi apporté se traduit par une économie très appréciable sur le prix de revient qui est divisé par 10. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'outillages dits "manne- quins", constitués par une armature formée de peignes pou- vant porter une garniture et matérialisant la forme et le profil extérieurs de pièces en tôle devant être réalisées, procédé dans lequel on utilise des données définissant la forme de la pièce établie au préalable par un bureau d'études, caractérisé par les phases suivantes: a) on saisit lesdites données sur un ordinateur travaillant avec un logiciel connu classique de conception et de fabri- cation assistées (CFAO), b) on trace la forme du mannequin ainsi fini, c) on établit, toujours au moyen du même logiciel, un cer- tain nombre de sections verticales planes, qui représentent les peignes, au moins une entretoise,et délimitent une semel- le pour le mannequin, d) on compose une panoplie, par mise à plat et imbrication desdites sections, et de ladite semelle, au moyen d'un se- cond programme, e) on transfère les données mémorisées de ladite panoplie sur un support magnétique approprié pour assurer la commande d'une machine à laser, en adaptant ces données à la commande numérique de ladite machine, au moyen d'un autre programme, f) on découpe les pièces de la panoplie sur la machine à laser, g) on assemble et on fixe ensemble lesdites sections, l'en- tretoise et la semelle, et si nécessaire on applique un revêtement, ou garniture,sur l'ossature ainsi réalisée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la phase c) on établit des sections verti- cales transversales qui définissent les peignes (4) et des sections verticales perpendiculaires aux premières, ou longitudinales, qui définissent au moins une entretoise (5). 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la phase d) on mémorise, avec le contour à plat des différents organes de l'ossature, les lignes d'in- tersection (6) de ces organes. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le contour à plat des peignes sur la panoplie comporte des pattes de fixation (7al, 7bl, 7cl) sur la semelle (3). 5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la phase c) on trace des fentes en coupant une moitié desdites lignes d'intersection (6) surlespeignes (4) et la moitié opposée desdites lignes (6) sur les entre- toises (5), et une partie desdites lignes (6) correspondant auxdites pattes (7al, 7bl, 7cl) des peignes. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, dans la phase g) l'assemblage est réalisé en engageant les différents organes (3, 4, 5) par leurs fentes respectives, et on les immobilise par des points de colle ou de soudure. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la phase e) on transforme les coordonnées octogonales des points géométriques projetés des différentes pièces sur ladite panoplie en données numériques, et on code lesdites données numériques en concordance avec le code particulier de commande de la machine laser utilisée pour découper lesdites pièces sur ladite panoplie.