Brevet FR2621505A3 — publié le 19890414

FR 2621505 A3 19890414 FR 8813463 A 19881013 La présente invention concerne une machine à découper pour l'usinage de profilés métalliques, en particulier pour traiter des profilés métalliques plats qui présentent une section droite en L (cornières) ou une section droite en C. Dans des machines à découper connues de ce type, il faut en général pratiquer des découpures du type férures en différents endroits et avec des diamètres différents dans la même surface d'un profilé métallique. On peut réaliser les découpures avec une même dimension dans la direction longitudinale du profilé, mais en général on pratique des découpures de dimensions différentes dans la direction longitudinale des profilés. On a proposé antérieurement divers dispositifs pour effectuer de telles opérations de découpage. La solution la plus simple prévoit de disposer deux bâtis indépendants, chaque bâti comportant son propre cylindre d'entraînement et son propre poinçon de perforation, composants qui sont disposés côte à côte dans la direction longitudinale du profil et peuvent être déplacés transversalement au moyen de chariots indépendants. Cette solution qui entraîne pratiquement le doublement ou le triplement, selon les conditions et les bâtis utilisés, avec les cylindres d'entraînement et poinçons correspondants, exige un positionnement exact de l'ensemble du dispositif de découpage. On ne peut tenir compte de cette condition que lorsque les forces à appliquer, ainsi que les poids corrélatifs des agencements, sont relativement faibles. Un inconvénient de cette réalisation consiste également, dans tous les cas, qu'elle implique des coûts considérables et un encombrement considérable. Une autre machine à découper connue de ce type prévoit un seul bâti qui reçoit un seul cylindre d'entraîne nement et deux dispositifs ou plus (matrice) qui sont disposés de façon à être mobiles sur des chariots, ces chariots pouvant sortir des limites de la largeur de la surface de la pièce à usiner. Dans ce cas, le bâti est fixe et le cylindre d'entraînement n'agit que sur les poinçons qui sont en superposition avec la surface du profilé métallique à usiner et se trouvent dans la zone d'action du cylindre d'entraînement, en d'autres termes, pour exclure un dispositif d'usinage, il faut faire passer l'outil complètement en dehors de la pièce. Cela entraîne une forte limitation, du fait qu'avant d'effectuer une opération de découpage, il faut faire passer tous les dispositifs qui ne sont pas nécessaires pour le découpage en dehors de la zone d'action du cylindre de travail. Pour cela, il faut un dispositif de déplacement des poinçons correspondant qui effectue le déplacement du poinçon, avant que le découpage suivant puisse être effectué. En outre, dans le cas de l'usinage de profilés spéciaux, par exemple des profilés en U, pour exclure un outil, il est nécessaire de franchir les branches ou bras du profilé, avec la nécessité d'augmenter la course du poinçon, ce qui entraîne une augmentation de la durée d'usinage. En outre, il intervient une augmentation de poids de l'appareillage que l'on peut faire sortir. Dans un autre mode de réalisation connu, on a proposé de prévoir un seul cylindre avec deux dispositifs ou plus placés dans des positions contiguës et sous le cylindre, et d'utiliser un dispositif de sélection pour sélectionner le poinçon ou les poinçons nécessaires pour l'opération envisagée dans chaque cas. Pour cela, on faisait entrer un élément d'insertion métallique dans une chambre qui était placée au-dessus de la tête de chaque poinçon. Les éléments d'insertion, ainsi que la chambre, avaient alors des dimensions égales à celles de la tête du poinçon.Ainsi, lorsque le cylindre de travail commun à tous les poinçons a été déplacé vers le bas, tous les poinçons entrent en liaison avec la pièce sous-jacente, mais seuls les poinçons accouplés à l'élément d'insertion effectuent une opération de découpage, tandis que les poinçons restants reposent seulement sur la matière, sans la découper, et reviennent dans la chambre supérieure pendant la course. Les inconvénients de ce mode de réalisation consistent surtout en ce qu'il faut positionner tout le groupe de travail à l'endroit où doit être effectué le découpage, du fait qu'en général tous les poinçons sont disposés en série les uns après les autres. Cela entraîne des cycles d'usinage trop longs, ainsi que des coûts trop élevés pour les dispositifs d'entraînement et les unités de commande, en particulier dans le cas d'un système à commande numérique. En conséquence, la présente invention a pour objet une machine à découper pour profilés métalliques, permettant d'éviter les inconvénients de l'état actuel de la technique , et permettant en particulier d'effectuer le positionnement et la sélection de plusieurs outils de découpage au-dessous d'un seul dispositif d'entraînement fixe, avec exclusion à volonté d'outils, sans qu'il faille pour cela modifier la course du chariot par rapport à sa course de travail usuelle. Il doit être, par suite, possible d'amener en position de travail tous les poinçons à l'avance indépendamment ou en commun, ce qui permet d'obtenir un raccourcissement des cycles de travail, ainsi qu'une unification des dispositifs de commande pour le positionnement des poinçons. En outre, les masses à déplacer sont au total plus faibles, du fait qu'il n'y a pas besoin de mouvements supplémentaires des poinçons pour leur exclusion. Les coûts de production sont limités et les dimensions de la machine réduites par rapport aux modes de réalisation connus. On atteint cet objectif, selon l'invention, au moyen d'une machine à découper pour profilés métalliques, comprenant un bâti avec un cylindre d'actionnement et un chariot d'entraînement, ainsi qu'au moins deux supports de poinçon que l'on peut faire sortir, qui agissent sur la même surface du profilé à usiner et sont disposés de façon à pouvoir être déplacés sur des chariots de positionnement, en prévoyant pour chaque poinçon de découpage une barre de sélection dont la longueur correspond à la course du chariot de positionnement, cette barre pouvant être positionnée dans une chambre au-dessus des têtes de poinçon ou complètement en dehors de cette chambre. Le nombre des chariots de positionnement du dispositif peut correspondre au nombre des outils de découpage, et ceux-ci peuvent être entraînables indépendamment en direction transversale, ou bien l'on peut prévoir un seul chariot, avec des entraînements individuels pour les différents poinçons qui agissent sur une surface du profilé métallique. Ce dernier mode de réalisation s'avère avantageux du fait qu'il assure de nombreux avantages, en ce qui concerne le coût de production et la structure du dispositif. Selon un mode de réalisation préféré, la machine à découper est conformée pour traiter des cornières ainsi que des profilés en U. Dans ce cas, on prévoit deux dispositifs pour recevoir les outils de découpage, ainsi que des supports de poinçons appropriés, qui sont pourvus de cylindres d'actionnement correspondants et se succèdent selon une configuration en V. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, en regard du dessin annexé dont la figure 1 représente schématiquement la machine à découper selon l'invention la figure 2 représente schématiquement une partie de la machine à découper avec deux unités de découpage disposées en V, l'une étant prévue à la suite de l'autre la figure 3 représente un détail de la machine de la figure 2, avec représentation du moyen de sélection des poinçons la figure 4 est une coupe transversale du dispositif de la figure 3, avec représentation de la disposition des poinçons, ainsi que des chambres de réception des barres de sélection la figure 5 représente en détail le dispositif de support du poinçon de découpage avec le dispositif de positionnement du poinçon correspondant, et la figure 6 représente les deux dispositifs de découpage, dont l'un est prévu à la suite de l'autre. On va décrire à présent le fonctionnement de la machine à découper selon la présente invention en se référant essentiellement à la représentation schématique de la figure 1. La machine à découper 1 comporte, de façon connue, un bâti 2 qui comporte une partie supérieure 3 coudée à angle droit, ainsi qu'une base d'appui 5 reliée au bâti de la machine. En outre, on prévoit deux unités de découpage 6, 6' ou plus, dont chacune comprend un poinçon 8 et une matrice 13 pour le dispositif de découpage 6. Les dispositifs de découpage 6 sont disposés côte à côte en direction longitudinale, c'est-à-dire dans la direction de la longueur du profilé 7 à usiner, et ces dispositifs sont disposés de façon à pouvoir être déplacés sur un chariot de positionnement commun 14. Les dispositifs peuvent aussi être disposés indépendamment sur des chariots divisés (non représentés). Dans le cas représenté, la cornière comprend deux branches (ou bras) 17 et 18 qui sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre. Les dispositifs 6, 6' entrent en contact avec la surface du profilé, par exemple par la branche 18, tandis que la branche 17 peut être usinée avec un dispositif semblable, mais décalé de 900. On décrira cela avec davantage de précision dans la suite pour un mode de réalisation préféré. Du fait que la structure et le fonctionnement des dispositifs 6, 6' sont identiques pour tous les dispositifs, on se référera en particulier au dispositif représenté sur la figure 1 et désigné par la référence 6. Le dispositif de support d'outil 6 est disposé de façon à pouvoir se déplacer transversalement à la direction d'avancement de la pièce 7 à usiner, comme on l'a indiqué par la flèche F. Le déplacement des dispositifs 6 sur le guide 14 est effectué au moyen d'un dispositif d'entraînement qui est représenté schématiquement par un moteur 10, un arbre à recirculation de billes 11 et un dispositif de support 12. Il est donc possible de déplacer les dispositifs de raccordement d'outils 6 pour positionner le poinçon correspondant dans la position souhaitée par rapport à la surface de la branche de profilé 18. Le poinçon 8 est monté de façon à pouvoir se déplacer dans la traverse supérieure du dispositif de support d'outil 6 pouvant sortir et il se termine par sa tête 9 dans un dispositif 20 qui sert à sélectionner l'outil à utiliser. Ce dispositif comporte au-dessus du poinçon 8 une chambre 15 qui s'étend en direction transversale. A l'intérieur de cette chambre, la tête 9 du poinçon 8 peut monter dès que le cylindre d'entraînement 4 supérieur est rcionné et que la chambre est dégagée. Dans le dispositif sélection, en correspondance avec un prolongement 21 de la chambre 15, on prévoit une barre ou plaque métallique 16 qui est montée de façon à pouvoir se déplacer dans la direction de la flèche G et présente une longueur correspondant à la course de travail du chariot 14. Les dimensions de la chambre 15, de son prolon gement axial 21, ainsi que de la barre de sélection 16 sont choisies de façon que la barre de sélection puisse passer de la position représentée sur la figure 1, dans laquelle elle occupe le prolongement 21 de la chambre mais laisse la chambre 15 dégagée, dans une position dans laquelle cette barre de sélection 16 comble complètement la chambre 15. Dans la première position, l'actionnement du cylindre d'entraînement 4 provoque une descente du poinçon 8 jusqu'à ce qu'il se place sur la cornière 8, mais, à la suite de cela, du fait que la barre 16 est absente, la tête de poinçon 9 monte sans obstacles et pénètre dans la chambre 15, et le poinçon 8 n'effectue pas de découpage. Si par contre on fait pénétrer la barre de sélection 16 dans la chambre 15, le poinçon 8 effectue un mouvement de descente sous l'action du cylindre 4, qui entraîne l'exécution de l'opération de découpage souhaitée. On prévoit des dispositifs identiques pour le support de poinçon 6', ainsi que pour tous les autres supports de poinçons qui sont prévus parallèlement au voisinage immédiat les uns des autres. Pour des raisons de clarté, on n'a représenté sur le dessin que la tête 9' d'un autre poinçon de découpage et la barre de sélection 16 qui s'achève en fait du côté opposé à la position représentée. En tout cas, il est préférable que la structure de ces composants soit identique à celle des autres dispositifs. On obtient ainsi une disposition uniforme des dispositifs et l'on peut exclure les dispositifs non nécessaires sans avoir alors à déplacer le dispositif porteoutil 6 le long du chariot et jusqu'à la sortie de la surface à usiner du profilé. Si l'on doit utiliser des chariots commandables indépendamment pour chaque dispositif porte-outil, on a la possibilité d'effectuer le positionnement en direction transversale déjà préalablement pour tous les poinçons qui agissent sur une surface du profilé métallique et d'exclure d'un cas à l'autre, par activation de la barre de sélection correspondante 16, les poinçons qui ne doivent pas agir sur le profilé métallique. Avec la machine à découper selon la présente invention, on obtient les avantages suivants par rapport à l'état antérieur de la technique. L'ensemble du cycle d'usinage est raccourci, de sorte que le rendement de la machine augmente considérablement, du fait que les poinçons sont déjà placés en position de travail en direction transversale, même si un seul poinçon ou quelques poinçons seulement doivent être utilisés. On obtient cette possibilité sans la nécessité de deux modules complètement indépendants ou plus, ce qui est nécessaire, par exemple, dans le cas de machines selon l'état antérieur de la technique. En outre, les masses à déplacer sont considérablement réduite, car ce ne sont que les poinçons qu'on amène en position de travail et non l'ensemble du groupe de travail, comme cela a lieu dans le cas des dispositifs connus. Les courses des dispositifs sont beaucoup plus faibles, du fait qu'ils ne doivent pas sortir de la zone de travail du cylindre ou de la largeur de la pièce du profilé métallique, ce qui est nécessaire dans le cas de dispositifs comportant plusieurs dispositifs de découpage qui sont entraînés au moyen d'un cylindre unique. Enfin, la machine proposée permet d'unifier les processus de commande pour le positionnement des poinçons, et l'on peut donc avantageusement, pour cette raison, utiliser une unité à commande numérique, qui peut être réalisée, par exemple, sous la forme d'un dispositif à fonctionnement indépendant (un dispositif pour chaque système de découpage) et peut être sélectionnée au moyen du système à commande numérique, du fait qu'il suffit d'une impulsion de commande ON-OFF (marche-arrêt). Le positionnement du poinçon dans le dispositif est effectué au moyen d'une unité à commande numérique connue. Dans l'exemple décrit, le dispositif de commande, par exemple un dispositif hydraulique, n'a besoin que d'une instruction de commande pour la mise en action et hors d'action du système. En se référant aux figures 1 à 6, on va décrire à présent en détail un mode de réalisation de l'invention, soit une machine à découper comportant deux groupes de découpage disposés en V et servant à usiner des cornières. Sur les figures, on utilise les mêmes références pour des composants identiques ou équivalents correspondant à la figure 1, la figure 1 étant une vue latérale schématique du dispositif de découpage. La figure 2 représente, en vue de face, une partie de la machine à découper, où l'on n'a représenté que l'unité A qui comporte deux poinçons disposés côte à côte et agissant sur la surface de la branche 18 d'un profilé 7 qui progresse de la droite vers la gauche comme l'indique la flèche M. Les têtes 9 et 9' des deux poinçons sont sélectionnées au moyen de l'unité 20, 20'. Les unités 20, 20' sont disposées dans la partie supérieure 3 du bâti de la machine. Sur ce bâti, un dispositif B correspondant est également placé à côté du dispositif A et décalé de 900 (voir figure 6). Le dispositif B est prévu pour usiner la surface de la branche 17 de la cornière 7. Les figures 3 et 4 représentent quelques détails du dispositif de sélection 20, 20' pour deux poinçons, par exemple de l'unité A. En se référant aux représentations du dessin, on voit que le poinçon 8 est sélectionné par la tête 9 et au moyen de la barre de sélection 16. Cela a lieu par action nement d'un cylindre hydraulique 28. Ce cylindre comporte une tige 27 à l'extrémité de laquelle est monté un étrier 26 qui supporte la barre de sélection 16. Dans la position représentée, indiquée en trait continu, le piston 27 est complètement sorti et la barre de sélection 16 comble la chambre, ce qui permet d'effectuer au moyen du piston, qui a ainsi été sélectionné et peut être déplacé vers le bas, une opération de découpage, lorsque le cylindre 4 est actionné et que la force de pression est transmise par l'intermédiaire des composants 29. On a représenté en tirets la position de la barre de sélection 16A, le piston 28 étant complètement rétracté. Il est clair que, dans ce cas, la barre de sélection comble complètement le prolongement 21 de la chambre 15, et que la chambre 15 est complètement dégagée, le poinçon est, par suite, librement mobile et peut pénétrer dans la chambre 15 pendant son actionnement, indépendamment de la position qu'il a prise sur le profilé métallique, qui correspond avantageusement à la position de l'opération de découpage suivante correspondant au poinçon en direction longitudinale. Pour des raisons de simplicité, on n'a pas représenté les dispositifs de commande pour le poinçon de découpage 8', lesquels sont disposés parallèlement aux dispositifs de commande du poinçon 8 et leur correspondent. Enfin, la figure 5 représente un détail du dispositif de support 6 pour le poinçon, avec des composants partiellement démontés. Sur cette figure, on voit le dispositif porte-outil 32 qui supporte le poinçon et peut être déplacé avec un chariot par l'intermédiaire d'un cylindre 30 qui comporte un piston 31. L'ensemble pistoncylindre 30, 31 est rattaché à l'unité de commandé numérique. Par suite, l'unité de commande numérique peut effectuer le déplacement transversal et le positionnement des poinçons de façon connue et exclure d'un cas à l'autre le poinçon ou les poinçons que l'on n'utilise pas pour une opération de découpage dans une situation déterminée. On a décrit particulièrement l'invention pour une machine à découper destinée à l'usinage de cornières. Il va de soi qu'on peut choisir aussi d'autres configurations correspondant au profilé à usiner, par exemple on peut utiliser trois poinçons ou plus, et l'on peut effectuer les modifications de réalisation nécessaires pour l'usinage d'autres profilés, par exemple des profilés en C. REVENDICATIONS 1.- Machine à découper pour profilés métalliques comprenant un support sur lequel sont prévus un cylindre d'entraînement avec un chariot de commande et au moins deux supports d'outils rétractables, qui peuvent agir sur la surface du profilé à usiner et peuvent être déplacés au moyen de chariots de positionnement, caractérisée en ce qu'on prévoit pour chaque poinçon (8) une barre de sélection (16) dont la longueur correspond à la course du chariot de positionnement (14), et en ce que chaque barre de sélection (16) peut à volonté être introduite dans une chambre (10) qui est placée au-dessus de la tête (9) res pue ive du poinçon (8) ou sortir complètement de cette cnambre. 2.- Machine à découper selon la revendication 1, caractérisée en ce que la barre de sélection (16) présente une section droite sensiblement quadrangulaire. 3.- Machine à découper selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'à chaque barre de sélection il correspond un cylindre d'entraînement et de sé on (27) pouvant être commandé. 4.- Machine à découper selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'on prévoit un chariot commun (14) pour le positionnement des poinçons (8) qui agissent sur la même surface du profilé (7) à usiner. 5.- Machine à découper selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'on prévoit des chariots de positionnement (14) pouvant être entraînés indépendamment pour le positionnement transversal (F) des poin çons (8). 6.- Machine à découper pour l'usinage de cornières selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'on prévoit des paires de dispositifs de support de poin çons avec les cylindres de sélection correspondants, ces dispositifs étant placé en opposition selon une configura tion en V, et en ce que des cylindres d'entraînement sont rattachés à ces dispositifs. 7.- Machine à découper selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque dispositif de support de poinçon est disposé de façon à être mobile sur un chariot et coopère avec une unité de cylindre qui comporte un piston avec une tige de piston à l'extrémité extérieure de laquelle est placé un étrier qui est relié à une barre de sélection. 8.- Machine à découper selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque chambre comporte un prolongement de chambre aligné avec elle qui sert à loger la barre de sélection lorsque le poinçon est exclu de l'opération de découpage. 9.- Machine à découper selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les cylindres hydrauliques pour la sélection d'une paire de poinçons sont disposés parallèlement entre eux.