Brevet FR2726778A1 — publié le 19960515

DISPOSITIF D'ALIMENTATION CONTROLEE D'UN POSTE A USINAGES MULTIPLETS NOTAMMENT POUR LA PREPARATION D' UN PROFILE La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation contrôlée d'au moins un poste d'usinage avec des pièces brutes ou préusinées, disposées au moins parallèlement à la direction d'alimentation sur une rampe d'alimentation en amont dudit poste d'usinage. On connaît le problème de l'usinage de pièces en bois en ou matière plastique sur lesquelles un certain nombre de trous, de taraudages ou de vis doivent êtres réalisés ou disposés, comme cela est le cas pour la fabrication d'huisseries ou de fenêtres notamment. Ce problème est solutionné en réalisant les différentes opérations successivement en déplaçant la pièce devant chaque poste d'usinage concerné, les déplacements étant programmés pour une pièce donnée et prépositionnée sur le convoyeur en butée et avec précision. Ce mode de fabrication convient parfaitement pour de très grandes séries de pièces identiques, il faut en effet pouvoir amortir le matériel et surtout les préréglages effectués car toute erreur serait reproduite sur toutes les pièces successives puisque la chaîne ne prévoit aucun contrôle en fabrication. De plus, on remarque l'impossibilité de travailler en temps masqué et surtout le manque de souplesse d'une telle chaîne. Afin d'améliorer ce type de chaîne, la demande de brevet FR-A-2 689 807 propose un agencement de deux séries de postes réalisant chacune une successione d'opérations avec un poste intermédiaire de reprise au cours duquel il est prévu une opération de tronçonnage, ce qui permet de gagner encore du temps. On peut alors travailler une première pièce sur la première série de postes, le convoyage étant assuré par une première griffe mobile en translation. Cette première pièce est tronçonnée au droit du poste intermédiaire et tandis que cette première pièce est reprise par une seconde griffe mobile en translation qui la déplace devant la seconde série de postes, une seconde pièce est chargée par la première griffe qui la déplace devant la première série de postes. Si cette chaîne est performante, il n'en demeure pas moins que l'investissement est lourd, qu'il faut séparer les opérations en deux catégories distinctes car une fois la pièce tronçonnée, il est impossible de la faire revenir pour une opération complémentaire. Une telle chaîne ne présente pas non plus une grande souplesse et reste réservée à de grandes séries de pièces identiques. Dans cette demande de brevet FR-A-2 689 807, il est également prévu une mesure de longueur de la pièce à laide d'un capteur, en l'occurrence une cellule photoélectrique, de façon à débiter au mieux la pièce de bois brute, en fonction de sa longueur et des produits finis à obtenir. Une telle mesure s'effectue à partir d'une origine fixe formant butée et sur des coupes droites d'extrémité mais on sait qu'il existe d'autres mesures plus complexes à réaliser ainsi que cela sera décrit ultérieurement, notamment des mesures intermédiaires, les positionnements n'étant obligatoirement réalisés qu'à partir des extrémités. Enfin, on remarque également que cette chaîne doit être programmée pour chaque modification, ce qui, à l'évidence, est impossible lorsque les pièces constituent de petites séries. On connaît aussi des centres d'usinage, qui ne travaillent pas en temps masqué, mais dont les différents outils sont regroupés, la pièce étant simplement orientée et présentée aux différents outils. De telles installations sont très rapides, peuvent être programmées avec des possibilités infinies, il suffit de positionner la pièce à usiner dans un chargeur et de choisir le programme correspondant mémorisé et établi préalablement. On comprend que le coût de fonctionnement d'une telle installation est très élevé à cause, d'une part, de l'investissement mais, d'autre part, à cause de la maintenance et de la qualification requise pour la piloter. Une telle installation est plutôt réservée à l'élaboration de pièces complexes, à haute valeur ajoutée, mais trouve difficilement son application à l'usinage de traverses de fenêtres ou d'huisserie en bois en ou polychlorure de vynil dit PVC, dont les usinages sont réduits tant en nombre qu'en complexité. Par contre, il faut prévoir une grande souplesse lorsque l'on doit préparer de telles pièces. En effet, les architectes et constructeurs sont souvent amenés à demander des pièces sur mesure, pièces sur lesquelles il est par contre nécessaire d'effectuer, par exemple, des perçages à des emplacements donnés, suivant des normes données. On connaît également une machine d'usinage de pièces de bois notamment pour la fabrication de fenêtres, décrite dans la demande de brevet FR-A-2 541 926. Cette machine est équipée d'un ensemble de positionnement très précis qui fonctionne en aller et retour devant 1'outillage qui reste fixe en translation pendant l'usinage mais qui peut être changé automatiquement en fonction des besoins. Chaque outillage bénéficie d'un déplacement suivant une direction perpendiculaire à la direction de déplacement de cette pièce pour permettre un réglage de la profondeur d'usinage, de façon connue. Le positionnement des pièces s'effectue par des butées préréglées. Il n'est prévu aucune mesure de la pièce, l'opérateur étant obligé d'introduire toutes les données préalablement. La rentabilité d'une telle installation est insuffisante pour l'application envisagée. La présente invention a pour but de proposer un dispositif d'alimentation d'une machine d'usinage comprenant au moins un outillage, de type connu, qui permet de traiter des pièces différentes, positionnées avec une certaine orientation et de longueurs variables avec un ordre de passage aléatoire, tout en effectuant des opérations normalisées, qui est simple et fiable, qui est rapide avec une précision compatible avec les normes requises, qui travaille en partie en temps masqué, qui est d'un prix de revient très inférieur à celui d'un centre d'usinage lorsque l'on prend en compte l'outillage associé, qui peut être adapté aisément en aval d'une chaîne de tronçonnage et plus généralement d'une chaîne de débit de pièces profilées, par exemple en sortie d'extrudeuse de profilés en PVC, et qui est particulièrement souple d'utilisation. A cet effet, le dispositif d'alimentation contrôlée d'un poste d'usinage en pièces de longueurs variables suivant un ordre aléatoire de passage, notamment de profilés rectilignes extrudés en PVC, dont les extrémités comportent des coupes à onglet, le poste d'usinage comprenant en amont un chemin de roulement d'alimentation orienté suivant la direction d'alimentation et en aval un poste d'évacuation, des moyens de mesure ainsi qu'un automate programmable, se caractérise en ce qu'il comprend une tête d'alimentation portant les moyens de mesure, mobile entre une première position initiale, en aval de la pièce et une seconde position d'alimentation, en amont de la pièce, les moyens de mesure comprenant au moins un capteur photoélectrique et des moyens de déplacement codé par rapport à la position initiale de façon à faire enregistrer par l'automate programmable les différents paramètres lors du trajet aval /1 amont et à déplacer la pièce vers le poste d'usinage sur des distances d'usinage successives établies à partir de ces paramètres enregistrés. Plus particulièrement, les moyens de mesure comprennent deux capteurs juxtaposés dans la direction d'alimentation, le capteur amont étant un capteur de détection et le capteur aval étant un capteur de mesure, le capteur amont assurant une modification de la vitesse de déplacement de la tête d'alimentation d'une vitesse de déplacement rapide VR, entre deux mesures, à une vitesse lente VL lors du passage du capteur aval au droit du point de mesure. Selon une particularité de l'invention, le dispositif comprend des leurres complémentaires, apposés sur la pièce, temporairement, en regard des capteurs, au droit de certains usinages masqués, de façon à permettre l'enregistrement de ce paramètre par l'automate programmable. Ces leurres sont en une matière adhésive, sensiblement de forme triangulaire rectangle en lieu et place d'une traverse soudée par exemple. Selon un agencement préférentiel, la tête d'alimentation comprend un poussoir de la pièce, escamotable entre une première position escamotée lors des déplacements aval / amont et en saillie lors des déplacements amont / aval. Ce poussoir comprend une barre, orientée parallèlement à la direction d'alimentation, solidaire d'un vérin porté par la tête d'alimentation dont la tige est orientée perpendiculairement à la direction d'alimentation, l'extrémité de la barre étant prévue pour coopérer en appui avec l'extrémité amont de la pièce. Le mode de réalisation de l'invention prévoit un vérin pneumatique et sa soupape de décharge reliée par un tube aux capteurs des moyens de mesure, de façon à permettre le nettoyage des capteurs. De plus, la barre est d'une longueur telle que lorsque la tête d'alimentation est à proximité de la position initiale, l'extrémité libre de la barre se situe au droit du poste d'évacuation. La présente invention est décrite, ci-après, en fonction des dessins annexés qui représentent un mode de réalisation préférentiel mais non limitatif, appliqué aux profilés de menuiserie PVC, les figures des dessins représentant respectivement - la figure 1, une vue schématique en élévation latérale d'un poste d'usinage à au moins un outillage et le dispositif d'alimentation selon l'invention, - la figure 2, une vue de dessus de la figure 1, - la figure, 3, une vue de détail du dispositif selon l'invention, - la figure 4, une vue en perspective d'un profilé en PVC, permettant d'illustrer le fonctionnement du dispositif, - la figure 5, une vue schématique du profilé de la figure 4 avec les différentes mesures à effectuer, et - les figures 6A à 6F, un synoptique de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Sur les figures 1 et 2, on référencé le poste d'usinage 10, ce poste comprenant, schématiquement et en traits discontinus, deux outillages 12 et 14, respectivement vertical et horizontal. Ce poste d'usinage comprend en outre un poste d'évacuation 16 et un dispositif d'alimentation 18, objet de la présente invention. Le poste d'usinage est de type connu et n'est donc pas décrit en détail ci-après, sachant seulement que, pour l'exemple traité, le poste comprend en 12 une perceuse-fraiseuse et en 14, un poste de vissage avec des vis auto-taraudeuses distribuées à partir d'un bol vibrant non représente. Le dispositif d'alimentation 18 comprend un bâti 20 équipé d'un chemin de roulement 22 muni de rouleaux 24 montés libres en rotation, l'axe de rotation des rouleaux étant perpendiculaire au sens de déplacement des pièces, représenté symboliquement par la flèche 26. Ce bâti est muni de moyens de bridage 28, sous la forme d'au moins un vérin pneumatique 30, double effet. Ainsi que cela est visible en détail sur la figure 3, le bâti 20 supporte deux glissières 32 avec des douilles à billes 34, ces douilles à billes étant solidaires d'une tête d'alimentation 36. Parallèlement à ces glissières 32, le bâti supporte également une crémaillère 38. Une liaison par des câbles électriques disposés dans un chemin de câbles articulé 40, assure les relations de la tête d'alimentation 36 avec un automate programmable 42, disposé en tout endroit ergonomiquement adapté, et schématiquement représenté sur la figure 1. Cette tête d'alimentation 36 comprend un moteur électrique 44 avec un codeur 46 de façon à permettre un repérage des déplacements en translation. Le moteur 44 comprend un pignon, (non représenté), prévu pour coopérer, lorqu'il est sollicité, avec la crémaillère 38, la tête 36 coulissant sur les glissières 32. Cette tête d'alimentation 36 est équipée également de trois capteurs 46, 48 et 50, les deux premiers étant des interrupteurs de fin de course, le troisième étant une prise d'origine machine, POM. Les capteurs 46, 48 et 50 coopèrent avec des butées, respectivement 52, 54 et 56. Des butées mécaniques de sécurité 58 et 60 sont disposées aux extrémités des glissières. La tête d'alimentation 36 comprend également un poussoir 62 fixé sur l'extrémité de la tige 64 d'un vérin 66 pneumatique double effet. Le poussoir est composé d'une barre rigide 68, d'une longueur correspondant au moins à la longueur de transfert à travers le poste d'usinage 10, jusqu'au poste d'évacuation 16, lorsque la tête d'alimentation est à proximité immédiate de la butée de remise à zéro 56. La barre 68 est orientée parallèlement à la direction de la flèche 26. La tige 64 du vérin est orientée en sorte que le déplacement en translation de la tige s'effectue selon la double flèche 70, perpendiculairement à la direction de déplacement symbolisée par la flèche 26. Sur cette figure 3, la flèche est double car la tête d'alimentation 36 peut se déplacer suivant la même direction que la pièce, ainsi que cela sera explicité ultérieurement, mais dans les deux sens. Le vérin 66 permet de placer le poussoir dans une première position rétractée, en deça du chemin de roulement 22 et dans une seconde position en saillie, dans laquelle la barre vient se positionner au-dessus et au droit de ce chemin de roulement 22. Des moyens de détection 70 sont fixés mécaniquement sur le tête d'alimentation 36, reliés électriquement à l'automate programmable 42. Ces moyens de détection 70 comportent deux capteurs 72 et 74, de type photoélectrique, séparés d'une distance d, ces deux capteurs étant alignés suivant la direction indiquée par la flèche 26. Le premier capteur 72 est situé en amont du second capteur 74 dans le sens poste d'alimentation / poste d'évacuation. Sur la figure 3, on a orienté l'échappement du vérin pneumatique, c'est-à-dire le tube 76 vers les deux capteurs 72 et 74 afin de limiter l'encrassement par les particules générées par l'usinage, notamment les agglomérats induits par l'électricité statique agissant sur lesdites particules lorqu'il s'agit de PVC. Sur la figure 4, on a représenté un profilé en PVC, de longueur donnée, dont l'application est la réalisation d'un cadre de baie coulissante par exemple, avec un montant intermédiaire vissé. Ce profilé est taillé à 45" à ses extrémités, faisant apparaître les membrures de renfort venues d'extrusion, de façon connue. On référence 76 la face supérieure, 78 l'extrémité aval et 80 l'extrémité amont. Le profilé représenté est tel qu'il doit être usiné, c'est-à-dire avec quatre trous d'évacuation 82 à 88, deux trous de fixation 90, disposés exactement au milieu, de façon symétrique. Chaque trou d'évacuation a un diamètre donné, et une longueur 1 normalisée ou au moins donnée par l'usage. De plus, le début du trou doit se situer à x mm de l'extrémité ou du point médian. Les trous de fixation correspondent par exemple, à un insert préalablement disposé dans le profilé et qu'il convient de fixer par vissage pour recevoir le montant vertical ultérieurement. Le but du poste 10 est donc de placer et visser ces vis. Le triangle rectangle, représenté par un aplat sur la figure, est un leurre placé manuellement au droit du milieu du profilé, ce triangle étant référencé 92. Le leurre est réalisé en matière plastique adhésive. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est indiqué ci-après, plus particulièrement en faisant référence aux figures 5 et 6A à 6F. L'opérateur place un profilé sur le chemin de roulement 22, de façon que la face extérieure 76 soit orientée vers le haut et approximativement en amont du poste d'usinage 10. Le poussoir 28, par son vérin 30, bride le profilé contre le bâti 10, sur le chemin de roulement 22, c'est l'étape 1 de la figure 6A. On appelle O, le point d'initialisation, correspondant à la butée 56, et obtenu par la prise d'origine machine à la mise en service. Ainsi, l'extrémité du profilé est à une distance y de ce point O, inconnue au moment du positionnement. La tête d'alimentation 36 est en position Q lorsque l'automate programmable commande la mise en marche du moteur 44, ce qui déplace l'ensemble de la tête d'alimentation 36 et les organes qui y sont fixés à une vitesse rapide VR, dans le sens aval / amont, c'est l'étape 2 de la figure 6A. Lorsque le premier capteur 72 rencontre le profilé, c'est-à-dire le point M'o, le signal permet à l'automate de réduire sa vitesse à VL, le second capteur envoie ainsi un signal précis au moment où il rencontre le profilé, et l'automate mémorise la distance OMo, grâce à la donnée du codeur 46. I1 peut en déduire par un calcul simple programmé la distance OMo donc la valeur de y qui est maintenant une constante connue, pour la pièce en place et bridée. La vitesse est augmentée à VR jusqu'à ce que le premier capteur amont 72 détecte le leurre 92, il permet de réduire la vitesse à VL et l'enregistrement précis de OM'1, et d'en déduire M1. La vitesse est à nouveau augmentée à VR jusqu'à ce que le premier capteur amont 72 détecte l'extrémité 80 en M'2. La vitesse de déplacement de la tête est réduite à VL et la distance OM'1 est enregistrée, ce qui permet de déduire OM2. Le fait que les capteurs amont et aval ne détectent plus de matière à proximité immédiate et sur une distance supérieure à d, distance entre les capteurs, confirme le fait qu'il s'agissait bien de l'extrémité du profilé et non pas d'un trou ou logement de montage. Il suffit de prévoir d supérieur à la largeur des logements des différents modèles de profilés, notamment des profilés à assemblage par soudage. La tête d'alimentation se déplace encore d'une distance complémentaire constante z, supérieure à la longueur du poussoir, quel que soit le type de profilé et son positionnement. Cette constante est introduite en donnée fixe dans l'automate programmable. Cette position correspond à celle qui est représentée sur la figure 6B. Le vérin 30 est actionné pour libérer le profilé, étape 3 de la figure 6B, puis le vérin 66 est également actionné pour mettre en saillie la barre 68 du poussoir 62, étape 4 de cette même figure 6B. L'automate a pu calculer la distance y à laquelle il a ajouté une valeur constante x donnée par la norme et/ou l'usage, si bien que compte tenu de la distance z, de la position M2, point de contact entre la barre et le profilé, la tête d'alimentation, fonctionnant maintenant en pousseur, déplace le profilé et commande la perçage en T'1 à l'aide de l'outillage 12. La pièce est alors bridée de façon connue pendant que l'outil se déplace sur une distance d'usinage de 1 et revient à sa position initiale en réalisant un cycle carré. Le premier trou 82 est réalisé. C'est l'étape 5 de la figure 6C. Le deuxième trou 84 est réalisé de la même façon, l'automate pouvant calculer T'2 qui est égal à OM1 - (x + 1). Dans le cas du vissage de deux vis, c'est l'outillage 14 qui est sollicité avec un positionnement identique, à partir de M1. Les trous 86 et 88 sont ensuite réalisés successivement, voir étape 5 de la figure 6D. Au moment de l'évacuation, étape 6 de la figure 6E, l'opérateur peut positionner un nouveau profilé, par exemple sans leurre car il n'est prévu aucun insert et aucune liaison avec un montant vertical. La barre 68 pousse le profilé usiné vers le poste d'évacuation 16, équipé d'un vérin par exemple symbolisé sur la figure 2 qui évacue ce profilé, étape 8 de la figure 6E. La tête d'alimentation se trouve prête pour un nouveau cycle, étape 9 de la figure 6F. On constate que le dispositif selon l'invention permet d'alimenter le poste d'usinage 10, de façon précise en disposant la pièce sur le chemin de roulement 22, sans précaution particulière de positionnement, si ce n'est une bonne orientation des faces à usiner et, dans ce cas particulier, les coupes à onglet des extrémités toujours dans le même sens. On remarque également que la longueur de la pièce peut être quelconque, il suffit pour l'opérateur de choisir le programme adapté en fonction de la pièce à réaliser présence d'un insert à visser, logement central à usiner. Dans certains cas, ainsi que décrit ci-avant, il suffit de placer un leurre avec une forme triangulaire rectangle. On a bien sûr mentionné des exemples d'usinage et des déterminations de distances Mg, M1 et M2 mais il est possible de fixer les repères différemment en fonction des besoins, les exemples donnés ne l'étant qu'à titre explicatif. Notamment, certains encadrements de fenêtres comprennent plusieurs montants intermédiaires avec des logements usinés et repérables par la tête d'alimentation lorsque ces montants sont soudés mais nécessitant la pose de leurres lorsqu'ils sont vissés. Certains encadrements comprennent sur toute la longueur un renfort interne qu'il faut aussi solidariser au profilé mais on peut imaginer de nombreuses opérations basées sur ce principe. Selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu des brosses rotatives de freinage afin d'éviter tout déplacement en translation intempestif de la pièce sous l'effet de l'inertie communiquée par le poussoir. Ces brosses rotatives, dont le sens de rotation est opposé au sens de déplacement de la pièce, permet de maintenir cette pièce toujours en contact avec la barre du poussoir. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation contrôlée d'un poste d'usinage (10) en pièces de longueurs variables suivant un ordre aléatoire de passage, notamment de profilés rectilignes extrudés en PVC, dont les extrémités (78, 80) comportent des coupes à onglet, le poste d'usinage (10) comprenant en amont un chemin de roulement d'alimentation (22) orienté suivant la direction d'alimentation (26) et en aval un poste d'évacuation (16), des moyens de mesure (72, 74) ainsi qu'un automate programmable (42), caractérisé en ce qu'il comprend une tête d'alimentation (36) portant les moyens de mesure, mobile entre une première position initiale, en aval de la pièce et une seconde position d'alimentation, en amont de la pièce, les moyens de mesure comprenant au moins un capteur photoélectrique et des moyens de déplacement codé par rapport à la position initiale de façon à faire enregistrer par l'automate programmable (42) les différents paramètres lors du trajet aval / amont et à déplacer la pièce vers le poste d'usinage sur des distances d'usinage successives établies à partir de ces paramètres enregistrés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent deux capteurs juxtaposés dans la direction d'alimentation, le capteur amont (72) étant un capteur de détection et le capteur aval (74) étant un capteur de mesure, le capteur amont assurant une modification de la vitesse de déplacement de la tête d'alimentation (36) d'une vitesse de déplacement rapide VR, entre deux mesures, à une vitesse lente VL lors du passage du capteur aval au droit du point de mesure. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des leurres complémentaires (92), apposés sur la pièce, temporairement, en regard des capteurs, au droit de certains usinages masqués, de façon à permettre l'enregistrement de ce paramètre par l'automate programmable. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le cas d'une traverse vissée, le leurre (92) est une matière adhésive, sensiblement de forme triangulaire rectangle, disposé en lieu et place de la traverse à visser. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête d'alimentation (36) comprend un poussoir (62) de la pièce, escamotable entre une première position escamotée lors des déplacements aval / amont et en saillie lors des déplacements amont / aval. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poussoir comprend une barre (68), orientée parallèlement à la direction d'alimentation (26), solidaire d'un vérin (66) porté par la tête d'alimentation (36) dont la tige (64) est orientée perpendiculairement à la direction d'alimentation, l'extrémité de la barre étant prévue pour coopérer en appui avec l'extrémité amont (80) de la pièce. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin (66) est pneumatique et la soupape de décharge est reliée par un tube (76) aux capteurs des moyens de mesure (72, 74), de façon à permettre le nettoyage de ces capteurs. 8. Dispositif selon la revendication 1, 6 ou 7, caractérisé en ce que la barre (68) est d'une longueur telle que lorsque la tête d'alimentation (36) est à proximité de la position initiale, l'extrémité libre de la barre se situe au droit du poste d'évacuation.