Brevet FR2747335A1 — publié le 19971017

La présente invention concerne un procédé pour découper suivant une géométrie particuliére au moins une extrémite d'un bloc Pi sur un produit P en mouvement suivant une direction X et une machine pour la mise en oeuvre de ce procède. Les produits notamment pâteux comme la céramique sont le plus souvent obtenus en production continue par extrusion d'un boudin puis découpé en blocs suivant les besoins en aval de la filière de l'extrudeuse. Actuellement aucune solution globale et efficace n existe pour cette opération de decoupe. En effet. les systèmes de coupe par fil existants coupent obligatoirement perpendiculairement au sens d'avance du produit les systèmes de coupe par couteaux donnent des formes de coupe variees mais nécessitent un outil spécifique par forme. les systèmes à aiguilles ne permettent de couper que des produits de faible epalsseur. La présente invention entend proposer une machine capable de découper entre autre, des produits pâteux en mouvement, en assurant une infinité de formes de coupe sans changement d'outil. et sans temps d'arrêt pour changement de forme de coupe A cet effet. l'invention a donc pour objet une machine du type machine outil à deux axes équipez d'au moins un système de découpe constitué par un fil annulaire rugueux mis en défilement sur au moins deux poulies dans un axe perpendiculaire ou quelconque au défilement du produit. Ce système de coupe est animé d'un mouvement vertical grâce à un ensemble de guides verticaux. animés eux-memes d'un mouvement horizontal parallèle au mouvement de défilement du produit à couper. La combinaison des mouvements de translation obtenus par les guides orthogonaux de la machine, avec la vitesse de défilement du produit permet d'obtenir une multitude de formes de coupe pour répondre aux besoins de la production. D'autres caractéristiques et avantages de la machine ressortiront de la description d'un exemple de réalisation donné ci-après à titre purement indicatif. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels la planche 1'4 est une schématique d'un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, la planche 2 4 représente les différents sous ensembles du dispositif décrit suivant la planche 1 la planche 3 4 représente les principales retapes d'un cycle de coupe du dispositif décrit suivant la planche 1. la planche 4 4 représente quelques exemples de formes de coupe exécutées par le dispositif décrit suivant la planche 1. Sur les planches 1 4 et 2 4 le dispositif représenté comporte un système de coupe 4 composé d'un fil de coupe AC constitue d'un fil métallique d'un diamètre compris entre 0,1 mm et 10 mm. Les deux extrémités de ce fil sont solidarisees pour former une boucle La solidarisation est obtenue par soudure ou tout autre système d'accrochage. La longueur de cette boucle est fonction de la section du produit à découper. du diamètre du fil de découpe, et des diamètres des poulies. La fonction coupe est assuree soit par traitement physique et ou chimique du fil. soit par l'adjonction ou l'incrustation d'un dépôt abrasif qui en augmente la rugosité Ce(s) traitement(s) est (sont) choisi(s) pour donner au fil un profil adapté au produit à couper et lui fournir les caractéristiques de souplesse. de ténacité. de dureté superficielle. ou de tout autre aspect lié à la fonction coupe et durée de vie du fil Les constituants abrasifs sont minéraux ou métalliques. la granulométrie est choisie en fonction du diamètre du fil et du produit a couper. la liaison abrasif fil est obtenue par les procédés laser. plasma. soudure. collage, dépôt catalytique ou par incrustation par proJection. Ce fil de coupe AC est installé sur deux poulies 4A, dont l'une est entraînée en rotation par le moteur à vitesse variable 1B. l'autre étant folle et permettant par un système approprié d'assurer la tension optimale du fil de coupe. Ce système de coupe 4 comporte, outre des carters de protection assurant la sécurité du personnel contre les projections de produit ou la casse accidentelle du fil 4C, des systèmes de nettoyage mécanique, hydraulique. ou par air comprimé. ou des systèmes antivibratoires destinés à augmenter les qualités de coupe et la durée de vie de l'élément coupant Ce système de coupe 4 se déplace le long d'un portique de guldage vertical 3 définissant ainsi la direction Y d'un repère orthogonal, il comporte deux montants reliés au module de translation horizontale 2 dont la direction est perpendiculaire à la direction Y définissant ainsi le direction X qui est le deuxième repère orthogonal. ce module de translation horizontale 2 étant lui-même solidaire d'un bâti statique 1 Le déplacement du système de coupe 4 dans les deux sens de la direction Y, le déplacement du portique vertical 3 dans les deux sens de la direction X sont assurés par les moteurs à vitesse variable 2A et 3A ainsi que par des moyens de contrôle et de commande non représentés qui comportent. a l'instar des chaînes robotisées de production en continu, des movens relies à une unité centrale ou autonome programmable et des capteurs permettant de délivrer à cette unité de commande programmable. toute information utile quant à la position de chaque module 3 et 4 dans leur repère respectif X' et Y. Le dispositif décrit ci-dessus comporte également des moyens non représentés de supportage du produit P tout le long de son parcours sur l'emprise au sol du dispositif faisant l'objet de l'invention. Sur la planche 3 A. la première retape d'un cycle de coupe débute par la figure 6A dans laquelle la machine est en position de départ de coupe de la deuxième extrémité d'un bloc P3, les blocs Pi et P2 étant le résultat de coupes précédentes. Le produit à couper P défile sous le portique 3 suivant une direction X parallèle au mouvement X' décrit ci-avant. Le système de coupe 4 est en position haute. le moteur 4B entraîne en rotation les poulies 4A, imprimant au fil de coupe un défilement Z perpendiculaire au défilement X du produit. La figure 6B montre quant à elle l'action de coupe du bloc P3 dans laquelle et d'une manière simultanée le fil de coupe défile suivant l'axe Z. le système de coupe commandé par le moteur 3A descend suivant l'axe Y. et le portique vertical 3 se déplace suivant l'axe X' dans la même direction que le produit P à découper. Cette figure 6B montre bien que la forme de la découpe est obtenue par la combinaison des vitesses de déplacement du produit suivant l'axe X. du module 3 suivant l'axe X , ainsi que du système de coupe suivant l'axe Y. Enfin. la figure 6C montre la coupe d'un bloc P3 terminée, le brin actif du fil de coupe se situant alors sous le produit P. Le retour au point de départ du portique 3 peut alors s'effectuer de deux manieres différentes. soit le système de coupe 4 reste en position basse. le portique 3 revient à son point de départ et la prochaine coupe s'effectuera par un mouvement de montée suivant l'axe Y du système de coupe soit la machine attend que le bloc P3 s'écarte du produit P par des moyens de manutention extérieurs au présent dispositif et le système de coupe remonte alors suivant l'axe Y. Lorsque le brin actif du fil de coupe dépasse la face supérieure du produit. le portique 3 revient ainsi a son point de départ comme on le voit sur la figure 6A. On dispose ainsi d'un moyen de production très souple qui permet d'obtenir sans aucun arrêt de fabrication une multitude de formes de découpe sans qu'il soit nécessaire de mettre en oeuvre un outillage spécifique. Il en résulte ainsi un faible investissement pour chaque nouvelle forme de découpe, ce qui diminue d'autant le prix de revient du nouveau produit coupé. En outre. ce dispositif commandé par une unité centrale programmable supprime tous les coûts de fabrication qui étaient liés d'une part, à la main d'oeuvre pour les changements d'outils et d'autre part. les pertes dues aux arrêts de fabrication. Alors que la machine de l'invention a ete décrite en regard d'un exemple qui met en oeuvre un seul système de coupe 4 ainsi qu'un seul portique vertical 3, elle s'étend également à des dispositifs permettant de découper plusieurs blocs P1. P2. PX à la fois, soit par l'assemblage de plusieurs systèmes de coupe 4 sur un seul portique vertical 3, soit par la multiplication du nombre de portiques verticaux 3. soit par la combinaison des deux. D'autre part. I'adjonction sur la machine tel le que écrite précédemment, d'un ou de plusieurs axes supplémentaires d'orientation du système de coupe comme par exemple la possibilité de donner à celui-ci un angle quelconque par rapport à l'axe X du produit. ne sortira pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour découper suivant une géométrie particulière au moins une extrémité d'un bloc Pl sur un produit P en mouvement suivant une direction X caractérisé en ce qu au moins un système de coupe 4 équipé d'un fil rugueux 4C défilant selon un mouvement Z. supporté par au moins un portique vertical 3. est mis en action suivant deux axes X' et Y et en ce que la combinaison de ces deux mouvements X' et Y combinés au défilement X du produit engendre une forme de coupe programmée 2 - Procédé selon la revendication I caractérisé par le fait que la découpe du produit a lieu en descendant et ou en montant. 3 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la fonction coupe du fil 4C est obtenue par traitement physicochimique et ou adjonction ou Incrustation d'éléments abrasifs. 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les étapes d'entraînements. de régulation et contrôle des vitesses, tension, températures. sont adaptés automatiquement en fonction de l'évolution intrinsèque des coupes. et par le fait qu'une étape de nettovage mécanique, hydraulique. ou par air comprimé est effectuée simultanément à la coupe. 5 - Machine pour la mise en oeuvre du procédé pour découper suivant une géométrie particulière au moins une extrémité d'un bloc Pi sur un produit P en mouvement suivant une direction X, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un bâti fixe I supportant un module de guidage et de translation horizontale 2 définissant les directions X'. animant lui-même au moins un portique de guidage et de translation verticale 3, ce(s) dernier(s) supportant lui (eux) même(s) au moins un système de coupe 4 équipé d'au moins deux poulies 4A dont l'une est entraînée par un moteur, l'autre etant folle pour en assurer la tension optimale. 6 - Machine selon la revendication s, caracterisee par le fait qu'elle comporte des moteurs à vitesse variable. assurant l'ensemble des trois mouvements selon les axes X' ,Y,Z, ceux-cl étant gérés par des moyens de contrôle commande reliés à une unité centrale et ou à une commande programmable. et par des capteurs permettant de délivrer à une unité centrale et ou à une commande programmable. toute information utile quant à la position de chaque module dans leur repère respectif X' et Y 7 - Machine selon la revendication 5. caractérisée par le fait que l'outil de coupe est constitué d'un fil métallique d'un diamètre compris entre 0,1 mm et 10 mm dont les extrémités sont solidarisées pour former une boucle. et ayant subi un traitement physico- chimique et. ou adjonction ou Incrustation d'éléments abrasifs. 8 - Machine selon la revendication 5. caractérisée par le fait qu'elle est équipée de dispositif(s) de nettoyage mécanique. hydraulique. ou par air comprimé. et. ou de dispositif(s) antis-ibratoire(s) selon la nature du produit à couper. 9 - Machine selon la revendication 5. caractérisée par le fait qu'elle présente au moins un axe d'orientation supplémentaire du système de coupe par rapport aux axes orthogonaux originaux définis dans la revendication 1.