Brevet FR2745206A1 — publié le 19970829

DISPOSITIF DE CINTRAGE DE TUBE La présente invention se rapporte à un dispositif de cintrage de tube et plus particulièrement à un dispositif pour cintrer un tube tout en lui appliquant un effort de traction. Le cintrage de tube métallique est très souvent mis en oeuvre dans le domaine de l'automobile et dans les industries des appareils domestiques par exemple et tient une grande place. Par suite, des tubes incorporés dans les automobiles et les appareils domestiques doivent être cintrés de manière très précise suivant un angle prédéterminé et dans une position prédéterminée longitudinalement de façon à éviter d'autres éléments ou à se connecter à d'autres éléments. A cet effet, un tel cintrage est mis en oeuvre sur les tubes en appliquant un cintrage prédéterminé au tube tout en prenant en compte l'effet de ressort à I'aide de moyens pour saisir le tube pour le déplacer et le positionner en un endroit prédéterminé et un dispositif à matrice pour effectuer le cintrage du tube selon l'angle prédéterminé et à l'endroit prédéterminé. Après achèvement du cintrage, un appareil de mesure tridimensionnelle est utilisé pour mesurer si l'effet de ressort a eu une influence ou non et pour vérifier l'amplitude de cintrage du tube. Lorsqu'il est nécessaire de corriger le cintrage, on règle le déplacement des moyens de saisie ainsi que le degré de cintrage du dispositif à matrice en vue de la mise en oeuvre du cintrage suivant. La demande de brevet japonais publiée N 63-290624 propose un dispositif de cintrage de tube adapté à la détection d'une position prédéterminée entre le bord du tube à cintrer et l'emplacement du cintrage du tube à l'aide de moyens de détection de position après réalisation d'un cintrage prédéterminé par des moyens de saisie pour saisir et déplacer le tube dans la position prédéterminée et un dispositif à matrice pour cintrer le tube dans une position prédéterminée et selon un angle prédéterminé. Suivant ce dispositif de cintrage, la position de la partie du tube soumise à un effet de ressort est détectée par les moyens de détection de position après cintrage du tube et le degré de cintrage du dispositif à matrice est modifié par des moyens de commande en sorte que la position corresponde à la valeur préaffichée afin de réaliser le cintrage prédéterminé. Par ailleurs, la Demanderesse a proposé un dispositif de cintrage de tube décrit dans la demande de brevet japonais publiée NI Hei 4-111932. Dans cette demande, la Demanderesse a proposé un dispositif de cintrage de tube comprenant une matrice de cintrage disposée en regard et au contact de la surface périphérique du tube à cintrer et qui est pivotable autour d'un axe de rotation, un ensemble à matrice de pressage qui déplace et positionne le tube à cintrer pour être pincé avec la matrice de cintrage, I'ensemble étant pivotable autour dudit axe de rotation tout en pinçant le tube à la surface périphérique de la matrice de cintrage, un capteur monté sur l'ensemble à matrice de pressage pour détecter le degré de cintrage du tube et un dispositif de commande pour faire pivoter l'ensemble à matrice de pressage autour de l'axe de rotation en fonction d'un programme de cintrage du tube de façon que le degré de cintrage détecté par le capteur s'approche d'une valeur prédéterminée et pour supprimer ensuite le réglage. A cause du fait que le degré de cintrage est réglé en mesurant l'amplitude de cintrage par l'appareil de mesure tridimensionnelle après le cintrage du premier tube dans le dispositif de cintrage de l'art antérieur mentionné plus haut, le tube qui a été cintré pour la première fois ne peut être utilisé comme produit final dans bien des cas. De plus, bien que le degré de cintrage puisse être appliqué lorsque le tube à cintrer est relativement court, ce degré de cintrage doit être encore réglé à chaque fois lorsque le tube à cintrer est long, à cause du fait qu'un tube long est affecté par les différences de dureté, de limite élastique et de résistance à la déformation provoquées par les différences de matériau, d'épaisseur et des conditions de traitement thermique du tube. En outre, lorsque le tube à cintrer est mince, il y a un cas o l'amplitude de cintrage ne peut être mesurée de manière précise du fait que le tube peut dévier lors de la mesure à l'aide de l'appareil de mesure tridimensionnelle. Le dispositif de cintrage proposé dans la demande de brevet japonais publiée NI 63-290624 présente le problème que lorsqu'un tube à cintrer est long, la taille des moyens de position s'accroît énormément, rendant ainsi difficile d'utiliser le dispositif de manière pratique. Lorsqu'un tube à cintrer est mince, d'un autre côté, plus le cintrage est proche du bord du tube et plus grande est la déviation du tube après cintrage, ce qui provoque de grandes difficultés pour détecter la position de manière très précise. Le dispositif de cintrage proposé dans la demande de brevet japonais publiée NO Hei-4-111932 présente également un problème en ce sens qu'il n'est pas aisé de cintrer de manière très précise à cause du déplacement du tube à cintrer détecté par le capteur prévu sur l'ensemble à matrice de pressage, lequel détecte seulement l'endroit o il y a moins de variation du cintrage du tube et indique seulement un très petit déplacement lorsque la partie à cintrer est courte. Par suite, il s'avère nécessaire d'avoir un dispositif de cintrage de tube qui puisse cintrer des tubes avec une haute précision, indépendamment de la taille des tubes et sans être affecté par les différences de dureté, de limite élastique et de résistance à la déformation, provoquées par les différences de matériau, d'épaisseur et des conditions de traitement thermique du tube. L'objet de la présente invention vise à satisfaire les besoins ci-dessus en proposant un dispositif de cintrage de tube qui puisse cintrer tous les tube d'un manière prédéterminée à partir du début des opérations en détectant le degré de cintrage du tube provenant de l'effet ressort à l'aide d'un capteur de déplacement à haute précision au cours du processus de cintrage du tube et en comparant la valeur détectée du degré de cintrage du tube à I'aide du capteur de déplacement avec une valeur de commande stockée à l'avance dans un programme dans une mémoire. Afin d'atteindre l'objectif ci-dessus, le système de cintrage de tube selon l'invention comporte une mémoire dans laquelle un programme de cintrage du tube est stocké; un dispositif de saisie pour saisir l'extrémité arrière du tube à cintrer afin de le déplacer dans la direction axiale et autour de l'axe suivant le programme lu dans la mémoire; une matrice de cintrage disposée en regard et au contact autour du tube à cintrer et pouvant être pivotée autour d'un axe de rotation; un dispositif de contre-appui agencé de façon à faire face à la matrice de cintrage; un ensemble à matrice de pressage qui peut être pivoté autour de l'axe de rotation tout en maintenant pincé le tube à cintrer; un capteur de déplacement agencé entre le dispositif de saisie et les moyens de contre-appui pour détecter la position du tube; et un dispositif de commande pour commander une série d'actions d'affichage de l'ensemble à matrice de pressage en fonction du programme lu dans la mémoire, de pivotement de l'ensemble à matrice de pressage sur l'axe de rotation, d'addition d'une erreur détectée par le capteur de déplacement par rapport à la valeur de cintrage prédéterminée du programme, en sorte de s'approcher de la valeur prédéterminée et pour effacer ensuite l'affichage. De préférence, le capteur de déplacement est agencé de façon à être mobile dans une direction orthogonale à l'axe du tube à cintrer. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître plus clairement maintenant à la lecture de la description qui va suivre illustrée par les dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'une structure du dispositif de cintrage de tube selon la présente invention; - La figure 2 représente un diagramme montrant le processus opératoire du dispositif de cintrage de tube selon la présente invention; - La figure 3 est un schéma illustrant une première étape du fonctionnement du dispositif de cintrage de tube de la présente invention; - La figure 4 est un schéma montrant une seconde étape du fonctionnement du dispositif de cintrage de tube de la présente invention, et - Les figures 5a et 5b sont des schémas montrant une troisième étape du fonctionnement du dispositif de cintrage de tube de la présente invention suivant deux modes de mise en oeuvre respectivement. La présente invention est décrite ci-après en détail en référence aux figures 1 à 5. La présente invention est caractérisée fondamentalement par le fait qu'un capteur de déplacement est prévu en sorte de détecter une variation entre la position d'un tube redressé et déplacé dans une direction opposée à celle de la direction de cintrage du fait de l'effet ressort provoqué lorsque l'extrémité arrière du tube qui a été saisie par un dispositif de saisie est relâchée après cintrage du tube et la position d'origine avant le cintrage (ci- après appelée variation de position du tube à cintrer). Plus précisément, le capteur de déplacement pour détecter la variation de position du tube à cintrer est disposé de préférence du côté d'un dispositif de contre-appui se trouvant entre le dispositif de saisie et le dispositif de contre-appui, en sorte de détecter la variation de position du tube avec une précision plus grande. Le capteur de déplacement est constitué d'une partie détecteur et d'une partie transducteur. Une valeur indiquant la position du tube détectée par la partie détecteur est traduite en un degré de cintrage du tube par la partie transducteur à des fins de stockage dans une mémoire. Ce degré de cintrage est également transmis à un dispositif de commande pendant un cintrage répétitif du tube à des fins de comparaison avec un degré de cintrage prédéterminé dans un programme du dispositif de commande. Lorsqu'il y a une erreur entre les valeurs, cette erreur est ajoutée au degré de cintrage prédéterminé afin de cintrer le tube en sorte de s'approcher de la valeur prédéterminée. Le capteur de déplacement prévu pour détecter une variation de position du tube indiquant une influence des forces de réaction des efforts de cintrage appliqués au tube, est placé et fixé sur un ensemble mobile porteur qui est agencé de façon à se déplacer dans une direction orthogonale à l'axe du tube à cintrer. L'ensemble mobile est disposé de façon à non seulement déplacer le capteur de déplacement au point de mesure, mais également de façon que le capteur de déplacement ne gêne pas la mise en place et l'enlèvement du tube après cintrage. Comme illustré par la figure 1, le dispositif 8 de cintrage du tube selon l'invention comprend une matrice de cintrage 1, un ensemble 2 à matrice de pressage disposé de façon à faire face à la matrice de cintrage 1, un dispositif de saisie 4 pour saisir l'extrémité arrière d'un tube à cintrer 3, pincé entre la matrice de cintrage 1 et l'ensemble à matrice de pressage, un dispositif de contre-appui 5 prévu de façon à faire face à la matrice de cintrage 1 entre le dispositif de saisie 4 et l'ensemble 2 à matrice de pressage, un capteur de déplacement 6 disposé entre le dispositif de contre- appui 5 et le dispositif de saisie 4 et sur le côté du dispositif de contre- appui 5 et un dispositif de commande 7 pour commander le degré de cintrage à partir de la variation de position du tube à cintrer 3, détectée par le capteur de déplacement 6. Le capteur de déplacement 6 est constitué d'une partie détecteur 9 et d'une partie transducteur 10. Le dispositif de commande 7 comporte une partie de récepteur 11 recevant le degré de cintrage du tube détecté, traduit et transmis par le capteur de déplacement 6, une mémoire 12 pour stocker à l'avance un degré de cintrage prédéterminé, une unité centrale 13 dans laquelle est stockée un programme de comparaison du signal de la partie récepteur 11 avec le degré de cintrage prédéterminé contenu dans la mémoire 12 afin de calculer et commander le degré de cintrage approprié; et un circuit d'entrée-sortie 15 pour envoyer les valeurs de commande calculées par l'unité centrale à chaque partie de l'ensemble à matrice de pressage, du dispositif 5 de contre-appui, du dispositif de saisie 4 et une unité mobile 14 portant le capteur de déplacement 6 et qui est agencée de façon à être mobile dans une direction orthogonale à la direction axiale du tube à cintrer 3, afin de commander le degré de cintrage du tube de façon adéquate. Comme illustré par la figure 2 et les figures 3 à 5, le processus opératoire du dispositif de cintrage de tube de l'invention comprend les étapes de maintien du tube 3 dans la position de cintrage (étape 1), le cintrage du tube maintenu dans la position de cintrage (étape 2), la comparaison du degré de cintrage appliqué au tube avec le degré de cintrage prédéterminé (étape 3) et un nouveau cintrage pour compenser l'erreur entre le degré de cintrage et le degré de cintrage prédéterminé mesuré dans l'étape 3 (étape 4). A l'étape 1, après positionnement du tube 3 dans la position prévue, le tube est agrippé à son extrémité arrière par le dispositif de saisie 4 et l'ensemble à matrice de pressage 2 est deplacé pour pincer le tube 3. Ensuite, le capteur de déplacement 6 est déplacé en direction du tube 3 jusqu'à une position de mesure par l'ensemble mobile 14 afin de mesurer et détecter la position d'origine du tube 3 avant cintrage. La valeur détectée est transmise à la partie réceptrice 11 afin d'être stockée dans la mémoire 12 (Cf figure 3). Puis, à l'étape 2, le capteur de déplacement 6 est écarté par I'ensemble mobile 14 et les moyens 5 de contre-appui sont déplacés vers le tube jusque dans une position prédéterminée. Ensuite, le tube 3 est cintré en lui appliquant une traction en le faisant pivoter autour du même axe de rotation et tout en le maintenant pincé entre la matrice de cintrage 1 et l'ensemble à matrice de pressage 2, suivant un degré de cintrage théorique calculé par le dispositif de commande 7. A ce moment, le degré théorique de cintrage appliqué par la matrice de cintrage 1 et l'ensemble à matrice de pressage 2 ne doit pas excéder l'angle de retour provoqué par l'effet de ressort du tube 3 (Cf figure 4). A l'étape 3, le dispositif de saisie 4 est relâché et écarté et la matrice de cintrage 1, ainsi que l'ensemble 2 à matrice de pressage, sont déplacés dans une direction opposée à la direction de cintrage tout en maintenant pincé le tube 3, à partir de la position en traits mixtes de la figure 5a, afin de revenir sur l'angle de cintrage, mais seulement du degré correspondant à l'effet de ressort du degré de cintrage théorique. Le capteur de déplacement 6 est déplacé en avant dans cet état par l'unité mobile 14 pour détecter la position du tube 3 après le cintrage. La position est ensuite comparée à la position d'origine détectée à l'étape précédente 1 afin de détecter une variation de position du tube 3 provoquée par le cintrage. A ce moment, le déplacement du tube 3 est traduit en un degré de cintrage par la partie transducteur 10 du capteur de déplacement 6 et est transmise à la partie récepteur 1 1 pour être stockée dans la mémoire 12. Il est à noter que lorsque la position du tube 3 détectée dans l'étape 3 coïncide avec la position d'origine détectée à l'étape 1, le cintrage est achevé et le degré de cintrage est mis dans la mémoire 12 pour être utilisé lors du cintrage des tubes suivants (Cf figure 5). Suivant le mode de réalisation représenté sur la figure 5a, du fait que le tube à cintrer 3 est pivoté dans la direction opposée tout en étant maintenu pincé entre la matrice de cintrage 1 et l'ensemble 2 à matrice de pressage, presqu'aucun phénomène de retour ne se produit à l'extrémité arrière du tube 3. En conséquence, cela permet à la mesure d'être immédiatement mise en oeuvre par le capteur de déplacement 6 et d'empêcher le capteur de déplacement 6 d'être endommagé, ce qui, sans cela, pourrait survenir lorsque le tube 3 vient en contact avec le capteur de déplacement 6 ou heurte ce dernier. Ceci accroît la fiabilité du tube 3 et de tout le dispositif de cintrage. Lorsque le tube 3 présente une rigidité et lorsqu'il n'y a pas ou peu d'effet dû au retour élastique, le dispositif peut être agencé comme illustré par la figure 5b. A savoir, à l'étape 3, le dispositif de saisie 4 est relâché et écarté et les moyens 5 de contre-appui sont écartés tout en maintenant pincé le tube 3 entre la matrice de cintrage 1 et l'unité 2 à matrice de pressage. Ensuite, l'extrémité arrière du tube 3 qui a été saisie par le dispositif 4 se déplace du côté du capteur de déplacement 6, à partir de la position de la ligne en traits mixtes vers la ligne en traits pleins sur la figure 5b. Le capteur de déplacement 6 est déplacé par l'unité mobile 14 dans cet état afin de détecter la position du tube 3 après cintrage et pour comparer celle-ci avec la position à I'origine détectée dans l'étape précédente 1, afin de détecter une variation de position du tube provoquée par le cintrage. A ce moment, le déplacement du tube 3 est traduit en un degré de cintrage par la partie transducteur 10 du capteur de déplacement 6 et est transmis à la partie récepteur 11 pour être stocké dans la mémoire 12. Il est à noter que lorsque la position du tube 3 détectée à l'étape 3 coïncide avec la position d'origine détectée à l'étape 1, le cintrage est terminé et le degré de cintrage est mis dans la mémoire 12 pour être utilisé lors du cintrage des tubes suivants. Lorsque la variation de position détectée est insuffisante par rapport au degré de cintrage prédéterminé d'un autre côté, le processus passe à l'étape 4. A l'étape 4, après retrait du capteur de déplacement 6 par l'unité 14, le tube 3 est déplacé en direction opposée tout en étant pincé entre la matrice de cintrage 1 et l'unité à matrice de pressage 2 pour revenir vers la position d'origine de l'étape 2. Puis, le dispositif de saisie 4 se déplace pour saisir l'extrémité arrière du tube 3 et la matrice de cintrage 1 ainsi que I'unité 2 sont déplacées à nouveau pour effectuer un cintrage conformément à la figure 5b, en ajoutant alors la différence d'insuffisance entre le degré de cintrage obtenu à l'étape 3 et le degré prédéterminé, au degré de cintrage prédéterminé calculé par le dispositif de commande 7. Quand le degré de cintrage détecté obtenu à l'étape 4 est encore insuffisant par rapport au degré de cintrage prédéterminé, la même opération qu'à l'étape 3 est mise en oeuvre sur le tube 3 dans l'étape 4. A savoir, les étapes 3 et 4 sont répétées jusqu'à ce que le degré de cintrage prédéterminé soit obtenu. Lorsque le degré prédéterminé est obtenu, il est stocké dans la mémoire 12 pour être utilisé pour le cintrage des tubes suivants. Lorsque le cintrage ci-dessus est mis en oeuvre, du fait que la position d'origine du tube 3 est détectée à l'étape 1, des informations sur le cintrage du tube détectées pendant ou après l'étape 2 peuvent être utilisées pour le cintrage des mêmes tubes suivants. Il permet également d'éliminer la production de tubes cintrés de manière inutile, qui sans cela seraient produits dans l'étape initiale. En outre, cela permet que le degré de cintrage retombe dans une plage prédéterminée de degrés de cintrage, même si la dureté du tube 3 varie d'un lot à l'autre. Il est à noter que bien que le cas de l'utilisation d'un capteur du type à contact comme capteur de déplacement ait été expliqué dans la figure 1, la présente invention n'est pas limitée à un tel cas et le dispositif de cintrage peut être agencé avec un capteur de déplacement tel qu'un capteur du type photoélectrique ou un capteur du type à rupture de faisceau lumineux qui peut détecter une distance. Comme décrit ci-dessus, la présente invention permet la détection d'une manière précise d'une variation de la position du tube à cintrer, c'est à dire le degré de retour élastique, en agençant le capteur de déplacement de confirmation de la position du tube à cintrer de façon qu'il soit placé entre le dispositif de saisie et les moyens de contre- appui, o l'importance du retour élastique après cintrage est relativement important et du côté des moyens de contre-appui, ainsi que l'utilisation telles quelles des informations de cintrage du premier tube pour le cintrage des tubes suivants et permet d'obtenir de manière régulière des tubes cintrés avec une haute précision, même si le matériau, I'épaisseur et les conditions de traitement thermique des tubes sont différents. 1 1 Bien qu'un mode de mise en oeuvre préféré ait été décrit, des variantes peuvent être apportées par l'homme du métier sans sortir de l'esprit du présent concept inventif tel que délimité par les revendications ciaprès. REVENDICATIONS 1. Dispositif de cintrage de tube, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire (12) dans laquelle est stocké un programme de cintrage du tube, un dispositif de saisie (4) pour saisir l'extrémité arrière du tube à cintrer (3) afin de déplacer le tube axialement et autour de l'axe en fonction du programme lu dans ladite mémoire, une matrice de cintrage (1) disposée de façon à être en regard et au contact du tube à cintrer et à pouvoir être pivotée autour d'un axe de rotation; un dispositif de contre-appui (5) disposé de façon à faire face à la matrice de cintrage (1); un ensemble à matrice de pressage (2) qui peut être pivoté autour dudit axe de rotation tout en maintenant pincé le tube à cintrer (3); un capteur de déplacement (6) disposé entre ledit dispositif de saisie (4) et lesdits moyens de contre-appui (5) en sorte de détecter la position du tube à cintrer; et un dispositif de commande (7) pour commander une série d'actions d'affichage de l'ensemble à matrice de pressage (2) en fonction du programme lu dans ladite mémoire (12), de pivotement dudit ensemble à matrice de pressage (2) autour dudit axe de rotation, d'addition d'une erreur détectée par ledit capteur de déplacement (6) par rapport à la valeur de cintrage prédéterminée dudit programme, afin d'effectuer un cintrage pour se rapprocher de la valeur prédéterminée et pour effacer ensuite ledit affichage. 2. Dispositif de cintrage de tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur de déplacement (6) est agencé de façon à être mobile dans une direction orthogonale à l'axe du tube à cintrer (3). 3. Dispositif de cintrage de tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur de déplacement (6) comporte une partie détecteur (9) pour détecter une variation de position du tube à cintrer et une partie transducteur (10) pour traduire un déplacement du tube à cintrer en un degré de cintrage. 4. Dispositif de cintrage de tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une partie récepteur (11) pour recevoir le degré de cintrage du tube à cintrer qui a été détecté, traduit et transmis par ledit capteur de déplacement (6); une mémoire (12) pour stocker un degré de cintrage prédéterminée à l'avance; une unité centrale (13) comportant un programme pour comparer le signal de ladite partie récepteur (11) avec le degré de cintrage prédéterminé, afin de calculer et commander un degré de cintrage approprié; et un circuit d'entrée-sortie (15) pour envoyer la valeur de commande calculée par ladite unité centrale (13) à chaque partie dudit ensemble à matrice de pressage (2), desdits moyens de contre-appui (5), dudit dispositif de saisie (4), et à une unité mobile (14) portant le capteur de déplacement (6) et qui est agencée de façon à être mobile dans une direction orthogonale à la direction axiale dudit tube à cintrer, afin de commander le degré de cintrage dudit tube de manière adéquate. 5. Dispositif de cintrage de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur de déplacement (6) est un capteur du type à contact, un détecteur du type à décharge, ou un détecteur du type à rupture de faisceau lumineux.