Brevet FR2778124A1 — publié le 19991105

La présente invention se rapporte au domaine du pliage de fil, de tube ou de profil par dispositif à commande numérique, et plus particulièrement au pliage de grande longueur de fil, tube ou profil et à haute cadence. L'invention consiste à la fois en un procédé de pliage et en un dispositif réalisant la mise en oeuvre de ce procédé. L'art antérieur connaiît déjà des dispositifs de pliage de fil, tube ou profil de grande longueur à commande numérique. On appelle ce genre de dispositif un "banc de pliage". Le principal inconvénient de ces dispositifs est qu'ils engendrent une grande perte de temps pendant les manipulations du fil, tube ou profil, ce qui augmente considérablement les coûts de 1 0 production. La présente invention entend remédier à ce problème en proposant un procédé et un dispositif permettant de doubler la cadence d'une machine à un seul banc de pliage sans doubler l'investissement financier nécessaire. D'autres avantages ressortiront de la description faite après de l'invention en référence aux figures: - la figure 1 illustre le schéma général du procédé et du dispositif selon l'invention, - la figure 2a illustre le dispositif de chargement, transfert et déchargement en position basse, vu de côté, - la figure 2b illustre le dispositif de chargement, transfert et déchargement en position haute, vu en coupe AA de la figure 2a, - la figure 3 illustre une vue en coupe d'une tête centrale (7) de maintien du fil pour le pliage, - la figure 4 illustre une vue de face d'une tête de pliage (8) du fil, - les figures 5 illustrent un mode de serrage: tête centrale (7) ouverte, figure 5a 25. un serrage de diamètre 6, figure 5b, et un serrage de diamètre 3, figure 5c. La figure 1 illustre le procédé et le dispositif de pliage de fil, tube ou profil de grande longueur à haute cadence à commande numérique selon l'invention à partir d'une bobine de fil. Le procédé de pliage de fil, tube ou profil de grande longueur à haute cadence à commande numérique selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte: - une première étape de redressage et de coupe du fil, tube ou profil, - une deuxième étape de pliage du fil, tube ou profil sur un premier banc de pliage, - une troisième étape de pliage du fil, tube ou profil sur un deuxième banc de pliage, et en ce que les opérations de chargement, transfert et déchargement entre ces étapes sont réalisées par un dispositif manipulateur entièrement automatisé. Par ailleurs, toutes les étapes du procédé sont réalisées et contrôlées par une seule commande numérique. Le dispositif de pliage (30) comporte un chassis (31) sur lequel est disposé en parallèle et à pas constant: - un banc de redressage-coupe (1) équipé d'un dispositif de redressage du fil, tube ou profil et d'un dispositif de coupe si le fil, tube, profil est conditionné en bobine (3), ou d'un dispositif d'approvisionnement automatique ou non, parallèle au banc, si le fil, tube, profil est conditionné en botte. Le banc de redressage-coupe (1) est équipé en plus d'un chariot porte-pince (4) mu par un moteur électrique à vitesse variable. Sur le chariot porte- pince est disposé une pince de serrage du fil (5). - un banc de pliage (6) sur lequel est disposé: une tête centrale (7) équipée d'un dispositif de serrage pneumatique qui permet de serrer des fils, tubes, profil de diamètres variables sans mise en opération et d'un système d'entraînement en rotation autour de son axe sans limitation de tour et avec possibilité de serrer ou desserrer le fil, 1 5 tube, profil dans toutes les positions angulaires que peut prendre la tête centrale (7), et - au moins deux têtes de pliage (8) à axe vertical placées de part et d'autre de la tête centrale. Chaque tête de pliage (8) est équipée d'une pince (25) de serrage du fil, tube ou profil qui fait également office d'outil de pliage et d'un doigt de pliage (26) entraîné en rotation par un moteur électrique à vitesse variable. - au moins un deuxième banc de pliage (9) identique au premier banc de pliage (6), et - un manipulateur (10) réalisant l'automatisation des opérations de chargement, transfert et déchargement entre les bancs, à double position (haute et basse), illustrée figures 2A et 2B. Sur ce manipulateur (10) sont montées des barres de transfert (11) équipées de pinces pneumatiques (12) pour serrer le fil, tube ou profil. Chaque barre de transfert est à démontage rapide.Les pinces (12) qui équipent chaque barre peuvent être réglées de façon aisée sans outillage de telle sorte que le changement de production se fasse rapidement. Le manipulateur (10) a une cinématique telle que dans son mouvement circulaire il dégage suffisamment les têtes centrales (7) et les têtes de pliage (8), puis transfert la pièce d'un banc à l'autre. Le manipulateur (10) est entraîné par un moteur électrique à vitesse variable. L'ensemble des moteurs est piloté par la commande numérique. Toutes les étapes du procédé son réalisées et contrôlées par la même commande numérique. La machine offre également la possibilité de travailler sur 360 sans limite du nombre de tour, et de brider et débrider le fil à tout moment. La machine est d'un fonctionnement très simple. Dans le cas d'un approvisionnement par bobine, le fil de la bobine placée sur un dévidoir motorisé (3) est déroulé au travers d'un dispositif de redressage à galets ou à cages tournantes (2), passe au travers de la coupe (13) puis est serré dans une pince à positionnement numérique (5). La pince se déplace numériquement sur un chariot (4) de la valeur de la longueur développée. Une fois la coupe réalisée par l'unité de coupe (13), la pince (5) se déplace de nouveau pour positionner le fil débité par rapport à l'axe de la machine en fonction du programme de pliage des quatre têtes de pliage (8). Dans le cas d'un approvisionnement par botte de fils, tubes ou profils, le dispositif de chargement, transfert, déchargement vient chercher un élément dans la botte, puis la pince (5) positionne de la même manière le fil, tube ou profil par rapport à l'axe de la machine (3). Pour le pliage, la machine comporte au moins deux bancs de pliage. Elle double donc au moins ainsi la production en répartissant la fabrication d'une pièce sur ces deux bancs. Sur chaque 1 O banc, le fil est maintenu dans la tête centrale (7) qui l'entraine en rotation autour de son axe permettant ainsi des pliages dans des plans différents. La rotation de la tête (7) se fait sans limitation du nombre de tour. Le bridage de la tête se fait quel que soit la position angulaire de la tête. Ces deux principes associés permettent de gagner du temps de production en évitant un retour en arrière après pliage d'une pièce ceci avant déplacement, - en anticipant la remise à zéro de la tête en vue d'un chargement-déchargement de la pièce, et - en repositionnant la tête pendant la fabrication d'une pièce et lorsqu'il y a collision du fil dans le bâti. La tête centrale (7), illustrée figure 3, est composée de deux flasques de guidage latéraux (14) qui maintiennent axialement et radialement deux plateaux de bridage (17,21). Chaque plateau comporte une denture (15) sur sa périphérie et dans cette denture vient s'engrener la courroie d'entraînement en rotation (16) dudit plateau. Le premier plateau (17) fait office d'entraînement en rotation de la tête par l'intermédiaire d'un moto-réducteur électrique à vitesse variable. Il est aussi équipé d'un système de serrage autocentrant qui permet de serrer des fils de différents diamètres sans mise en opération. Le système de serrage se compose de deux coulisseaux (18) diamétralement opposés, équipés de deux galets (19) sur leur partie extérieure et de deux mors de serrage (20) sur leur partie intérieure. Le deuxième plateau (21) commande le système de serrage à l'aide d'une came double qui agit sur les deux galets (19) et déplace les coulisseaux de serrage (18) vers l'axe du fil. L'entraiînement du deuxième plateau (21) se fait par un vérin rotatif (23) monté en sortie du moto-réducteur (24) d'entraînement du premier plateau (17). L'axe du vérin rotatif est solidaire du moto-réducteur du premier plateau et le corps du vérin rotatif est solidaire du deuxième plateau (21). I y a donc déplacement relatif du deuxième plateau par rapport au premier plateau ce qui provoque le serrage ou le desserrage du fil selon que l'on pilote le vérin dans un sens ou dans l'autre. Ce principe permet donc d'entraîner en rotation sans limitation du nombre de tour la tête centrale (7) d'une part et de serrer ou desserrer les mors de la tête centrale en pilotant le vérin rotatif cela quel que soit la position angulaire de la tête. D'autre part, toute I a partie commande de la tête a été sortie du mécanisme de la tête et reporté sur le bâti (31) de la machine par l'intermédiaire de deux courroies crantées de façon à obtenir un système très compact qui permet un entraxe minimum entre les deux derniers plis et autorise un travail du fil sur 360 . Chaque banc de pliage comporte aussi deux têtes latérales de pliage (8), montées sur des chariots (28) et positionnées numériquement de part et d'autre de la tête centrale (7). A chaque pli, le fil, tube ou profil est serré par une pince (25) illustrée figure 4 qui fait également office d'outillage de pliage. Lorsque la pièce est serrée, un doigt de pliage (26) cambre le fil de l'angle programmé. Après chaque pli, la pince (25) se desserre partiellement de telle sorte que l'outillage sert également de guidepièce et le chariot (28) porte tête se déplace pour réaliser le pli suivant. Le principe de la pince intégré à l'outillage permet de: - garder les efforts internes à la tête de pliage, - desserrer et repositionner la tête centrale pendant la phase de pliage, - déplacer axialement une piècedans la tête centrale et, - dégager une tête latérale puis translater axialement la pièce dans la tête centrale de façon à réduire I'entraxe minimum entre les deux derniers plis. Après chaque opération réalisée sur un banc (1,6 ou 9), les pièces sont serrées par les pinces (12) des préhenseurs. La pince de serrage (5), les pinces (25) des têtes de pliage (8) et le bridage (20) dans les têtes centrales (7) peuvent être desserrés. Les pièces sont alors transférées d'un banc à l'autre très rapidement pendant que les têtes de pliage (8) reviennent à leurs positions initiales. Le dispositif de transfert à commande numérique illustré figures 2a et 2b est composé d'un cadre suspendu (10) à quatre bielles (27) reliées par l'intermédiaire de réducteurs à un moteur électrique à vitesse variable. Sous ce cadre est accrochée une barre (11) par banc, équipée de pinces de préhension (12). Par un mouvement circulaire des bielles (27) les pinces du transfert déplacent la pièce à fabriquer d'un banc à l'autre. La référence (29) illustre une position de déchargement de pièce sur une aire de déchargement. Le procédé offre les avantages suivants: - pas de place perdue au sol car le dispositif de transfert est suspendu, dispositif modulable car, selon le nombre de bancs, il est aisé d'ajouter des barres porte-pinces, - un seul axe numérique est nécessaire pour gérer le transfert, - le temps de chaque cycle est très court, car il ne comporte qu'un seul mouvement d'accélération et de décélération, et - la possibilité de s'arrêter dans toutes les positions de la trajectoire. REVENDICATIONS 1. Procédé de pliage de fil, tube ou profil de grande longueur à commande numérique comportant une étape de pliage dudit fil, tube ou profil, caractérisé en ce qu'il comporte: - auparavant une étape de redressage et de coupe dudit fil, tube ou profil, - puis au moins une deuxième étape de pliage dudit fil, tube ou profil sur un deuxième banc de pliage, et en ce que les opérations de chargement, transfert et déchargement entre ces étapes sont réalisées par un manipulateur entièrement automatisé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les étapes sont réalisées et contrôlées par une seule commande numérique. 3. Dispositif de pliage (30) de fil, tube ou profil de grande longueur à commande numérique composé d'un chassis (31) comportant un banc de pliage (6) sur lequel est disposée une tête centrale (7) équipée d'un dispositif de serrage dudit fil, tube ou profil et au moins deux têtes de pliage (8) à axe vertical, caractérisé en ce que ledit chassis (31) comporte en outre: - une banc de redressage-coupe (1) dudit fil, tube ou profil, - au moins un deuxième banc de pliage (9) dudit fil, tube ou profil - et un manipulateur (10) réalisant l'automatisation des opérations de chargement, transfert et déchargement entre les bancs. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tête centrale (7) est équipée d'un système d'entraînement en rotation autour de son axe sans limitation de tour. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit système d'entraînement en rotation permet en outre de desserrer ledit fil, tube ou profil dans toutes les positions angulaires que peut prendre la tête centrale (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque tête de pliage (8) est équipée d'une pince (25) de serrage dudit fil, tube ou profil qui fait également office d'outil de pliage et d'un doigt de pliage (26) entraîné en rotation par un moteur électrique.