Brevet FR2785210A1 — publié le 20000505

"Procédé et dispositif d'élimination automatique des extrémités antérieure et postérieure de barres de matériau à façonner sur des presses de formage" L'invention se rapporte à un procédé pour l'élimination automatique des extrémités antérieure et postérieure de barres de matériaux de longueur finie, à façonner sur des presses de formage, lesdites barres étant d'abord déplacées suivant un mouvement continu sur un trajet de transport rectiligne et ensuite amenées, par avance intermittente contre une butée, à une lame de cisaillement dans la zone de laquelle au moins la partie d'extrémité antérieure et la partie d'extrémité postérieure de chaque barre de matériau sont éliminées. L'invention se rapporte par ailleurs à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les presses horizontales automatiques transformant du matériau en barres en pièces & des cadences allant jusqu'à plusieurs centaines de pièces par minute sont alimentées en continu avec des barres de matériau qui sont souvent chauffées avant le formage. Immédiatement avant le formage, les barres sont sectionnées à l'aide d'une lame de cisaillement en tronçons de même longueur qui doivent satisfaire à des tolérances de volume relativement étroites. Afin de garantir que chaque tronçon présente le volume nécessaire, les parties d'extrémité antérieure et postérieure des barres sont éliminées. Le mode de mise en oeuvre suivant un procédé connu sera décrit ci-après avec référence aux figures 3 et 4. Des barres de matériau 2 sont amenées A partir d'un magasin de barres à une presse de formage 1 qui doit être alimentée en tronçons 16 de longueur a prédéterminée, obtenues à partir des barres 2. Il n'arrive pratiquement jamais qu'une barre 2 soit sectionnée en tronçons de longueur a sans que subsiste une partie résiduelle; au contraire, il subsiste toujours, sur une barre 2, une partie d'extrémité postérieure 4 qui doit être éliminée. Etant donné que la barre 2 suivante se raccorde sans intervalle à la barre précédente, il se produit ici également une partie d'extrémité antérieure 3 à éliminer. Les barres 2 sont avancées à l'aide de rouleaux de transport 15, sont transportées contre une butée de barre 2 et sont ensuite sectionnées en tronçons 16 à l'aide de la lame de cisaillement 6. Deux barrières photoélectriques 13 et 14 se trouvant à une distance F connue l'une de l'autre dans le sens de transport en amont des rouleaux de transport 15 à entraînement mécanique. La barre 2 en prise avec les rouleaux 15 est déplacée de façon intermittente, à chaque cycle de travail de la presse, de la valeur d'une course d'alimentation qui correspond à la longueur a d'un tronçon 16 de volume correct, à sectionner par la lame de cisaillement 16, contre la butée de barre 2. La barre suivante sortant du magasin de barres ou éventuellement d'un réchauffeur est d'abord avancée à vitesse constante. Il se produit ainsi, à chaque alimentation de la presse, brièvement un intervalle entre les deux barres, correspondant au moins à une course d'alimentation ou une longueur de tronçon a. Lorsque l'extrémité postérieure de la barre 2 en prise avec les rouleaux 15 passe la première barrière photoélectrique 13, cette dernière déclenche dans le calculateur de la presse le comptage des courses d'alimentation suivantes. Lorsque l'extrémité postérieure de cette barre, comme le montre la figure 4, passe la deuxième barrière photoélectrique 14, le calculateur détermine le nombre des courses intervenues entre les barrières photoélectriques. Avant que l'extrémité postérieure de la barre en prise avec les rouleaux 15 atteigne les rouleaux de transport 15, le rouleau de transport supérieur qui est le premier dans le sens de transport est soulevé, et la barre suivante rattrape, & vitesse rapide, l'extrémité postérieure de la barre précédente, de sorte que l'intervalle entre les deux barres est comblé. Ensuite, le rouleau de transport supérieur est de nouveau abaissé. Les deux barres sont alors transportées sans intervalle entre elles. Après le déclenchement de la deuxième barrière photo- électrique 14, le calculateur de la presse décompte, à chaque course de transport supplémentaire, le nombre préalablement calculé de courses de transport restantes jusqu'à la lame de cisaillement et envoie une impulsion à la commande de la presse lorsque le tronçon qui se compose de deux parties d'extrémités de barres est appliqué contre la butée de barre. Pendant l'opération de cisaillement qui se déroule pendant le cycle suivant de la presse, ce tronçon intermédiaire est éliminé. A l'aide de la distance F entre les barrières photoélectriques, le calculateur doit calculer le nombre de courses de transport sur la distance restante E jusqu'à la lame de cisaillement, pour pouvoir éliminer le tronçon intermédiaire à l'instant correct. Ce procédé connu présente une série d'inconvénients. Ce n'est que dans des conditions de fonctionnement pratiquement idéales que le procédé fonctionne avec une fiabilité suffisante. Tout glissement entre les rouleaux de transport 15 et la barre 2 à transporter fausse le résultat de la mesure, de sorte qu'il n'est pas possible de prédire avec une sécurité suffisante que le tronçonnage et l'élimination des parties d'extrémités des barres ont lieu à l'instant correct. Il n'est souvent pas possible d'utiliser des rouleaux de transport profilés, pour réduire le glissement, du fait que des rouleaux profilés laissent subsister par exemple des points de pression indésirables sur les barres chauffées, ce qui peut réduire la qualité de surface des pièces formées à la presse. A cela s'ajoute des imprécisions ou aléas concernant la mesure par barrière photoélectrique. A ce sujet, la précision de l'alignement de l'émetteur infrarouge et du réflecteur et de la perpendicularité du rayon lumineux par rapport à la barre sont d'une importance décisive. Un point faible du système de surveillance par barrière photoélectrique, fonctionnant par tout ou rien, consiste dans le risque important de défaillance dans le cas o les barres se succèdent de façon jointive. En effet, l'intervalle qui est brutalement créé pendant peu de temps derrière la barre en prise avec les rouleaux et la barre suivante est de nouveau rapidement comblé par la barre suivante avancée en continu. Cela dépasse souvent la rapidité de réponse du système de détection photoélectrique par infrarouge, et il se produit par ailleurs un encrassement rapide des réflecteurs par la calamine provenant des barres réchauffées. Le but de la présente invention est de perfectionner le procédé connu de manière à éliminer les inconvénients précités. L'invention vise donc un procédé pour l'élimination automatique des parties d'extrémités des barres de matériau, procédé dont le fonctionnement correct ne soit pas altéré par le glissement ou une course excessive des rouleaux de transport. Le procédé doit permettre de déceler de façon fiable l'intervalle entre deux barres successives même dans le cas o les barres sont de faible longueur. En outre, le procédé doit résoudre le problème de l'encrassement et donc de la défaillance des barrières photoélectriques. Le procédé conforme à l'invention et le dispositif pour sa mise en oeuvre doivent être capables de permettre, dans des conditions de production rudes, une détection fiable de la zone des parties d'extrémités de deux barres successives et d'assurer, par élimination de ces parties d'extrémités, une qualité élevée des pièces formées. Ce but est atteint, selon l'invention, par un procédé comprenant les étapes suivantes: a) détermination de la distance (a), dans la direction de l'axe longitudinal de la barre de matériau (2), entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5); b) surveillance de l'entrée de l'extrémité postérieure (4) de la barre de matériau (2) dans une zone de mesure (7) qui, dans le sens de transport, est disposée à une distance (e) en amont du plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6); c) lors de l'entrée de l'extrémité postérieure (4) de la barre de matériau (2) dans la zone de mesure (7), détermination de la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2); d) calcul de la longueur restante (L) de la barre de maté- riau (2) selon la relation: L= f + E + a e) calcul du nombre (n) des courses d'alimentation néces- saires pour la longueur restante (L) de la barre de matériau (2), suivant la relation: n = nombre entier (L/a) f) exécution du nombre (n) de courses d'alimentation; g) élimination de la partie d'extrémité (4) de la barre qui subsiste après l'exécution du nombre (n) de courses d'alimentation, conjointement avec l'extrémité antérieure (3) de la barre suivante (2), d'une manière connue en soi. Le procédé proposé se distingue essentiellement du procédé connu par le fait qu'une mesure dimensionnelle (mesure de longueur, voir étape de procédé c) a lieu sur la barre, tandis que selon l'état de la technique, il est prévu uniquement une estimation de la longueur de barre sur le trajet de déplacement entre deux barrières photoélectriques. Suivant un premier mode de réalisation, la détermination de la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) selon l'étape de procédé c) s'effectue sur la barre (2) au repos. Le procédé proposé procure les avantages recherchés, à savoir: - Il permet une mesure précise de la longueur de barre et donc une définition précise de la zone de cisaillement dans laquelle se trouvent les parties d'extrémités de barre; ces derniers peuvent ainsi être éliminés de façon sûre et fiable, ce qui évite le formage de pièces défectueuses. - Le glissement et les courses excessives des rouleaux d'alimentation (15) sont sans importance dans le cas du procédé conforme à l'invention et n'affectent pas la détermination du tronçon à éliminer. - Des intervalles entre barres même petits peuvent être décelés de façon fiable. - La progression d'une extrémité de barre peut être suivie avec précision. - Les mouvements intervenant lors du transport de la barre n'affectent pas la détermination du tronçon à éliminer. Pour améliorer la fiabilité du procédé, il est en outre possible de tenir compte d'une limite de sécurité lors du calcul du nombre (n) des courses d'alimentation nécessaires pour la longueur restante (L) de la barre de matériau (2), selon l'étape e) ci-dessus. Cette limite de sécurité s'élève de préférence à au moins un quart de la distance (a). Le dispositif conforme à l'invention pour l'élimination automatique comprend: - un trajet de transport rectiligne, - des moyens (15) pour le déplacement continu et intermit- tent de la barre de matériau (2), - une butée (5), - une lame de cisaillement (6) et - des moyens pour éliminer les parties d'extrémités de barre (3, 4). Selon l'invention, le dispositif comprend, en outre, - des moyens (8) pour déterminer la distance (a), suivant l'axe longitudinal de la barre de matériau (2), entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5); des moyens (9) pour déterminer la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) dans une zone de mesure (7); des moyens (10) pour calculer la longueur restante (L) de la barre de matériau (2) et le nombre (n) des courses d'alimentation nécessaires pour la longueur restante (L) de la barre de matériau (2). De préférence, les moyens (8) pour déterminer la distance (a) entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5) est comprennent un détecteur de déplace- ment ou de trajet (11) incrémental. Par ailleurs, les moyens (9) pour déterminer la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) peuvent avantageusement comprendre un scanneur-laser (12) qui se compose d'une diode-laser (émetteur) et d'une optique télécentrique (récepteur). En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci- après un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 représente schématiquement une presse de formage sur laquelle le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre; la figure 2 représente également de façon schématique la presse de formage ainsi que les éléments néces- saires du dispositif; les figures 3 et 4 représentent la solution connue selon l'état de la technique. La représentation schématique de la figure 1 montre une presse de formage 1 dans laquelle est tirée une barre de matériau 2. Une deuxième barre de matériau 2 fait suite à la première en provenant de gauche d'un magasin de barres non représenté ou d'un réchauffeur. Dans la barre d'un matériau 2 doivent être coupés des tronçons 16 d'une longueur a, à l'aide d'une lame de tronçonnage 6 et d'une butée de barre 5. La barre 2 est poussée à l'aide de rouleaux de transport contre la butée 5; dans cette position, la lame de cisaillage 6 çoupe un tronçon 16. En général, il n'est pas possible de subdiviser une barre de matériau 2 en une multitude de tronçons 16 de longueur a déterminée sans former un morceau résiduel; au contraire, il reste un morceau d'extrémité postérieure 4 ayant une longueur b4, Etant donné que la barre 2 suivante (de gauche) est en appui contre l'extrémité postérieure de la barre 2 se trouvant déjà en prise avec les rouleaux de transport 15, il faudra également cisailler un morceau d'extrémité antérieure 3 sur la barre suivante; ce morceau d'extrémité 3 présente une longueur b3. En vue d'une élimination sûre et fiable du tronçon composé des deux morceaux résiduels 3 et 4, il est nécessaire de connaître avec précision la longueur restante L de la barre de matériau 2. Plus la précision avec laquelle cette longueur est déterminée est grande, plus le fonctionnement du procédé d'élimination est fiable. On reconnaît sur la figure 2 la manière suivant laquelle le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre selon cet exemple de réalisation. Pour la mise en oeuvre du procédé, on effectue d'abord la détermination de la distance a entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement 6 et la butée 5. Il est prévu à cet effet un détecteur de trajet 11 incrémental qui permet de déterminer avec une précision suffisante la valeur a. Le détecteur de trajet 11 incrémental mesure la course de réglage horizontal relative de la butée de barre 5. Après calibrage à l'aide d'un tronçon de réglage, la distance a entre le plan de cisaillement et la butée 5 peut être dérivée à tout moment à partir de la mesure de position de la butée 5. Il est par ailleurs prévu un scanneur-laser 12 (disposi- tif d'exploitation à balayage). Ce dernier se trouve à une distance E en amont du plan de cisaillement de la lame de cisaillement 6. Le scanneur-laser 12 est en mesure de surveiller (balayer) une largeur de mesure F d'une zone de mesure 7 et de mesurer la longueur d'une extrémité de barre dans la zone de mesure 7. La diode-laser (émetteur) représentée dans la partie supérieure de la figure émet de la lumière laser sur une optique télécentrique (récepteur) représentée dans la partie inférieure de la figure. Lorsque l'extrémité de la barre en prise avec les rouleaux d'alimentation 15 se trouve, après une course d'alimentation, à l'intérieur de la zone de mesure 7, on mesure la longueur f, c'est-à-dire la position de l'extrémité postérieure 4 de la barre 2 dans la zone de mesure 7, de l'ombre portée sur la tête du scanneur. A partir de la distance E connue séparant la fenêtre de mesure laser du plan de cisaillement, à partir de la valeur mesurée f et à partir de la longueur de tronçon a mesurée sur la butée de barre 5, on calcule la longueur L restante de la barre 2 en prise avec les rouleaux 15, selon la relation L= f + E + a Connaissant cette longueur L et la longueur du tronçon 16 (a), il est possible de calculer et de déterminer l'opéra- tion d'élimination de la manière décrite ci-après. On calcule le nombre n des courses d'alimentation à effectuer pour la longueur restante L de la barre de 1l matériau 2, courses à l'issue desquelles le tronçon intermédiaire (comprenant l'extrémité postérieure 4 et l'extrémité antérieure 3 des deux barres 2 successives) se trouve à la butée de barre 5. Ce nombre correspond à n = nombre entier (L/a) De cette manière, il est possible de déterminer avec précision quand les deux parties d'extrémités 3 et 4 se trouvent dans la zone de cisaillement, de sorte que ces morceaux puissent être éliminés de façon fiable. Dans la pratique, il est d'une grande importance que l'élimination soit assurée avec une fiabilité suffisante. C'est la raison pour laquelle on ajoute généralement un "complément de sécurité", c'est-a-dire une tolérance dont il est tenu compte pour l'élimination des parties d'extrémités. Pour cela, il est possible de procéder de la manière décrite ci-après. La longueur b4 de la partie d'extrémité postérieure 4 de la barre en prise avec les rouleaux 15 correspond à b4 = L - n x a. Pour apprécier la position de la jonction des deux parties dans le tronçon intermédiaire, on forme un coefficient de position lambda. Ce coefficient de position est défini comme suit Lambda = b4/a Lorsque le coefficient de position Lambda est supérieur ou inférieur à une limite de sécurité supérieure ou infé- rieure S, il est possible de décider qu'un tronçon supplé- mentaire situé derrière ou devant le tronçon intermédiaire doit être éliminé. La valeur de sécurité S définit à quelle distance la jonction entre les deux barres peut se situer de l'extrémité antérieure ou de l'extrémité postérieure du tronçon intermédiaire sans que l'éjection d'un tronçon supplémentaire ne soit nécessaire. Du fait qu'il n'est pas possible d'exclure avec certitude des imprécisions mineures pendant le montage ou le fonctionnement, il est recommandé de prévoir une valeur limite de sécurité S de par exemple 0,25, c'est-à-dire un quart de la longueur de la distance a. Par utilisation des critères suivants, on détermine à nouveau à l'issue de combien (m) de courses d'alimentation l'opération d'élimination doit commencer, et combien (z) de tronçons seront concernés: S S: m = n, z = 2 Le nombre m des courses d'alimentation jusqu'à l'élimination est ensuite décompté pas à pas à partir de la course d'alimentation suivante. L'élimination de z tron- çons commence lorsque m = 0. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'élimination automatique des extrémités antérieure (3) et postérieure (4) de barres de matériaux (2) de longueur finie (LO) à façonner sur des presses de formage (1), ces barres étant d'abord déplacées suivant un mouvement continu sur un trajet de transport rectiligne et ensuite amenées, par avance intermittente contre une butée (5), à une lame de cisaillement (6) dans la zone de laquelle au moins l'extrémité antérieure (3) et l'extrémité postérieure (4) de chaque barre de matériau (2) sont éliminées, caractérisé par les étapes suivantes: a) détermination de la distance (a), suivant l'axe longitu- dinal de la barre de matériau (2), entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5); b) surveillance de l'entrée de l'extrémité postérieure (4) de la barre de matériau (2) dans une zone de mesure (7) qui est disposée, dans le sens de transport, à une distance E en amont du plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6); c) lors de l'entrée de l'extrémité postérieure (4) de la barre de matériau (2) dans la zone de mesure (7), dé- termination de la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2); d) calcul de la longueur restante (L) de la barre de maté- riau (2) suivant la relation: L= f+ F +a e) calcul du nombre (n) des courses d'alimentation néces- saires pour la longueur restante (L) de la barre de matériau (2), suivant la relation: n = nombre entier (L/a) f) exécution d'un nombre (n) de courses d'alimentation; g) élimination de la partie d'extrémité (4) de la barre qui subsiste après exécution du nombre (n) de courses d'alimentation, conjointement avec l'extrémité anté- rieure (3) de la barre suivante (2), d'une manière connue en sol. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la détermination de la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) suivant l'étape c) s'effectue sur la barre (2) au repos. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que pour le calcul du nombre (n) des courses d'alimentation à effectuer pour la longueur restante (L) de la barre de matériau (2) selon l'étape d), on tient compte d'une limite de sécurité. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la limite de sécurité s'élève à au moins un quart de la distance (a). 5. Dispositif pour l'élimination automatique de l'extrémi- té antérieure (3) et de l'extrémité postérieure (4) de barres de matériau (2) de longueur finie (Lo) à façonner sur des presses de formage (2), en particulier pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant - un trajet de transport rectiligne, - des moyens (15) pour déplacer de façon continue et inter- mittente la barre de matériau (2), - une butée (5), - une lame de cisaillement (6) et - des moyens pour éliminer des parties d'extrémités (3, 4) de barres caractérisé par - des moyens (8) pour déterminer la distance (a), suivant l'axe longitudinal de la barre de matériau (2), entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5); - des moyens (9) pour déterminer la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) dans une zone de mesure (7); des moyens (10) pour calculer la longueur restante (L) de la barre de matériau (2) et le nombre (n) des courses d'avancement nécessaires pour la longueur res- tante (L) de la barre de matériau (2). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens (8) pour déterminer la distance (a) entre le plan de cisaillement de la lame de cisaillement (6) et la butée (5) comprenant un détecteur de déplacement ou de trajet (11) incrémental. 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens (9) pour déterminer la position précise (f) de l'extrémité postérieure (4) de la barre (2) est un scanneur-laser (12) composé d'une diode-laser (émetteur) et d'une optique télécentrique (récepteur).