Brevet FR2829411A1 — publié le 20030314

polymère. 1 - 2829411 SYSTEME DE DECOUPAGE AVEC VOLUME DE COPEAUX CONSTANT POUR MACH I NE -OUTI L DESCRIPTION La présente invention a pour objet un système de découpage avec volume de copeaux constants pour machines- outils. L' invention trouve son application particulièrement, même si non exclusivement, dans le domaine de l'usinage automatique des barres métalliques, en tubes comme pour les barres pleines, moyennant des unités de travail. PRÉAMBULE L'usinage des barres métalliques est connu. Celui-ci s'intéresse généralement à l'extrémité de la pièce, exécutant par exemple, l'aboutement, les émoussements interne et externe, les filetages interne et externe et ainsi de suite. S'agissant d'usinages automatiques, on procède généralement en prédisposant, dans la machine- outil, la barre à traiter, aussi bien creuse en tuyau que pleine. Donc, la première phase consiste à découper ou à couper la pièce, pour ensuite la soumettre à des usinages successifs. Les divers usinages successifs sont ainsi effectués par des unités d'usinage fixes, alors que la pièce à travailler est transférée de facon cyclique devant chaque unité moyennant une table tournante, connue comme "transfert". On a précédemment observé que la première phase de l'entière séquence d'usinage, du tuyau comme de la pièce pleine, est celle du découpage, de sorte que seulement une fois le découpage exécuté, la table tournante à laquelle est fixée la pièce ainsi coupée, pourra la transférer devant les autres stations périphériques pour les usinages successifs. Dans le but d'obtenir la capacité productive maximale, l'objectif commun des entreprises qui construisent de telles machines automatiques, est donc celui de contenir au maximum le temps des diverses opérations et en particulier de la phase de découpage ou - 2 - 2829411 de coupure de la barre, qui, dans la solution décrite, précède tous les usinages successifs. Réduire ce temps, toutefois, signifie aussi compromettre sensiblement la durée de l'outil de découpage, qui dans le cas présent est donné par une lame à disque. C'est pourquoi, il s'est avéré indispensable d'individualiser des techniques d'usinage visant au meilleur compromis entre la durée de vie de la lame et le temps nécessaire à la phase de découpage, également à cause des frais qui dérivent de l' acquisition et du remplacement de la lame, avec pour conséquence les temps morts d'arrêt de la machine nocessaires à l' intervention. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Il est connu que la lame est constituée d'une série de dents ou tranchants, placés le long de sa circonférence avec un écartement déterminé, qui dans la plupart des cas est constant. L'une des principales causes d'usure de la lame sont les vibrations induites par le découpage interrompu qui se réalise le long de l'entière course de l'unité tronconneuse, entendant par cela de la position o le disque de découpage effleure la surface de la pièce à couper jusqu'à lorsque le découpage a été complété. Donc la condition idéale, en vue de réduire ces vibrations, serait celle de disposer d'une lame avec un nombre infini de tranchants. De toute évidence et du point de vue pratique, cela n'est pas possible parce que la vitesse de découpage qu'il faudrait adopter serait trop élevée. Cependant, on peut en tout cas affirmer être proche de la condition idéale de découpage, en fonction du nombre de dents de la lame en adéquation avec la vitesse de découpage. D'autre part, il faut en outre considérer qu'avoir un nombre élevé de dents signifie aussi avoir un espace ou une ouverture minimum entre une dent et une autre, avec le risque d' accumulation du copeau avec un volume de matériau excessif. Cette circonstance donne lieu à la naissance de - 3 _ 2829411 frottements entre la lame, la dent et le copeau et comporte donc le défaut de provoquer une usure excessive de la lame. Maintenant, vu que pendant la phase de découpage, par exemple d'une barre pleine, une dent générique de la lame (qui tourne à vitesse constante), rencontre un éventail de matériau à couper de longueur différente, selon que l'on se trouve au début du découpage (arc de découpage petit) ou au centre (arc de découpage maximum), on daduit intuitivement que le matériau accomulé entre une dent et l'autre sera inférieur ou majeur respectivement au début du découpage (petit arc de contact pièce-lame) et à la fin (grand arc de contact pièce-lame). Naturellement, le même raisonnement est de façon qualitative analogue pour le découpage d'un toyau générique. Tout cela considéré, en définitive, se comprend comme une facon de réduire ou d' augmenter le volume de copeaux accumulés en une ouverture et comme celui de diminuer ou d' augmenter la vitesse d'avancement de l'axe de la tronconneuse, en conservant la vitesse de découpage, c'est-à-dire de rotation, constante. En bref, on peut donc affirmer que, dans un centre de travail avec unité tronçonneuse du type traditionnel tels que les équipements principalement diffusés, la vitesse d'avancement est maintenue constante. Vice-versa, dans les équipements plus évolués, celle-ci varie à paliers, normalement trois, selon le point o l'on se trouve. I NCONVENI ENTS En principe, il est possible d'affirmer que les solutions traditionnelles paraissent encore éloignées des conditions de découpage optimales. En effet, celles-ci sont en fin de compte limitées, devant satisfaire les exigences mises en évidence ci-dessus contraignant à un compromis et qui, de ce fait, d'un côté sauvegarde la durée des lames de découpage mais de l'autre pénalise le temps d'exécution de la phase de découpage. 282941 1 - 4 - En conclusion, on peut affirmer que les systèmes de découpage jusqu'à maintenant adoptés ne rejoignent jamais la réduction maximale possible du temps d'exécution de la phase de découpage en relation à un seuil déterminé d'usure de la lame, pré définle normale. Tout cela considéré, la nécessité apparaît évidente d'individualiser des solutions alternatives et principalement fonctionnelles en relation avec celles jusqu'à maintenant disponibles ou en tout cas déductibles. Le but de la présente invention est donc celui d'offrir sur le marché une solution qui puisse satisfaire principalement les exigences du public acquéreur. DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce but et d'autres sont atteints avec la présente invention selon les caractéristiques détaillées des revendications annexées, résolvant les problèmes exposés moyennant un système de découpage avec volume de copeaux constant pour machines-outils qui comprennent au moins une phase de découpage de tuyau ou barre ronde, o la vitesse d'avancement de l'unité de coupure, contrôlée par une unité logique, s'adapte de manière continue et réqulière, en maintenant constant le volume de copeaux enlevé et accumulé dans chaque ouverture de la lame de découpage, sachant que pour le découpage d'une barre, on aura une vitesse d'avancement majeure au début et à la fin du découpage et une vitesse inférieure dans la zone centrale. AVANTAGES. De cette manière, par le notable apport créatif dont l'effet constitue un progrès technique immédiat, quelques objectifs sont remportés. En premier lieu, on obtient une sensible réduction du temps de découpage, par rapport aux valeurs qu'on peut relever en équipements standard. I1 apparaît opportun de noter que cette épargne de temps se réalise toujours, quels que soient les diamètres de la lame et de la barre à couper. 282941 1 - 5 - En définitive, il a été possible de réaliser une machine pourvue d'un bon contenu technologique avec un système en mesure de diminuer le temps de découpage, en se maintenant toutefois le plus proche possible des conditions idéales de découpage et par conséquent, obtenant une durée de vie de la lame majeure par rapport aux solutions pré-existantes. Ces avantages et d'autres apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d' au moins une solution préférentielle de réalisation à l' aide des graphiques schématiques annexés dont les détails d'exécution ne doivent pas être considérés limitatifs mais seulement à titre d'exemples. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un graphique qui représente la confrontation du mouvement de l'axe de coupure selon la technique de découpage standard (1), et le mouvement de l'axe de coupure selon la technique de découpage proposée dans la présente invention (2). L'analyse a été conduite en exécutant l'usinage d'un tuyau de 50 mm de diamètre et d'une épaisseur de 8 mm. La figure 2 est un second graphique qui représente la confrontation du temps nécessaire pour exécuter la phase d'usinage selon la technique de découpage standard (1), et le temps nécessaire selon la technique de découpage proposée dans la présente invention (2). L'analyse a été conduite pour un tuyau de 50 mm de diamètre et d'une épaisseur de 8 mm. Enfin, la figure 3 est un énième graphique qui représente la confrontation du volume de copeaux accumulé à l'intérieur de chaque ouverture selon la technique de découpage standard (1), et le volume de copeaux accumulé selon la technique de découpage proposée dans la présente invention (2). L'analyse a été conduite toujours en exécutant l'usinage d'un tuyau de 50 mm de diamètre et d'une épaisseur de 8 mm. - 6 - 2829411 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION Prenant pour future référence les figures, on relève que le but de la présente invention est celui de permettre la variation de la vitesse d'avancement de l'axe mécanique de l'unité tronconneuse, de façon à maintenir constant le volume de copeaux enlevé par chaque dent. En représentant schématiquement l'algorithme, prédisposé convenablement dans l'unité logique de la machine-outil, il faut considérer préliminairement que le volume de copeaux enlevé par chaque dent de la lame mesuré en [mm^3/dent] est donné par: q = ARC x S x az o, * q = volume de copeaux accumulé entre deux dents de la lame [mm^3/dent]. * ARC = est l'arc résultant de l' intersection entre la circonférence moyenne de la lame et la pièce circulaire à couper [mm] * S = épaisseur du disque [mm] * Az = avancement par dent de l'axe de coupure [mm/dent] En ce qui concerne l'épaisseur de la lame ou disque, on observe qu'il s'agit d'une donnée connue, en ce qu'on suppose que, relativement à l'opération à exécuter, le disque à utiliser ait déjà été choisi. On obtient l'arc d' intersection par une relation mathématique obtenue résolvant le système entre l'équation de la circonférence de la lame et l'équation de la circonférence de la barre circulaire à couper en fonction du point o se trouve la lame à l'intérieur de la barre. On obtient ainsi la relation ARC = f(x) o x est la position de la lame. Dans ce cas x = "0" lame au début du découpage, x = "diamètre barre" lame à la fin du découpage. Le volume de copeaux enlevé "q", dont nous voulons qu'il reste constant, se calcule supposant que la lame soit dans les conditions d'élimination maximale c'est-à _ 7 _ 2829411 dire sur le diamètre du plein (ou, dans le cas de tuyaux, à l'intérieur de l'épaisseur avec la lame tangente au trou). Dans ces conditions, on introduit une valeur pour l'avancement par dent "az'' et on calcule "q" avec la formule reportée. Selon le diamètre de la barre à couper, on crée un échantillonnage de points à divers niveaux à partir de "O" jusqu'à l'obtention du diamètre de la barre à couper et on applique la relation: az = q/(ARCO x S) L'avancement absolu, en vue de la détermination du mouvement de l'axe de l'unité tronçonneuse, s'obtient par la relation: a = az x z x n avec: * a = avancement absolu de la tronçonneuse en [ mm/min] * z = nombre de tranchants de la lame (donnée connue) * n = nombre de tours de la lame [tours par minute] (donnée connue) - 8 - 2829411 REVEND I CAT I ONS 1. Système de découpage avec volume de copeaux constant pour machinesoutils qui comprennent au moins une phase de découpage de tuyau ou de barre ronde, o sont connus: z = nombre de tranchants de la lame n = nombre de tours de la lame [tours par minute] az = avancement par dent de l'axe de coupure [mm/dent] caractérisé par le fait que la vitesse d'avancement de l'unité de coupure, contrôlée par une unité logique, s'adapte de manière continue et réqulière, en maintenant constant le volume de copeaux accumulé dans chaque ouverture de la lame de découpage, étant prévue la relation: a = az x z x n avec a = avancement absolu de la tronconneuse en [ mm/min] 2. Système de découpage avec volume de copeaux constant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'avancement par dent de l'axe de coupure est déterminé par la relation az = q/(ARC x S) sachant que * q = volume de copeau accumulé entre deux dents de la lame [mm^3/dent] * ARC = est l'arc résultant de l' intersection entre la circonférence moyenne de la lame et la pièce circulaire à couper [mm] * S = épaisseur du disque [mm] * az = avancement par dent de l'axe de coupure [mm/dent] 3. Système de découpage avec volume de copeaux constant pour machines-outils, selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le volume de copeaux enlevé par chaque dent de la lame mesuré en [mm^3/dent] est donné par q = ARC x S x az 9 282941 1 4. Système de découpage avec volume de copeaux constant pour machines-outils selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la vitesse d'avancement de l'unité de coupure, contrôlée par une unité logique, s'adapte de manière continue et régulière, en maintenant constant le volume de copeaux accumulé dans chaque ouverture de la lame de découpage, sachant que pour le découpage d'une barre on aura une vitesse d'avancement majeure au début et à la fin du découpage, et une vitesse