Brevet FR2822745A3 — publié le 20021004

FR 2822745 A3 20021004 FR 0104524 A 20010403 INSTALLATION AUTOMATIQUE POUR LA PRODUCTION DE BOBINES EN BOIS POUR L'ENROULEMENT DE CABLES ELECTRIQUES ET SIMILAIRES Le présent modèle concerne une installation automatique pour la production en série de bobines en bois, de dimensions différentes, utilisées pour enrouler des câbles électriques et similaires. Le procédé de production connu des bobines en bois consiste en une série d'opérations distinctes effectuées les unes à la suite des autres au moyen des interventions manuelles suivantes : découpe des planches de bois à l'aide de scies électriques, scies à chaîne ou scies à ruban ; rabotage pour obtenir des épaisseurs uniformes ; assemblage et rivetage des joues à l'aide de pistolets à air comprimé à actionnement manuel ; rabattage de la pointe des clous ; perçage central des joues, avec perceuse radiale. Ce système de production est donc caractérisé par une incidence élevée de la main-d'oeuvre et par une faible productivité, de l'ordre d'une joue de dimensions moyennes toutes les dix minutes environ pour l'assemblage et le rivetage, le perçage, pour l'arrondissage, la réalisation des bordures et le rainurage. Le présent modèle a pour objet d'automatiser la production des bobines en bois, en réduisant les temps de production, jusqu'à permettre de produire, par exemple une joue chaque minute par ligne. L'objet est atteint par l'installation automatique selon le modèle, constituée d'une succession de machines d'opérations, reliées par des lignes de transfert, de manière à être alimentées, en continu, en matériau brut et à déterminer la sortie terminale du produit fini, comprenant : des moyens de chargement ; une riveteuse avec rabatteurs actionnés par air comprimé, avec un système de rotation automatique pour l'entraînement de chaque joue, en synchronisme avec la vitesse de rivetage maximale ; une ligne de transfert vers le perçage ; un dispositif de perçage, à positionnement millimétrique, pour les opérations de deux postes : - réalisation de tous les orifices de grand diamètre et de ceux situés à l'intérieur de la circonférence sous tambour et ensuite des orifices externes ; - réalisation de l'orifice à 450 eut d'autres orifices éventuels ; une ligne de transfert jusqu'à la finition des joues ; une scie à ruban automatique ; une machine combinée pour la finition des bobines ; une ligne de transfert vers le déchargement ; un dispositif de décharge des joues des bobines finies. Les avantages de l'invention sont nombreux et évidents : rapidité de production ; réduction des coûts de main-d'oeuvre hygiène pour les opérateurs et caractère écologique des dérivés de la production ; diminution de la pollution acoustique ; caractère fonctionnel de l'automatisme. Le modèle est décrit plus en détail dans les paragraphes suivants à l'aide des dessins qui en représentent un exemple de réalisation non limitatif et sur lesquels : la figure 1 représente le schéma-bloc d'une installation automatique pour la production de bobines en bois pour l'enroulement de câbles électriques et similaires ; les figures 2 et 3 sont une représentation schématique latérale et supérieure du niveau de travail i la figure 4 représente le niveau de chargement ; la figure 5 représente, en détail, le gradin permettant de soulever le train de rouleaux ; les figures 6 et 7 représentent la succession des machines de perçage respectivement pour le perçage central, externe et celui de l'orifice à 450 eut de tous les éléments restants ; la figure 8 représente la machine combinée pour la finition des joues des bobines en bois ; la figure 9 représente une variante de poste d'usinage réalisée sous la forme d'une structure fermée, pour l'aspiration des produits de rebut, dérivés des moyens de finition et de perçage ; la figure 10 représente le composant du dispositif permettant le traçage de la rainure interne des joues ; la figure 11 décrit la section de déchargement des joues finies ; les figures 12,13 et 14 représentent les phases d'assemblage des bobines et la pose de lattes sur le tambour et des lattes externes ; les figures 15 et 16 représentent, en plan et en représentation schématique latérale, un tapis de lattes à appliquer, en variante au procédé manuel, aux bobines enroule-câbles B, avec un rivetage de fixation, représenté à titre d'exemple sur la figure 17. Les figures représentent une installation automatique pour la production de bobines en bois pour l'enroulement de câbles électriques et similaires, comprenant un établi pour l'assemblage des joues F, décrit sur les figures 2 et 3, doté d'une base de travail 1 de diamètre correspondant à la joue F à produire, faisant office de butoir pour la mesure périphérique en plus de présenter un encombrement minimal, d'un arc 2 muni de ventouses 3, mû par une crémaillère 4 qui prend les axes en bois A et les dépose sur ladite base où, à l'aide de photocellules 5 et de pistons 6, la position de chaque pièce est repérée. Dans la partie centrale, en dessous de ladite base de travail 1, se trouve un groupe de rotation et, à ses deux extrémités, deux machines riveteuses diamétralement opposées qui permettent d'obtenir la fixation préliminaire pour le rivetage définitif qui suit, de manière à réaliser l'usinage avec une rotation de 180 . Ledit établi pourra être utilisé durant les phases de chargement et de déchargement, soit manuellement, déchargé par un éjecteur sur train de rouleaux en allant directement servir la ligne de rivetage ou déchargé sur tapis hydraulique, soit automatiquement à l'aide d'un système robotisé. Dans la ligne de production de l'installation selon le modèle, lesdits axes adjacents A sont ensuite amenés dans le niveau de chargement décrit sur les figures 4 et 5, constitué par un train de rouleaux 7, avec des guides en forme de gradin 8, capable de soulever ledit train de rouleaux 7 pour servir chaque pièce en production au niveau de l'établi de la machine et de le faire disparaître en l'abaissant, au contraire, pour permettre le rivetage définitif, effectué dans le sens circulaire, par une riveteuse multiple. Le niveau de chargement est complété par un niveau oléodynamique, c'est-à-dire par un tapis de chargement de type hydraulique. En ce qui concerne ladite riveteuse multiple, lorsque la joue F a dépassé le centre, par l'intermédiaire d'une photocellule et d'un piston, celle-ci est centrée en position orthogonale, le rivetage est complété, le plateau s'ouvre et la joue F est libérée par la phase suivante de la ligne de production. Dans l'opération décrite ci-dessus, on peut augmenter ou diminuer l'allure et la vitesse du rivetage. La liaison entre la phase de rivetage et la phase suivante de perçage s'effectue à l'aide de trains de rouleaux qui déchargent chaque pièce usinée et chargent la suivante. Le poste suivant de l'installation comprend une machine de perçage, dans laquelle un piston central, pneumatique, soulève le niveau qui porte la joue F jusqu'à le porter contre des amortisseurs à ressort et pneumatiques pour éviter les vibrations, en déterminant la formation de l'orifice central et des orifices internes à l'aide de la fraise 9 et des pointes Il tandis que, en fin de course, les moteurs s'éteignent et les pistons pneumatiques repoussent vers le bas la joue F, avec le niveau 10 qui entre au point mort et, en même temps, d'autres pointes commencent à monter depuis le bas et effectuent leur perçage sur l'extérieur. Au moyen d'une ligne de liaison par trains de rouleaux, la joue F en cours d'usinage est ensuite conduite au deuxième stade de la perceuse qui permet, avec une pointe inclinée 12, de réaliser l'orifice à 450 pour le passage du câble, et les orifices 13 autour du centre, pour le passage des tirants de composition de la bobine. Ensuite, la joue F passe sous les photocellules et est conduite vers la machine combinée qui effectue, par l'intermédiaire d'un chariot C porte-pièces muni d'une scie à ruban 14 et d'une paire de fraises sur un groupe d'usinage, l'arrondissage avec émoussement de l'angle sur la circonférence et, ensuite, est conduite vers la fraise pour la réalisation de la rainure 15, emplacement des lattes 16 du tambour final de la bobine B. Ledit chariot C a pour fonction de bloquer la joue F entre deux pistons coniques et se déplace, par l'intermédiaire de crémaillère et d'engrenages, sur une tubulure de grande dimension, dans le but principal d'usiner en protégeant facilement les parties mobiles qui, d'autre part, ne doivent pas entraver l'usinage. Pour l'opération de déchargement, au terme de la rotation de 3600 effectuée durant la phase précédente, le train de rouleaux de décharge capture la joue F et l'envoie vers le déchargeur 17, décrit sur la figure 11, muni de palettes. Dans le cadre de ladite installation selon le modèle, alors que, dans toutes les phases décrites ci-dessus les joues F ont été construites et empilées, pour leur montage aux fins de l'assemblage final de la bobine B, chacune est prélevée et placée entre une butée fixe et une butée mobile, montée sur un cylindre pneumatique qui, à l'aide d'un levier de commande, l'appuie de manière à ce qu'elle puisse tenir verticalement sur la structure. Dans la position diamétralement opposée se trouve un dispositif correspondant qui permet de monter la ferrure 18 extrêmement facilement même pour des éléments de grandes dimensions. Pour la pose des lattes sur le tambour, la bobine B est placée sur deux rouleaux libres parallèles 19 ayant pour fonction de la faire tourner jusqu'à la fermeture complète de la rainure 15 pour l'emplacement des lattes 16 du tambour. Pour la pose des lattes externes de protection des bobines 8 pleines de câble enroulé, comme le montre la figure 14, le procédé de construction est effectué manuellement sur chaque bobine B positionnée sur les rouleaux motorisés qui la font tourner pour permettre, depuis une position fixe, de couvrir facilement le câble à protéger. La rotation pourra être programmée à vitesse constante ou par impulsion sur une pédale à vitesse régulée. Dans une variante possible du modèle, à la sortie de la phase de rivetage de l'installation, une chaîne de chargement de la perceuse 9 peut être disposée, munie de deux bras capables de renverser la joue F et de la préparer au perçage afin que l'orifice de sortie, qui présente des irrégularités naturelles dues à la faible résistance du bois, reste ensuite dans la partie intérieure de la bobine finie. En ce qui concerne le tapis de chargement, le mouvement de la chaîne commence uniquement lorsque les roues sont descendues par effet pneumatique. Pour le système de chargement proprement dit, du type non en ligne, le modèle prévoit la présence d'une variante électronique à presseur pour faciliter l'avancement correct des pièces en cours d'usinage, de telle sorte que chaque joue F soit serrée entre deux trains de rouleaux et soit conduite hors de possibilité de réglage des composants des différentes phases : la fraise avance sur des rails pour se positionner sur le diamètre présélectionné, permettant ainsi de réaliser des joues F de tous les diamètres nécessaires ; l'unité de fraisage externe fonctionne selon les dimensionnements ; le fraisage de chaque latte 16 peut être régulé par positionnement automatique desdites lattes. Dans la structure fermée représentée sur la figure 9, se trouvent des rotors d'aspiration 20 sur les trois groupes d'usinage pour les rebuts, les rognures et les poussières générés par la scie à ruban 14 et par les fraises à griffes qui sont ensuite acheminés à l'extérieur dans des conteneurs prévus à cet effet. A la fin de l'installation, selon le présent modèle, les lattes 16, au lieu d'être appliquées manuellement pour recouvrir la bobine B, peuvent être rapprochées l'une de l'autre dans un tapis 22, comme décrit sur les figures 15 et 16, et fixées avec les griffes pneumatiques 21 à pointes divergentes de manière à permettre, du fait de leur écartement, l'arrondissage du tapis autour desdites bobines, comme sur la figure 17, et la fixation avec les clous 23. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels l'homme du métier pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans toutefois sortir de la portée de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Installation automatique pour la production de bobines en bois pour l'enroulement de câbles électriques et similaires, caractérisée en ce que les opérations de rivetage, perçage, arrondissage, réalisation des bordures et rainurage des joues (F) s'effectuent selon une succession continue par l'intermédiaire de la liaison par train de rouleaux des machines qui la composent, caractérisée par : des moyens de chargement ; une riveteuse avec rabatteurs actionnés par air comprimé, avec un système de rotation automatique pour l'entraînement de chaque joue, en synchronisme avec la vitesse de rivetage maximale ; une ligne de transfert vers le perçage ; un dispositif de perçage, à positionnement millimétrique, pour les opérations de deux postes : - réalisation de tous les orifices de grand diamètre et de ceux situés à l'intérieur de la circonférence sous tambour et ensuite des orifices externes ; - réalisation de l'orifice à 450 et d'autres orifices éventuels ; une ligne de transfert jusqu'à la finition des joues ; une scie à ruban automatique ; une machine combinée pour la finition ; une ligne de transfert vers le déchargement ; un dispositif de décharge des joues des bobines finies. 2. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'établi pour l'assemblage des joues (F) est doté d'une base de travail (1) de diamètre correspondant à la joue (F) à produire, faisant office de butoir pour la mesure périphérique en plus de présenter un encombrement minimal, d'un arc (2) muni de ventouses (3), mû par une crémaillère (4) qui prend les axes en bois (A) et les dépose sur ladite base (1) où, à l'aide de photocellules (5) et de pistons (6), la position de chaque pièce est repérée. 3. Installation automatique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, dans la partie centrale, en dessous de ladite base de travail (1), se trouve un groupe de rotation et, à ses deux extrémités, deux machines riveteuses diamétralement opposées qui permettent d'obtenir la fixation préliminaire pour le rivetage définitif qui suit, de manière à réaliser l'usinage avec une rotation de 1800. 4. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit établi peut être servi, durant les phases de chargement et de déchargement, soit manuellement, déchargé par un éjecteur sur train de rouleaux en service directement de la ligne de rivetage ou déchargé sur tapis hydraulique, soit automatiquement, à l'aide d'un système robotisé. 5. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée par un niveau de chargement constitué par un train de rouleaux 7, avec des guides en forme de gradin 8, capable de soulever ledit train de rouleaux 7 pour servir chaque pièce en production au niveau du niveau d'usinage de la machine et de le faire disparaître en l'abaissant, au contraire, pour permettre le rivetage définitif, effectué dans le sens circulaire, par une riveteuse multiple. 6. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée par la présence d'une riveteuse multiple dans laquelle, lorsque la joue (F) a dépassé le centre, par l'intermédiaire de photocellules et d'un piston, celle-ci est centrée en position orthogonale, le rivetage est complété, le plateau s'ouvre et la joue (F) est libérée par la phase suivante de la ligne de production. 7. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre la phase de rivetage et la phase suivante de perçage s'effectue à l'aide de trains de rouleaux qui déchargent chaque pièce usinée et chargent la suivante. 8. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée par une machine de perçage dans laquelle un piston central, pneumatique, soulève le niveau qui porte la joue (F) jusqu'à le porter contre des amortisseurs à ressort et pneumatiques pour éviter les vibrations, en déterminant la formation de l'orifice central à l'aide de la fraise (9) tandis que, en fin de course, les moteurs s'éteignent et les pistons pneumatiques repoussent vers le bas la joue (F), avec le niveau (10) qui entre au point mort et, en même temps, les pointes (11) commencent à monter depuis le bas et effectuent leur perçage sur l'extérieur. 9. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, au moyen d'une ligne de liaison par trains de rouleaux, la joue (F) en cours d'usinage est ensuite conduite au deuxième stade de la perceuse qui permet, avec une pointe inclinée (12), de réaliser l'orifice à 450 pour le passage du câble, et les orifices (13) autour du centre, pour le passage des tirants de composition de la bobine. 10. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite joue (F) passe sous des photocellules et est conduite vers la machine combinée qui effectue, avec la scie à ruban (14), l'arrondissage avec émoussement de l'angle sur la circonférence et vers les fraises pour la réalisation de la rainure (15), emplacement des lattes (16) du tambour final de la bobine (B). 11. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée par une opération de déchargement, après une rotation de 3600 due chaque joue (F), dans laquelle un train de rouleaux envoie chaque joue (F) dans un déchargeur (17) muni de palettes. 12. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, durant la phase d'assemblage final des bobines (6), chaque joue (F) est prélevée et placée entre une butée fixe et une butée mobile, montée sur un cylindre pneumatique qui, à l'aide d'un levier de commande, l'appuie de manière à ce qu'elle puisse tenir verticalement sur la structure ; dans la position diamétralement opposée se trouve un dispositif correspondant qui permet de monter la ferrure (18) extrêmement facilement même pour des éléments de grandes dimensions. 13. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour la pose de lattes sur le tambour, la bobine (6) est placée sur deux rouleaux libres parallèles (19) ayant pour fonction de la faire tourner jusqu'à la fermeture complète de la rainure (15) pour l'emplacement des lattes (16) du tambour. 14. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée par l'opération de pose de lattes externes des bobines (6) effectuée manuellement sur chaque bobine (B) placée sur des rouleaux motorisés qui la font tourner pour permettre, depuis une position fixe, de couvrir le câble à protéger. 15. Installation automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, à la sortie de la phase de rivetage est disposée une chaîne de chargement de la perceuse (9), munie de deux bras capables de renverser la joue (F) et de la préparer au perçage afin que l'orifice de sortie, qui présente des irrégularités naturelles dues à la faible résistance du bois, reste ensuite dans la partie intérieure de la bobine finie. 16. Installation automatique selon toutes les revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est logée à l'intérieur d'une structure fermée, où sont installés plusieurs rotors d'aspiration (20) sur les trois groupes d'usinage pour les rebuts, les rognures et les poussières générés par la scie à ruban (14) et par les fraises à griffes qui sont ensuite acheminés à l'extérieur dans des conteneurs prévus à cet effet. 17. Installation automatique selon les revendications 1 et 13, caractérisée en ce que lesdites lattes (16) sont rapprochées l'une de l'autre dans un tapis (22) et fixées avec les griffes pneumatiques (21) à pointes divergentes de manière à permettre, du fait de leur écartement, l'arrondissage du tapis autour des bobines (B) et la fixation avec les clous (23).