Brevet FR2842754A1 — publié le 20040130

La présente invention concerne le domaine technique des machines-outils utilisées pour le découpage de feuilles ou de plaques de métal telles que par exemple des tôles d'acier ou d'aluminium. Dans le domaine ci-dessus, il est par exemple connu de mettre en oeuvre des machines ou automates de découpe laser comprenant un poste de travail et un poste de chargement, entre lesquels se déplacent au moins une et, de préférence, deux tables de travail navette. La mise en oeuvre de deux tables navettes permet ainsi d'effectuer, en temps masqué, le chargement et le déchargement d'une première table navette située au niveau du poste de chargement et la découpe d'une plaque de tôle disposée sur la seconde table navette située alors au niveau du poste de travail. Compte tenu de l'investissement relativement important que représentent de telles machines de découpe par laser, il apparaît souhaitable de pouvoir les utiliser de façon intensive. Ainsi, il apparaît le besoin d'utiliser des dispositifs automatiques de chargement et déchargement des tables de travail au niveau du poste de chargement de la machine. A cet effet, il a été par exemple proposé des systèmes de manipulateurs faisant intervenir un palonnier de préhension mobile en translation verticale et porté par un bras mobile en rotation horizontale, afin de prélever des plaques à découper sur une pile pour les déposer individuellement sur la table de travail, ainsi que d'assurer une préhension de chaque plaque ou panoplie découpées pour les transférer vers un poste de stockage tampon. Un tel dispositif permet, effectivement, d'assurer une alimentation automatique ou semi-automatique de la machine de découpe laser, mais présente toutefois l'inconvénient d'occuper un espace au sol relativement important. Par ailleurs, dans certains types de fabrication unitaire, il apparaît nécessaire de pouvoir effectuer, dans une plaque de tôle de grandes dimensions, la découpe d'une pièce de petites dimensions, de sorte qu'après découpe la plaque doit être stockée temporairement jusqu'à une prochaine utilisation. Afin de réduire autant que faire se peut les opérations de manipulation de la plaque non complètement utilisée ou découpée, il a été proposé de mettre en oeuvre une installation comprenant une série de tables navettes qui sont stockées dans des râteliers et sur lesquels les plaques à découper sont stockées. Ainsi, les tables de travail sont acheminées à la demande vers le poste d'usinage de la machine de découpe en fonction des besoins et du type de plaque stockée. Un tel dispositif permet, effectivement, d'assurer le traitement à la demande et le stockage tampon de plaques métalliques de différentes épaisseurs ou qualités d'acier, mais présente, toutefois, l'inconvénient d'un prix d'investissement particulièrement lourd, en raison du nombre important de tables navettes utilisées. Ainsi, il apparaît le besoin d'un nouveau dispositif pour l'alimentation automatique ou semi-automatique d'une machine de découpe qui, tout en présentant les fonctionnalités des dispositifs évoqués ci-dessus, à savoir possibilité d'effectuer le chargement et le déchargement de la table de travail en plaques à découper et en plaques ou panoplies découpées, ainsi que l'alimentation et le déchargement à la demande, de même que le stockage tampon de plaques partiellement découpées, présente un encombrement au sol inférieur à celui des dispositifs selon l'art antérieur et un prix de revient inférieur à celui de ces mêmes dispositifs. Afin d'atteindre ces objectifs, l'invention concerne un dispositif pour le chargement et le déchargement d'au moins une table navette d'une machine de découpe, la table navette comprenant une série de membrures parallèles espacées, définissant une surface de support pour une plaque ou un flan à découper. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend * une tour de stockage présentant, à sa base, une zone de réception de la table-navette et, au-dessus de la zone de réception, au moins deux étages superposés de stockage de flans de tôle, a et un monte-charge comprenant: - un berceau mobile en translation verticale sur un côté de la tour et entraîné par des moyens de déplacement, de manière à être placé en regard de la zone de réception ou des différents étages de la tour de stockage, et une fourche de chargement-déchargement présentant une série de doigts parallèles et espacés de manière à pouvoir être engagés entre les membrures de la table-navette et étant adaptée sur le berceau pour être mobile en translation horizontale et déplacée par des moyens moteurs, entre une position de rétraction dans le berceau et une position d'extension dans le volume délimité par la tour de stockage. La mise en oeuvre d'une tour de stockage associée au monte-charge selon l'invention permet de réduire de façon fort avantageuse l'encombrement au sol du dispositif d'alimentation en flans à découper et de décharge des flans découpés de la machine de découpe. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif comprend * un étage de stockage, dit " dépileur ", est destiné à recevoir une pile flan de tôle et se trouve équipé de moyens de levage individuel d'un flan supérieur de la pile, i tandis qu'un autre étage de stockage, dit " récepteur ", est destiné à recevoir les flan de tôle découpées et présente, au niveau d'une ouverture latérale de passage de la fourche un peigne présentant au moins deux dents verticales destinées à venir chacune s'engager entre deux doigts de la fourche pour former une butée pour un flan porté par la fourche lors d'un mouvement de rétraction de la fourche. Selon une caractéristique préférée mais non strictement nécessaire de l'invention, les étages dépileur et récepteur comprennent chacun un plateau amovible équipé de moyens de réception de la fourche d'un chariot élévateur. Selon l'invention, les moyens de levage de l'étage dépileur peuvent être réalisés de toute façon appropriée. Dans une forme de réalisation préférée: * les moyens de levage comprennent un palonnier mobile en translation verticale au-dessus de l'étage de stockage et équipé, sur sa face inférieure, de ventouses de préhension raccordées à une source de dépression, * et des moyens de déplacement du palonnier en translation verticale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de chargement déchargement comprend au moins un étage de stockage tampon, constitué par une plate-forme fixe solidaire de la tour de stockage et comprenant une série de membrures parallèles qui sont espacées de manière à permettre le passage des doigts de la fourche et qui définissent un plan de réception d'une plaque de tôle. Un tel étage de stockage tampon peut alors être mis en oeuvre seul ou en combinaison avec les étages dépileur et récepteur. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut comprendre, soit une série d'étages tampons, soit des étages dépileurs et récepteurs seulement, soit encore une combinaison faisant intervenir les étages dépileurs et récepteurs associés à un ou plusieurs étages de stockage tampon superposés. Selon l'invention, la structure de la tour de stockage et le monte-charge peuvent être réalisés de toute matière appropriée. Dans une forme de réalisation préférée mais non strictement nécessaire, la tour de stockage comprend au moins deux montants latéraux équipés chacun d'un système vertical de glissières de guidage et de support du berceau qui est alors adapté en porte-à-faux sur les glissières. Le dispositif selon l'invention peut être adapté sur une machine de découpe préexistante, la zone de réception de la tour de stockage étant alors placée au niveau d'un poste de chargement de la machine. Selon une autre forme de réalisation, le dispositif conforme à l'invention est prévu pour s'intégrer à la machine de découpe et la zone de réception de la tour de stockage est alors équipée à cet effet de moyens de prise en charge de deux tables navettes. Les moyens de prise en charge sont alors adaptés pour autoriser un va et vient alterné des tablettes navettes entre la zone de réception et la machine de découpe. Selon une caractéristique de l'invention, la tour de stockage est ouverte sur au moins deux faces verticales opposées et le berceau se déplace le long d'une première face, la face opposée définissant une face d'accès pour des moyens de manutention au moins aux étages dépileur et récepteur. L'invention concerne, également, une installation de découpe de plaques de tôle comprenant une machine de découpe équipée d'au moins une table navette et de moyens de déplacement de la table navette entre un poste de travail et un poste de chargement. Selon l'invention, cette installation est caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif pour le chargement et le déchargement de la table navette, tel que décrit précédemment, dont la tour de stockage est placée à l'aplomb du poste de décharge, de manière que ce dernier occupe la zone de réception située à la base de la tour. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description cidessous effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent une forme préférée, mais non limitative, de réalisation d'un dispositif de chargementdéchargement pour une machine de découpe selon l'invention, ainsi qu'une installation de découpe mettant en oeuvre un tel dispositif La fig. 1 est une élévation schématique en vue de côté d'une installation de découpe de tôles comprenant un dispositif de chargement-déchargement selon l'invention. La fig. 2 est une élévation selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une perspective du dispositif de chargement-déchargement, tel qu'illustré à la fig. 2. La fig. 4 est une perspective d'une fourche constitutive du dispositif selon 1 5 l'invention. Les fig. 5 à 7 sont des coupes partielles selon la ligne V-V de la fig. 1 montrant différentes phases de fonctionnement du dispositif de chargementdéchargement conforme à l'invention. Le dispositif selon l'invention, tel qu'illustré à la fig. 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est destiné à assurer le chargement et le déchargement d'une machine de découpe 2 représentée, schématiquement, aux fig. 1 et 2 en traits mixtes. La machine de découpe 2 comprend un poste de travail ou de découpe 3 et un poste de chargement 4 entre lesquels sont susceptibles de se déplacer alternativement deux tables navettes 5. Le mode de réalisation des postes de travail 3 et de chargement 4 de la machine de découpe 2 ne rentrent pas dans le cadre de la présente invention et sont largement connus de l'homme de métier, de sorte qu'ils ne nécessitent pas de plus ample description. Il doit simplement être rappelé que le poste de chargement 4 est adapté pour permettre une interversion des positions entre les deux tables de navettes de travail 5, entre le poste de travail 3 et le poste de chargement 4. Comme cela est également connu de l'homme du métier, chaque table navette comprend un cadre ou un bâti 6 sur lequel est fixé une série de membrures parallèles 7 espacées et définissant une surface plane de support S destinées à recevoir une feuille ou une plaque de tôle devant être découpée ou usinée par la machine 2. Il est à noter que les membrures parallèles 7 sont, le plus souvent, espacées selon un pas constant. Conformément à l'invention et pour assurer l'alimentation de la machine 2 en tôles, le dispositif 1 selon l'invention comprend une tour de stockage 10 qui présente, à sa base, une zone de réception 11 des tables navettes 5. Selon l'exemple illustré, la zone inférieure de la tour 10 reçoit le poste de chargement 4 de la machine de découpe 2. La tour 10 comprend, audessus de la zone de réception 11, au moins deux et, selon l'exemple illustré, dix étages superposés 12 à 21 de stockage de plaques ou flans de tôle 22. La tour 10 peut être réalisée de toute façon appropriée et se trouve, selon l'exemple illustré, constituée d'un châssis mécano-soudé comprenant quatre montants 25 par lesquels la tour 10 repose sur le sol. De plus, les montants 25 définissent le volume intérieur de la tour 10 qui présente une forme générale parallélépipédique ouverte au niveau de ses deux grandes faces latérales verticales, offrant ainsi un accès libre à chacun des étages de stockage 12 à 21. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif de chargement-déchargement 1 comprend également un montecharge 30 destiné à assurer le dépôt et le retrait de plaques de tôle au niveau des différents étages de stockage de la tour 10. A cet effet, le monte-charge 30 comprend un berceau 31, mobile en translation verticale le long d'une grande face de la tour 1O.Selon l'exemple illustré, le berceau 31 est monté en porte-à-faux sur des glissières verticales 32, adaptées sur deux montants 25 délimitant une même grande face de la tour 10. Afin d'assurer les déplacements du berceau 31 en translation verticale, telle qu'indiquée par la double flèche F1, le monte-charge 30 comprend, en tant que moyen de déplacement 33 du berceau 31, un système d'entraînement à chaîne 34 associé à un moteur électrique 35 piloté par une unité de commande 36 à laquelle il est raccordé par une ligne non représentée. Bien entendu, les moyens de déplacement 33 pourraient être réalisés de toute autre façon appropriée, telle que, par exemple, au moyen d'un système de vis sans fin ou, encore, au moyen de vérins hydrauliques ou pneumatiques. Afin d'assurer une prise en charge des plaques de tôle 22, le monte-charge 30 comprend, en outre, une fourche de chargement-déchargement 40, plus particulièrement illustrée à la fig. 4. La fourche 40 est adaptée sur le berceau 31, de manière à être mobile en translation horizontale. La fourche 40 peut être réalisée de toute manière appropriée et, selon l'exemple illustré, la fourche 40 comprend une poutre 41, sensiblement horizontale, dont les deux extrémités sont adaptées dans des glissières 42 portées par deux branches latérales 43 du berceau 31 qui présente, par ailleurs, une forme vue dans un plan horizontal sensiblement en "U " ouvert vers la tour 10. La fourche 40 comprend, également, une série de doigts 45, parallèles et espacés, qui s'étendent à partir de la poutre 41 dont ils sont solidaires, de manière à pouvoir être engagés entre les membrures 7 d'une tablenavette 5 comme cela apparaîtra par la suite. Afin d'assurer les mouvements de la fourche 40 en translation horizontale, entre une position de rétraction R dans le berceau 30, illustrée fig. 5, et une position d'extension E dans le volume délimité par la tour de stockage, comme le montre la fig. 6, le berceau 31 est équipé, en tant que moyens moteurs 50, d'un système d'entraînement à chaîne. Le fonctionnement des moyens moteurs 50 est alors piloté par l'unité de commande 36 à laquelle ils sont raccordés par une ligne non représentée. Bien entendu, les moyens moteurs pourraient être réalisés sous une autre forme appropriée. Le fonctionnement du monte-charge 30, en relation avec les différents étages de stockage 12 à 21 et les tables-navettes 5 sera décrit ultérieurement. Selon l'exemple illustré, la tour de stockage 10 comprend trois types d'étages de stockage, destinés à conférer une grande flexibilité à l'installation mettant en oeuvre le dispositif de chargement-déchargement 1 conforme à l'invention. Tout d'abord, la tour 10 comprend des étages de stockage, dits tampons, tels que les étages 14 à 21 qui sont chacun constitués par une plateforme fixe 51, solidaire de la tour 10 et comprenant, à l'image des tables navettes 5, une série de membrures parallèles 52 qui sont espacées selon le même pas sensiblement que les membrures des tables navettes 5, de manière à permettre le passage des doigts 45 de la fourche 41. Les membrures 52 de chaque étage de stockage définissent alors ensemble un plan de réception pour une ou plusieurs plaques de tôle 22. La tour 10 comprend, également, un ensemble de deux étages de stockage, dits respectivement dépileur 13 et récepteur 12 pour des raisons qui ressortent de la suite. Ainsi, l'étage dépileur 13 comprend une plateforme 54 destinée à recevoir une pile 55 de feuilles, flans ou plaques de tôle 22 destinées à être découpées par la machine 2 et se trouve équipé de moyens de levage 56 individuels d'une feuille supérieure de la pile 55. Selon l'exemple illustré, les moyens de levage 56 comprennent un palonnier 57, équipé de ventouses de préhension 58, dont le fonctionnement est piloté par l'unité de commande 36. Le palonnier 57 est alors porté par des vérins 59, de manière à être mobile en translation verticale, au-dessus de la pile 55 portée par la plate-forme 54. L'étage récepteur 12 est, quant à lui, destiné à recevoir les plaques de tôle 22 après leur découpe en panoplies par la machine 2. A cet effet, l'étage récepteur 12 comprend une plate-forme 60, adaptée sur la tour et destinée à recevoir une pile 61 de plaques découpées. Afin de permettre le déchargement des plaques découpées à partir de la fourche , l'étage récepteur 12 est, de plus, équipé d'un peigne 62 qui présente au moins deux et, de préférence, une série de dents verticales 63 destinées à venir chacune s'engager entre deux doigts 45 de la fourche 40 pour offrir une butée à une feuille portée par la fourche lors d'un mouvement de rétraction de la fourche, comme cela apparaîtra par la suite. Le dispositif de chargement-déchargement 1, selon l'invention et tel que décrit précédemment, fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'une table navette 5 vide doit être chargée d'une feuille ou plaque en provenance de la pile 55, le palonnier 57 et ses ventouses 58 soulèvent la feuille supérieure de la pile 55. Ensuite, le berceau 31 est placé en regard de l'étage 12 et la fourche 40 est déplacée en position d'extension E, de manière à venir placer les doigts 45 sous la plaque 22. La pression, au niveau des ventouses 58, est alors annulée, de manière à déposer la plaque 22 sur les doigts 45. La fourche 40 est ensuite déplacée en position de rétraction R et le berceau 31 effectue alors un mouvement de descente, de manière à venir placer la plaque 22 et les doigts 45 qui la portent en regard de la table navette 5 devant être chargée comme le montre la fig.5. Il est à noter que le déplacement du berceau 31 est alors assuré pour que la face inférieure de la plaque 22, portée par les doigts 45, se trouve audessus de la surface de support définie par les membrures de la table navette 5. L'unité de commande 36 pilote alors un déplacement de la fourche 40 depuis sa position de rétraction R vers sa position d'extension E, comme cela est illustré à la fig. 6. L'unité 36 commande ensuite une légère descente du berceau 31, de manière à amener la plaque 22 en appui sur la table navette 5 et hors de contact des doigts 45 de la fourche 40. Ensuite, l'unité 36 commande un mouvement de rétraction de la fourche 40, de manière à l'amener en position de rétraction R, telle qu'illustrée à la fig. 7, la plaque 22 étant restée en place sur la table navette 5. Après découpe de la plaque 22, cette dernière est retirée de la table navette 5 selon un processus inverse pour ensuite être déposée au niveau de l'étage récepteur 12. Pour ce dépôt, le berceau 31 est amené en regard de l'étage 12, de manière que les doigts 45 soient situés au-dessus du niveau des dents 63 du peigne 62. La fourche est alors engagée en translation, en position d'extension dans l'étage 12, puis le berceau 31 est descendu de façon que, lors d'un mouvement de rétraction de la fourche 40, la plaque 22, portée par les doigts 45, vienne en butée sur les dents 63 du peigne 62, de sorte que, après un retrait complet de la fourche 40, la plaque découpée 22 reste au niveau de l'étage de réception 12. Il doit être noté que, afin de permettre une manutention aisée de la pile constituée au niveau de l'étage récepteur 12, la plate-forme 54 de ce dernier est, de préférence, amovible et présente des moyens d'engagement ou ouvertures, non visibles sur les figures, pour les doigts d'une fourche d'un chariot élévateur. Dans le même sens, afin de permettre une mise en place facile de la pile de feuilles à découper, la plate-forme 54 de l'étage dépileur 13 est également amovible et comprend aussi des moyens 65 pour l'engagement des doigts de la fourche d'un chariot élévateur. Enfin, la mise en place et le retrait de plaques 22 à découper ou découpées au niveau des étages tampon de stockage 14 à 21 s'effectue de la même manière que la mise en place et le retrait de plaques sur les tables navettes 5. Il apparaît donc que le dispositif de chargement-déchargement selon l'invention permet, avec un faible encombrement au sol, d'assurer, de façon optimale, une utilisation intensive de la machine de découpe, tout en autorisant des travaux à l'unité faisant intervenir différents types de tôles qui se trouvent préchargés au niveau des étages de stockage tampon 14 à 21 ou, encore, au niveau de l'étage de stockage dépileur 13. Il doit par ailleurs être noté que, si selon l'exemple décrit précédemment la tour comprend un étage dépileur 13 associé à un étage récepteurl2, ainsi que huit étages de stockage tampon 14 à 21, il doit être remarqué que la tour 10 ne pourrait comprendre que des étages de stockage tampon ou, encore, que les deux seuls étages dépileur et récepteur. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'objet de l'invention sans sortir de son cadre. il REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le chargement et le déchargement de tôles d'au moins une table-navette d'une machine de découpe (2), table-navette (5) comprenant une série de membrures (7) parallèles et espacées définissant une surface de support (S), caractérisé en ce qu'il comprend: * une tour de stockage (10) présentant, à sa base, une zone de réception (11) de la table-navette (5) et, au-dessus de la zone de réception, au moins deux étages superposés (12 à 21) de stockage de flans de tôle, * et un montecharge (30) comprenant: 1i0 - un berceau mobile (31) en translation verticale sur un côté de la tour (10) et entraîné par des moyens de déplacement (33), de manière à être placé en regard de la zone de réception (11) ou des différents étages (12 à 21) de la tour de stockage (10), - et une fourche de chargement-déchargement (40) présentant une série de doigts (45) parallèles et espacés de manière à pouvoir être engagés entre les membrures (7) de la table-navette (5) et étant adaptée sur le berceau (31) pour être mobile en translation horizontale et déplacée par des moyens moteurs (50), entre une position de rétraction (R) dans le berceau (31) et une position d'extension (E) dans le volume délimité par la tour de stockage (10). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que: * un étage de stockage, dit " dépileur ", (13) est destiné à recevoir une pile de feuilles de tôle et se trouve équipé de moyens de levage individuel d'une feuille supérieure de la pile, i tandis qu'un autre étage de stockage, dit " récepteur ", (12) est destiné à recevoir les feuilles de tôle découpées et présente, au niveau d'une ouverture latérale de passage de la fourche un peigne (62) présentant au moins deux dents verticales (63) destinées à venir chacune s'engager entre deux doigts (45) de la fourche (40) pour offrir un bâti à une feuille portée par la fourche (40) lors d'un mouvement de rétraction de la fourche (40). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux étages dépileur (13) et récepteur (12) comprennent chacun une plate-forme amovible (54, 60) équipée de moyens de réception de la fourche d'un chariot élévateur. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que: * les moyens de levage comprennent un palonnier mobile (57) en translation verticale au-dessus de l'étage de stockage et équipé, sur sa face inférieure, de ventouses de préhension (58) raccordées à une source de dépression, - et des moyens (59) de déplacement du palonnier en translation verticale. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un étage de stockage tampon (14), constitué par une plate-forme fixe (51) solidaire de la tour de stockage (10) et comprenant une série de membrures parallèles (52) qui sont espacées de manière à permettre le passage des doigts (45) de la fourche (40) et qui définissent un plan de réception d'une plaque de tôle. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en plus des étages dépileur (13) et récepteur (12) au moins un étage de stockage tampon (14) superposé aux étages dépileur et récepteur et constitué par une plate-forme fixe (51) solidaire de la tour de stockage (10) et comprenant une série de membrures parallèles (52) qui sont espacées de manière à permettre le passage des doigts (45) de la fourche (40) et qui définissent un plan de réception d'une plaque de tôle. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tour de stockage (10) comprend au moins deux montants latéraux (25) équipés chacun d'un système vertical de glissières (32) de guidage et de support du berceau (31) qui est adapté en porte-à-faux sur les glissières (32). 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone de réception (11) est équipée de moyens de prise en charge de deux tables navettes (5), moyens qui sont adaptées pour autoriser un va et vient alterné des tablettes navettes (5) entre la zone de réception (11) et une zone de travail (3) de la machine de découpe (2). 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tour de stockage (10) est ouverte sur au moins deux faces verticales opposées, le berceau se déplaçant le long d'une première face et la face opposée définissant une face d'accès pour des moyens de manutention au moins aux étages dépileur (13) et récepteur (12). - Installation de découpe de plaques de tôle comprenant une machine de découpe (2) équipée d'au moins une table navette (5) et de moyens de déplacement de la table navette entre un poste de travail (3) et un poste de chargement (4), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (1) pour le chargement et le déchargement de la table navette (5) selon l'une des revendications 1 à 9 dont la tour de stockage (10) est placée à l'aplomb du poste de décharge (4), de manière que ce dernier occupe la zone de réception (11) située à la base de la tour (10).