Brevet FR2895288A1 — publié le 20070629

La présente invention a pour objet une installation de fabrication d'armatures pour béton armé. Elle trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique et plus spécialement ceux du bâtiment et des travaux publics où l'on doit avoir recours à du béton armé. Les armatures fabriquées grâce au procédé conforme à l'invention pourront être utilisées notamment dans des éléments de construction comme des poutres ou des dalles en béton servant à réaliser, par exemple, des murs, des cloisons, des planchers, des plafonds, des tabliers ou autres. Actuellement, on utilise pour renforcer les structures en béton, des armatures qui sont généralement réalisées en métal ou en alliage métallique. Elles permettent de renforcer la résistance aux nombreux efforts de flexion, de torsion ou d'élongation auxquels sont soumises des structures dans lesquelles elles sont placées. Ces armatures sont, le plus souvent, constituées de barres filantes et de cadres fixés transversalement. Pour les fabriquer, on connaît une installation présentant notamment une zone de préparation où l'on positionne à plat, d'une part, les tiges destinées à constituer le cadre et l'on positionne, d'autre part, en superposant les barres filantes transversalement. On obtient alors une structure grillagée qui peut être aisément soudée. L'installation présente alors une zone d'assemblage permettant de conformer la structure grillagée pour la réalisation desdites armatures. Les tiges destinées à constituer le cadre sont, au niveau de la zone de préparation, disposées transversalement sur deux règles de support parallèles dont le profil supérieur est denté. Des sabots font saillie perpendiculairement aux longerons et présentent un profil de support en V pour le positionnement des barres filantes perpendiculairement aux tiges. Les tiges et/ou les barres sont disposées sur les règles/sabots automatiquement au moyen de dispositifs de préhension, tels que des bras 30 mécanisés. La présente invention a pour objet de proposer une installation de fabrication perfectionnée notamment pour la réalisation de la structure grillagée. Un autre but de l'invention est de proposer une installation complètement automatisée. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. A cet effet, l'invention concerne une installation de fabrication d'armatures pour béton armé. Lesdites armatures étant constituées de barres filantes et de cadres disposés transversalement par rapport auxdites barres filantes, ladite installation comprenant : - une zone de préparation, équipée de moyens pour positionner à plat, d'une part des tiges destinées à constituer les cadres et, d'autre part, en superposition transversalement à ces tiges, des barres filantes pour définir une structure grillagée dans laquelle les tiges et les barres filantes se croisent en des côtes prédéterminées et réglables, - une zone de pliage automatisé, équipée de moyens pour maintenir la structure grillagée, notamment suivant des lignes de maintien associées à des moyens pour plier ladite structure, notamment suivant une ligne de pliage, pour mettre l'armature au profil désiré, caractérisée en ce que les moyens pour positionner à plat les tiges destinées à constituer le cadre sont constitués au moins par un mécanisme de transfert à bande ou à chaîne, lesdites bandes ou lesdites chaînes présentant régulièrement sur toute leur longueur des saillies ou des encoches constituant des réservations pour la réception et le positionnement de chacune desdites tiges, transversalement sur le mécanisme de transfert. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 30 suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus de la présente invention 2 conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de coupe longitudinale selon un plan vertical de la présente invention telle qu'illustrée à la figure 1, - les figures 3a à 3f représentent différentes étapes de la réalisation de la structure grillagée constituée de tiges destinées à constituer les cadres et de barres filantes, - la figure 4 illustre, selon un mode de réalisation les maillons d'un mécanisme de transfert à chaîne conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective d'un chariot permettant le transport des structures grillagées, - la figure 6 illustre, en perspective, un dispositif de pliage permettant de conformer la structure grillagée pour la réalisation desdites armatures. L'invention concerne une installation de fabrication d'armatures pour béton armé, lesdites armatures étant constituées de barres filantes et de cadres disposés transversalement par rapport auxdites barres filantes. Ladite installation comprend : - une zone de préparation 10, équipée de moyens pour positionner à plat, d'une part des tiges 3 destinées à constituer les cadres et, d'autre part, en superposition transversalement à ces tiges, des barres filantes 2 pour définir une structure grillagée 4 dans laquelle les tiges et les barres filantes se croisent en des côtes prédéterminées et réglables, - une zone de pliage 20 équipée de moyens pour maintenir la structure grillagée, notamment suivant deux lignes de maintien 9 associées à des moyens pour plier ladite structure grillagée, notamment suivant au moins une ligne de pliage, pour mettre l'armature au profil désiré. Selon l'invention, les moyens pour positionner à plat les tiges 3 destinées à constituer les cadres sont constitués au moins par un mécanisme de transfert 5 à bandes ou à chaînes, lesdites bandes ou lesdites chaînes présentant régulièrement sur toute leur longueur des saillies ou des encoches constituant des réservations 7 pour la réception et le positionnement de chacune desdites tiges 3, transversalement sur le mécanisme de transfert.. La figure 4 illustre un exemple de réalisation de la chaîne d'un mécanisme de transfert. Chaque maillon 53 présente au moins une encoche, notamment trois encoches pour le positionnement d'une tige. La chaîne est entraînée au moyen d'une roue à rocher dont les dents sont aptes à engrener avec l'axe 55 de liaison reliant chaque maillon 53. Tel qu'illustré à la figure 1 ou à la figure 2, le mécanisme de transfert 5 est constitué d'au moins deux bandes ou chaînes entraînées de manière synchrone, notamment actionnées par un moteur électrique. Selon un autre mode de réalisation, le mécanisme de transfert est un mécanisme de transfert à bandes notamment plastiques. Chaque bande pourra présenter des saillies, notamment à profil denté permettant de constituer une réservation pour la réception et le positionnement des tiges destinées à constituer les cadres. Avantageusement, les moyens pour positionner à plat lesdites tiges de cadres peuvent comprendre en outre des moyens de distribution 6 de tiges de cadres pour alimenter le mécanisme de transfert 5, aptes à disposer les tiges de cadres, une par une, dans les réservations 7 du mécanisme de transfert. Telles qu'illustrées à la figure 1, les tiges de cadres peuvent être stockées parallèlement dans une trémie d'alimentation. La trémie d'alimentation peut présenter un profil triangulaire, convergent vers le fond de la trémie en direction d'une ouverture inférieure pour la distribution des tiges. Les tiges peuvent être ainsi avantageusement délivrées par gravité. L'ouverture inférieure présente une section suffisamment faible de façon que la dernière et l'avant dernière tiges sont superposées. L'ouverture inférieure est équipée alors d'au moins deux saillies escamotables de retenue, aptes à se déplacer d'une position d'engagement avec la dernière et l'avant dernière tiges à une position d'effacement. Les tiges sont alors distribuées une par une, l'une des saillies étant escamotée dans une position d'engagement avec l'avant dernière tige, 20 25 30 l'autre saillie étant escamotée dans une position d'effacement afin de relâcher uniquement la dernière tige. Le mécanisme de transfert 5 et les moyens de distribution 6 sont avantageusement synchronisés. Selon un mode de réalisation, les moyens de distribution 6 et le mécanisme de transfert 5 présentent des moyens d'indexation mécaniques ou électroniques. Le mécanisme de transfert 5 destiné pour positionner à plat les tiges 3 de cadres est fixe, et dénommé premier mécanisme de transfert, les moyens pour superposer à plat les barres filantes comprenant un deuxième mécanisme de transfert 11, mobile, à bande ou à chaînes, ledit deuxième mécanisme de transfert 11 présentant des moyens de guidage 31, 32 en translation suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du premier mécanisme de transfert 5 de telle façon à permettre le positionnement de l'extrémité libre 33 du deuxième mécanisme de transfert 11 sur toute la largeur de la zone de préparation 10, à l'aplomb et au-dessus de celle-ci. Lesdites chaînes ou bandes du deuxième mécanisme de transfert 11 présentent régulièrement sur toute leur longueur des saillies ou des encoches constituant des réservations 7 pour la réception des barres filantes 2. Le deuxième mécanisme de transfert permet avantageusement de disposer les barres filantes en superposition sur les barres de cadres. Pour ce faire, l'extrémité 33 du mécanisme de transfert est disposée à la position désirée. Les chaînes ou bandes du mécanisme de transfert sont alors actionnées jusqu'à ce qu'une barre filante portée par les réservations 7 chute légèrement pour être disposée à la position souhaitée. Le deuxième mécanisme de transfert 11 est alors déplacé de telle façon à positionner l'extrémité libre 33 à l'aplomb de la nouvelle position désirée de la barre filante. Afin de contrôler la chute des barres filantes, l'extrémité libre 33 du mécanisme de transfert 11 peut être équipée de guides verticaux permettant de contrôler la chute desdites barres filantes sur les tiges de cadres. Les moyens pour superposer à plat les barres filantes peuvent présenter en outre des moyens de distribution 34 de barres filantes 2 pour alimenter le deuxième mécanisme de transfert 11 à chaînes ou à bandes, apte à disposer les barres filantes 2, une par une, dans les réservations 7 dudit deuxième mécanisme de transfert. De la même manière que pour le premier mécanisme de transfert 5, le deuxième mécanisme de transfert 11 peut être équipé, tel qu'illustré à la figure 2 d'une trémie pour le stockage des barres filantes. Cette trémie peut présenter un profil triangulaire convergent vers le fond vers une ouverture d'alimentation. De la même manière, l'ouverture d'évacuation peut être équipée d'un dispositif et notamment de deux saillies permettant la retenue de la dernière et l'avant dernière barres filantes. Une des saillies permet de retenir l'avant dernière barre cadre et les barres en amont pendant que l'autre saillie permet de relâcher la dernière barre dans une des réservations 7 du mécanisme de transfert 11. Les moyens de distribution 24 et le deuxième mécanisme de transfert 11 peuvent être avantageusement synchronisés, indexés mécaniquement ou électroniquement. La séquence de réalisation de la structure grillagée est illustrée des figures 3a à la figure 3f. Le premier mécanisme de transfert 5 est alors alimenté en tiges de cadres, une par une, au niveau des réservations. Le premier mécanisme de transfert 5 peut être entraîné de manière continue ou de manière discontinue jusqu'à la disposition de toutes les tiges de cadres destinées à la réalisation de la structure grillagée, telle qu'illustrée à la figure 3c. Le deuxième mécanisme de transfert 5 est alors arrêté. Tel qu'illustré des figures 3d à la figure 3f, les barres filantes sont alors positionnées, notamment au moyen du deuxième mécanisme de transfert 11. Selon un mode de réalisation, les tiges de cadres et barres filantes pourront être soudées manuellement. Avantageusement, selon un 6 autre mode de réalisation, l'installation présentera en outre au moins un robot 35 présentant des moyens pour le soudage des tiges de cadres aux barres filantes 2. Avantageusement, le robot permettra de souder les barres filantes aux tiges de cadres, en temps masqué, dès le positionnement de la première barre filante telle qu'illustrée à la figure 3d. Le robot présentera avantageusement des moyens de soudage à l'extrémité d'un bras mécanisé. Le bras mécanisé pourra présenter également des moyens de maintien des barres filantes 2 en position. Ladite installation présentera en outre des moyens 36, 38 pour dégager la structure grillagée de la zone de préparation et des moyens 15 pour transporter ladite structure grillagée entre la zone de préparation et une zone tampon de stockage des structures grillagées. Les moyens pour dégager la structure grillagée pourront comprendre des bras 36 de soulèvement commandés en rotation sur un axe 38 au niveau de leur extrémité proximale, les extrémités distales des bras 36 étant aptes à être en contact avec les tiges de cadre. Telle qu'illustrée à la figure 1 ou à la figure 2 et selon un exemple de réalisation, la structure présentera au moins quatre bras permettant de lever la structure grillagée. Tels qu'illustrés à la figure 2, les bras de soulèvement sont en forme de C. La rotation de l'axe 38 permet alors aux bras de lever la structure grillagée. Les moyens 15 pour transporter la structure grillagée 6 comprennent, par exemple un châssis mobile 43, des moyens 44 pour prélever la structure grillagée 6 de la zone de préparation 4 et des moyens 45 pour transférer cette structure grillagée 6 depuis les moyens 44 pour prélever jusqu'à la zone de stockage 37. Les moyens 44 pour prélever sont aptes à s'intercaler sous la structure grillagée 6 lorsque celle-ci est encore dans la zone de préparation 4 et notamment soulevée par les moyens 36, 38 pour dégager la structure grillagée. Plus précisément, le châssis mobile 43 est par exemple, monté sur des rails 46 et peut ainsi se déplacer en translation entre la zone de préparation 10 et la zone de stockage 37. A cette fin, il comprend notamment un moteur 48 dont le rotor entraîne un arbre 49 par l'intermédiaire d'une courroie 50. L'arbre 49 est relié à des galets de roulement 51 montés sur le châssis mobile 43. Les moyens 44 pour prélever sont constitués par exemple, de bras en porte-à-faux 52 aptes à s'insérer entre la structure grillagée 4 lorsque cette dernière est soulevée et le premier mécanisme de transfert 5. Les moyens 45 pour transférer la structure grillagée 4 sont constitués, par exemple, de transporteurs à mouvement continu 56 connus de l'homme de l'art, tels que notamment des chaînes montées sur paliers ou autres. Ils sont placés sur le bras à monter en porte-à-faux 52 et/ou des bras 57 qui prolongent les premiers vers la zone de stockage. Les moyens 13 pour plier sont constituer par exemple d'un dispositif de pliage fixe 58 et d'un dispositif de pliage mobile 59. Après chaque phase de pliage, le dispositif de pliage mobile 59 se rapproche du dispositif de pliage fixe 58. Le dispositif de pliage fixe 58 est muni de premiers moyens pour soulever 60. Ceux-ci sont aptes à soulever une partie 61 de la structure grillagée 6 et par suite de la plier. Le dispositif de pliage mobile 59 est muni de seconds moyens pour soulever 62 successivement des parties 63, 64 et 65 de la structure grillagée 4. Ce dispositif de pliage mobile 59 est monté sur des moyens 66 pour le déplacer en translation par rapport au dispositif de pliage fixe 59. Ceci permet des pliages successifs des zones correspondantes 63, 64, et 65 de la structure grillagée 6 pour obtenir une armature 1 au profil désiré. Les premiers et les seconds moyens 62 pour soulever comportent, par exemple une poutre d'appui 67 ; 76 parallèle aux barres filantes 2 et actionnée en rotation par des brins 68. Cette rotation se fait dans le sens horaire et/ou anti horaire suivant la flèche 69 ; 70 et est limitée par exemple à un quart de cercle autour d'un axe 77 ; 78 lié à un châssis 79 ; 80. La poutre 67 ; 76 est actionnée par des bras de levier 81 ; 82 reliés à l'axe 77 ; 78. Les moyens 66 pour déplacer le dispositif de pliage mobile 59 par rapport au dispositif de pliage fixe 58 comprennent par exemple des galets de roulement 71 liés au dispositif de pliage mobile 59 se déplaçant sur des rails 72. Ils permettent ainsi la translation de ce dispositif de pliage mobile 59 pour rapprocher et/ou l'écarter du dispositif de pliage 58. Les moyens pour maintenir 12 comprennent par exemple des doigts de blocage 74 en forme de L inversé. Ils sont liés à une barre 75 placée à l'intérieur du dispositif de pliage fixe 58 et/ou du dispositif de pliage 59. Ces barres 75 sont aptes à se déplacer légèrement en translation à la fois horizontalement dans une direction parallèle aux barres filantes suivant la flèche repérée 83 et verticalement suivant la flèche repérée 84. Elle permet ainsi soit de saisis la structure grillagée 4 pendant les phases de pliage ou de la relâcher pour laisser libre le déplacement du dispositif de pliage mobile 59 entre ces mêmes phases de pliage. L'installation peut être également munie d'un dispositif de commande et de programmation permettant de distribuer les tiges de cadres et les barres filantes pour la définition d'une structure grillagée dans laquelle les tiges 3 et les barres filantes 3 se croisent en des côtes prédéterminées. Les figures 1 et 2 exposent un mode de réalisation de l'installation dans lequel : - le premier mécanisme de transfert 5 est destiné à positionner les tiges 3 de cadre et fixe, à bande ou à chaîne, - le deuxième mécanisme de transfert 11 destiné à superposer les barres filantes 2 sur les tiges 3 est à bande ou à chaîne, - les moyens pour dégager la structure grillagée de la zone de préparation 10 comprennent des bras 36 de soulèvement, - les moyens 15 pour transporter la structure comprennent un châssis 43 mobile en translation, - les divers dispositifs de l'installation, à savoir le châssis mobile, le dispositif de pliage fixe et le dispositif de pliage mobile sont disposés en ligne suivant une direction parallèle à l'axe des tiges de cadre. Toutefois, l'installation n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Notamment suivant différentes variantes : - le deuxième mécanisme de transfert destiné à superposer les barres filantes 2 sur les tiges 3 peut prendre la forme d'une fourche, ou de longerons porteurs utilisés pour lever et déposer les barres filantes 2 sur les tiges 3., -les branches de la fourche ou les longerons sont avantageusement espacés pour venir s'intercaler entre les tiges de cadre positionnées par le premier mécanisme de transfert. - les branches de la fourche ou les longerons porteurs ont une épaisseur inférieure à l'épaisseur des tiges afin de pouvoir déposer les barres filantes. La fourche est mobile notamment portée par un chariot guidé par des rails. - les moyens pour dégager la structure grillagée de la zone de préparation et les moyens pour translater la structure grillagée peuvent être constitués par le premier mécanisme de transfert 5 dont les bandes ou les chaînes permettent de déplacer la structure grillagée hors de la zone de préparation 10. Aussi, l'installation peut présente une configuration spatiale en L, ledit premier mécanisme de transfert permettant de translater la structure grillagée sur une direction parallèle à l'axe des barres filantes 2, hors de la zone de préparation 10 sur un mécanisme de transfert intermédiaire. Le mécanisme de transfert intermédiaire permet de déplacer la structure grillagée suivant une direction parallèle aux tiges 3 de cadre, en direction des moyens pour plier la structure grillagée. Un robot pour le soudage des barres filantes aux tiges de cadre peut être disposé entre le premier mécanisme de transfert et le mécanisme de transfert intermédiaire. Le robot de soudage peut prendre la forme générale de deux bras en C dont chacune des branches inférieure ou supérieure est équipée d'une électrode. La branche supérieure est prévue pour être positionnée au-dessus de la structure grillagée, la branche inférieure en dessous. Chaque bras présente des moyens d'actionnement pour approcher la branche supérieure et la branche inférieure afin de joindre les électrodes en contact avec un point de soudure. Chaque bras en C est positionné sur un même axe de part et d'autre de la structure grillagée. Les bras sont mobiles notamment portés par des chariots aptes à se déplacer suivant la direction des tiges 3 de cadre, le positionnement de la structure grillagée suivant l'axe des barres filantes étant assuré par les bandes du premier mécanisme de transfert 5. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1. Installation de fabrication d'armatures pour béton armé, lesdites armatures étant constituées de barres filantes et de cadres disposés transversalement par rapport auxdites barres filantes, ladite installation (1) comprenant: - une zone de préparation (10) équipée de moyens pour positionner à plat, d'une part des tiges (3) destinées à constituer les cadres et, d'autre part, en superposition transversalement à ces dites tiges, des barres filantes (2) pour définir une structure grillagée (4) dans laquelle les tiges et les barres filantes se croisent en des côtes prédéterminées et réglables, - une zone de pliage (20) automatisée, équipée de moyens pour maintenir la structure grillagée, notamment suivant deux lignes de maintien (9), associées à des moyens pour plier ladite structure grillagée, notamment suivant au moins une ligne de pliage, pour mettre l'armature au profil désiré, caractérisée en ce que les moyens pour positionner à plat les tiges (3) destinées à constituer les cadres sont constitués au moins par un mécanisme de transfert (5) à bandes ou à chaînes, lesdites bandes ou lesdites chaînes présentant régulièrement sur toute leur longueur des saillies ou des encoches constituant des réservations (7) pour la réception et le positionnement de chacune desdites tiges (3) de cadres, transversalement, sur le mécanisme de transfert. 2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle les moyens pour positionner à plat lesdites tiges (3) de cadres comprennent en outre des moyens de distribution (6) de tiges de cadres pour alimenter le mécanisme de transfert (5), apte à disposer les tiges cadres, une par une, dans les réservations (7) du mécanisme de transfert (5). 3. Installation selon la revendication 2, dans lequel les moyens de distribution (6) et le mécanisme de transfert (5) présentent des 30 moyens d'indexation. 4. Installation selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de transfert (5) destiné pour positionner à plat les tiges (3) de cadres est fixe, et dénommé premier mécanisme de transfert, les moyens pour superposer à plat les barres filantes comprenant un deuxième mécanisme de transfert (11), mobile, à bandes ou à chaînes, ledit deuxième mécanisme de transfert (11) présentant des moyens de guidage (31, 32) en translation suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du premier mécanisme de transfert (5) de telle façon à permettre le positionnement de l'extrémité libre (33) du deuxième mécanisme de transfert (11) sur toute la largeur de la zone de préparation, à l'aplomb et au-dessus de celle-ci, lesdites chaînes ou bandes du deuxième mécanisme de transfert (11) présentant régulièrement sur toute leur longueur des saillies ou des encoches constituant des réservations (7) pour la réception des barres filantes (2). 5. Installation selon la revendication 4 dans laquelle les moyens pour superposer à plat les barres filantes présentent en outre des moyens de distribution (34) de barres filantes (2) pour alimenter le deuxième mécanisme de transfert à chaîne ou à bandes, apte à disposer les barres filantes, une par une, dans les réservations dudit deuxième mécanisme de transfert. 6. Installation selon la revendication 1, dans laquelle ladite installation présente en outre au moins un robot (35) présentant des moyens pour le soudage des tiges de cadres aux barres filantes de la structure grillagée. 7. Installation selon la revendication 1, dans laquelle elle présente en outre des moyens (36, 38) pour dégager la structure grillagée de la zone de préparation et des moyens (15) pour transporter ladite structure grillagée entre ladite zone de préparation et une zone tampon de stockage (37). 8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle les 30 moyens pour dégager la structure grillagée comprennent des bras (36) de soulèvement, commandés en rotation sur un axe (38) au niveau de leurextrémités proximales, les extrémités distales des bras étant aptes à être en contact avec les tiges. 9. Installation selon la revendication 7, dans laquelle les moyens (15) pour transporter la structure grillagée (4) comprennent: - un châssis (43) mobile en translation, - des moyens pour prélever (44) la structure grillagée de la zone de préparation (10) aptes à s'intercaler sous cette dite structure grillagée, - des moyens (45) pour transférer la structure grillagée depuis les moyens pour prélever jusqu'à la zone de stockage (37). 10. Installation selon la fabrication 1, dans laquelle les moyens pour plier sont constitués d'un dispositif de pliage fixe (58), munis de premiers moyens pour soulever (60) une partie (61) de la structure grillagée, et d'un dispositif de pliage mobile (59) muni de seconds moyens (62) pour soulever des parties (63, 64, 65) de la structure grillagée (6), apte à se déplacer en translation par rapport au dispositif de pliage fixe (58), permettant des pliages successifs desdites parties (63, 64, 65) de la structure grillagée (6).