Brevet FR2917656A1 — publié le 20081226

L'invention concerne une machine de coupage ou de soudage, par plasma, laser ou oxycoupage, munie d'un outil de coupage ou de soudage thermique, par exemple une torche de coupage par jet de plasma, et d'un système d'alarme apte à avertir l'opérateur d'un arrêt de coupe ou de soudage, en particulier d'arrêts intempestifs ou des fins de cycles soudage ou de coupage. Dans le domaine du coupage plasma automatique, une part importante du temps de travail de l'opérateur de coupage plasma est dévolue à la surveillance de sa machine, c'est-10 à-dire du bon déroulement de l'opération de coupage. Avec la modernisation des installations et leur automatisation de plus en plus poussée, cette surveillance de proximité est devenue inutile. En effet les défauts de fonctionnement graves, c'est-à-dire ceux pouvant entraîner la dégradation du matériel ou des dangers pour l'opérateur ou son environnement sont traités automatiquement. Par 15 ailleurs, la fiabilité des installations ayant grandement progressé, les réajustements permanents par exemple de la tension de palpage pour le contrôle de la distance torche-tôle ne sont plus nécessaires. Un opérateur de coupage plasma n'est donc astreint à la surveillance de sa machine que pour des raisons de productivité. Il s'assure essentiellement que la machine est en train 20 de travailler, c'est-à-dire de couper une pièce, et la réapprovisionne ou la relance dans le cas contraire, ou encore procède à un remplacement de composants endommagés, à un réapprovisionnement en gaz... Il en résulte un niveau de charge de travail faible pour l'opérateur de coupage plasma. 25 A l'inverse, dans certains cas, l'opérateur ne surveille plus en permanence la machine de coupage durant une opération de coupe car il valorise ce temps en vaquant à d'autres tâches. Toutefois, le problème qui se pose alors est qu'en fin de coupe normale ou suite à un incident, la machine s'arrête automatiquement et peut rester ainsi sans activité tant que 30 l'opérateur ne sera pas revenu pour par exemple positionner une nouvelle pièce à couper et lancer l'opération de coupage. On comprend qu'il en résulte alors une perte de productivité de la machine qui peut rester ainsi inactive pendant une durée plus ou moins longue. Ce problème se pose également en soudage plasma, en coupage et en soudage laser ou en oxycoupage, automatisé ou robotisé. Un objet de la présente invention est de libérer l'opérateur de son astreinte à proximité de la machine ou de l'installation de coupage ou soudage plasma ou par faisceau laser ou d'oxycoupage, et donc d'augmenter la productivité de l'opérateur lui-même ainsi que de la machine de coupage dont il a la responsabilité. Une solution est une machine de coupage ou de soudage comprenant au moins un outil de coupage ou de soudage et des moyens de pilotage aptes à et conçus pour piloter automatiquement l'outil de coupage ou de soudage, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, : - des moyens de surveillance automatique de coupe ou de soudage aptes à et conçus pour détecter un arrêt de découpe ou de soudage par l'outil, et -des moyens d'alarme aptes à et conçus pour avertir l'opérateur lors d'une détection d'arrêt de coupage ou de soudage par lesdits moyens de surveillance de coupe. Selon le cas, la machine de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'outil de coupage ou soudage est une torche à arc, en particulier à arc plasma, un chalumeau d'oxycoupage ou une tête laser. - l'outil de coupage ou soudage est monté sur une poutre mobile ou sur un bras de robot. - les moyens de surveillance comprennent un ou plusieurs capteurs, en particulier au moins un capteur de débit d'eau de refroidissement, un capteur de température, un capteur de pression de gaz, un capteur de tension (V), un capteur de courant (I), un capteur d'environnement, notamment un capteur d'ouverture de porte ou une barrière infra-rouge, et/ou un contacteur électrique. - les moyens de surveillance détectent un signal de fin de cycle de coupage ou de soudage, ou un signal de machine à l'arrêt représentatifs d'un arrêt de coupe ou de soudage. - les moyens d'alarme génèrent au moins une information d'alerte permettant d'avertir l'opérateur d'un arrêt de coupe ou de soudage, de préférence les moyens d'alarme génèrent une information d'alerte en réponse à la détection par les moyens de surveillance. - les moyens d'alarme génèrent une information d'alerte sonore, tactile ou visuelle. - les moyens d'alarme génèrent une information électrique d'alerte et en ce que des moyens de transmission d'information envoient l'information électrique ainsi générée à l'opérateur, en particulier sous la forme d'un e-mail, d'un SMS, de vibrations d'un dispositif portatif, notamment un téléphone portable, ou d'un message téléphonique. L'invention porte aussi sur un procédé de coupage ou de soudage au moyen d'une machine de coupage ou de soudage équipée d'au moins un outil de coupage ou de soudage, et des moyens de pilotage aptes à et conçus pour piloter automatiquement l'outil pendant une opération de coupage ou de soudage, dans lequel : a) on réalise une découpe ou un soudage d'au moins une pièce au moyen de l'outil piloté par les moyens de pilotage, b) durant l'étape a), on surveille automatiquement le déroulement de la coupe ou du soudage, c) on génère une alarme sonore, tactile ou visuelle et/ou on envoie une information d'alerte à l'opérateur lorsqu'à l'étape b), un arrêt de coupe ou de soudage est détecté. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description suivante donnée à titre illustratif et portant sur une machine de coupage plasma selon la présente invention. Durant une opération de coupage plasma automatique mettant en oeuvre une torche à plasma agencée sur une machine de coupage automatique, il est habituel de piloter les trajectoires à suivre, le cycle de coupe, notamment la gestion de l'envoi du courant et des gaz ..., à l'aide de moyens de pilotage, telle qu'une CNC pour les trajectoires, un automate programmable pour les paramètres du cycle de coupe, ou d'autres dispositifs de commande analogues. Conformément à l'invention, on se sert des informations actuellement générées par les machines de coupage plasma : installation en défaut et cycle terminé pour générer un signal d'information vers l'opérateur de coupage plasma. Celui-ci peut donc vaquer à d'autres occupations sachant qu'une surveillance permanente et continue de son installation a lieu. Selon le procédé de l'invention, on détecte un arrêt de coupe ou de soudage correspondant à une fin de cycle de coupage ou de soudage, ou un arrêt de la machine de coupage ou de soudage à l'aide de moyens de surveillance. A cette fin, on peut utiliser des informations issues des moyens de pilotage eux-mêmes, notamment de la CNC, de l'automate programmable, de l'électronique dédiée à la machine ou encore d'un ordinateur industriel connecté à la machine, ou alors des informations issues de capteurs ou contacteurs spécifiques. Ainsi, on peut agencer un ou plusieurs capteurs et/ou un ou plusieurs contacteurs électriques sur la machine, sur l'outil ou sur les matériels périphériques utilisés pour mettre en oeuvre le procédé, tel que générateur de courant, sources de gaz etc... Par exemple, un capteur de débit d'eau de refroidissement permet de surveiller la présence ou l'absence d'eau de refroidissement envoyée vers la torche. En cas d'absence de débit due à un arrêt d'utilisation de l'outil ou à un incident (rupture de canalisation ou autre), l'opérateur sera immédiatement averti du problème et pourra alors intervenir rapidement. De même: - un capteur de température peut être agencé au niveau du générateur de courant 15 pour détecter toute élévation inhabituelle de la température du transformateur primaire du hâcheur, - un capteur de pression de gaz, de type tout-ou-rien ou proportionnel, peut être utilisé pour détecter tout défaut d'alimentation en gaz de coupe. - un capteur de tension (V) ou de courant (I) peut être utilisé pour détecter les 20 sorties de tôle de la torche, une torche éteinte, une tension ou un courant anormalement élevé ou, à l'inverse, bas. - un contacteur électrique de choc de torche peut permettre de détecter tout débrayage physique de la liaison torche/axe vertical Z. Lorsqu'on choisit d'utiliser des informations issues par exemple de la CNC, on peut 25 se servir de signaux de coupe normal ou de signaux de coupe problématique générés au sein de la CNC. Par exemple, lors d'un coupage plasma normal , c'est-à-dire sans incident, la CNC génère elle-même un signal interne de trajectoire terminée qui équivaut à une coupe achevée. On peut se servir de ce signal pour avertir l'opérateur. 30 A l'inverse, en cas de coupage anormal , c'est-à-dire avec incident, la CNC génère une information de problème du type torche ne se déplace pas ou analogue. Là encore, il est possible de se servir de ce signal pour alerter l'opérateur. Le signal d'alerte peut être de toute nature : sonore, visuel ou tactile, et se produire sur ou à proximité de la machine ou être déporté de celle-ci, ou plus moderne et prendre la forme d'un envoi automatique d'e-mail, d'un SMS, la diffusion de messages téléphoniques automatiques ou le déclenchement de vibrations d'un dispositif portatif, tel un téléphone portable ou analogue. L'invention présente ou conduit à plusieurs avantages, à savoir notamment : - une augmentation de la productivité par réduction des charges en personnel et augmentation du taux de charge des machines pour lesquels les opérateurs n'effectuaient déjà plus de surveillance de proximité mais dont les installation se retrouvaient en conséquence fréquemment en défaut d'activité, et - une amélioration du cadre de travail de l'opérateur puisque celui-ci, n'étant plus astreint à proximité de la machine, n'a plus à en subir les nuisances : visuelles, sonores, mauvaise qualité de l'air (bruits, fumées de découpe,...). L'exemple de réalisation donné ci-avant n'est nullement limitatif et ne vise qu'à 15 illustrer l'invention. En effet, l'invention est parfaitement applicable aux machines de soudage à l'arc, de coupage ou soudage par faisceau laser, ou encore d'oxycoupage. Revendications 1. Machine de coupage ou de soudage comprenant au moins un outil de coupage ou de soudage et des moyens de pilotage aptes à et conçus pour piloter automatiquement l'outil de coupage ou de soudage, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, : - des moyens de surveillance automatique de coupe ou de soudage aptes à et conçus pour détecter un arrêt de découpe ou de soudage par l'outil, et - des moyens d'alarme aptes à et conçus pour avertir l'opérateur lors d'une 10 détection d'arrêt de coupage ou de soudage par lesdits moyens de surveillance de coupe. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil de coupage ou soudage comprend une torche à arc, un chalumeau d'oxycoupage ou une tête laser. 15 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de surveillance comprennent un ou plusieurs capteurs, en particulier au moins un capteur de débit d'eau de refroidissement, un capteur de température, un capteur de pression de gaz, un capteur de tension (V), un capteur de courant (I), un capteur d'environnement et/ou un contacteur électrique. 20 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de surveillance détectent un signal de fin de cycle de coupage ou de soudage, ou un signal de machine à l'arrêt représentatifs d'un arrêt de coupe ou de soudage. 25 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens d'alarme génèrent au moins une information d'alerte permettant d'avertir l'opérateur d'un arrêt de coupe ou de soudage, de préférence les moyens d'alarme génèrent une information d'alerte en réponse à la détection par les moyens de surveillance. 30 6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'alarme génèrent une information d'alerte sonore, tactile ou visuelle. 7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens d'alarme génèrent une information électrique d'alerte et en ce que des moyens de transmission d'information envoient l'information électrique ainsi générée à l'opérateur, en particulier sous la forme d'un e-mail, d'un SMS, de vibrations d'un dispositif portatif, notamment un téléphone portable, ou d'un message téléphonique. 8. Procédé de coupage ou de soudage au moyen d'une machine de coupage ou de soudage équipée d'au moins un outil de coupage ou de soudage, et des moyens de pilotage aptes à et conçus pour piloter automatiquement l'outil pendant une opération de coupage ou de soudage, dans lequel : a) on réalise une découpe ou un soudage d'au moins une pièce au moyen de l'outil piloté par les moyens de pilotage, b) durant l'étape a), on surveille automatiquement le déroulement de la coupe ou du soudage, c) on génère une alarme sonore, tactile ou visuelle et/ou on envoie une information d'alerte à l'opérateur lorsqu'à l'étape b), un arrêt de coupe ou de soudage est détecté. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on détecte un arrêt de 20 coupe ou de soudage correspondant à une fin de cycle de coupage ou de soudage, ou un arrêt de la machine de coupage ou de soudage. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que, lorsqu'on détecte un arrêt de coupe ou de soudage, une information d'alerte est transmise à 25 l'opérateur par SMS, e-mail, par vibration d'un dispositif portatif ou par téléphone. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'outil de coupage ou soudage est une torche à plasma, un chalumeau d'oxycoupage ou une tête laser, de préférence l'outil est une torche de coupage plasma. 30