Brevet FR2951970A1 — publié le 20110506

Procédé de contrôle de grappe en sortie de moule, en fonderie sous pression [0001] L'invention concerne un procédé de contrôle de grappe en sortie de moule, en fonderie sous pression ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. [0002] A l'heure actuelle, en fonderie sous pression, la totalité des pièces série, à partir d'un certain nombre de pièces de démarrage, sont amenées, au sortir du moule, dans un moyen de contrôle appelé « cage masselotte » qui permet de détecter la présence ou non de la carotte ou pastille et de l'ensemble des talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires sur la grappe complète. En fonderie, on appelle grappe l'ensemble des pièces attenantes au même jet de coulée comprenant le système d'alimentation, les masselottes, talons de lavage et bavures, la ou les pièces. En revanche, pour les pièces de démarrage, cette « cage masselotte » n'est pas utilisée. Dans ces cas là, le contrôle est fait visuellement par le conducteur d'installation. [0003] Au moment du démarrage d'un moule en fonderie sous pression, celui-ci est à une température inférieure à sa température optimale de fonctionnement. Le moule étant trop froid, le remplissage du métal dans l'empreinte ou les empreintes se fait plus ou moins bien et il arrive fréquemment que des talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires ne soient pas remplis par le métal. [0004] Or, si lors du passage de la grappe dans la « cage masselotte », l'un des éléments à contrôler est manquant, le chantier est arrêté et un contrôle visuel du conducteur d'installation est nécessaire avant son redémarrage. [0005] Du fait de l'éloignement de l'opérateur par rapport aux empreintes, de la température élevée du moule et de la faible luminosité à l'intérieur du chantier, ce contrôle visuel est difficile à effectuer. De plus, l'opérateur ne sait pas si les talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires absents de la pièce sont tombés dans une fosse située dessous, n'ont jamais existé ou sont restés dans le moule. Pour éviter les désagréments liés à cet arrêt (perte de temps, refroidissement du moule...), les pièces de démarrage ne subissent pas ce contrôle. [0006] Toutefois, il existe un risque important que des éléments soient restés dans le moule et qu'ils ne soient pas vus lors du contrôle du conducteur d'installation, ce qui pourrait endommager le moule lors de sa fermeture pour le cycle suivant. [0007] Toutefois, les pièces de démarrage représentent en moyenne 10% des pièces réalisées. Par ailleurs, ce problème de non remplissage des talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires, lié principalement au démarrage, peut également survenir pendant la réalisation des pièces série. [0008] Il est connu des procédés de contrôle des paramètres de moulage et en particulier du dosage du matériau fondu. Ainsi, dans EP 0 581 786, est proposé un procédé de réglage des paramètres de coulée dans lequel on détermine la quantité de matière fondue introduite dans la chambre de coulée à l'aide d'un moyen de mesure optique ou acoustique permettant ensuite de régler l'état de remplissage ou la quantité de remplissage de la chambre de coulée. [0009] Dans US 6 379 609, est également proposé un procédé de contrôle des paramètres de moulage en contrôlant notamment la quantité dosée de matière fondue introduite dans le moule. Des dispositifs de mesure tels qu'une sonde de niveau dans le moule sont utilisés pour déterminer le volume de matière fondue. [0010] On connaît par US 2004026061 un procédé de mesure de la quantité de matière fondue injectée pour fabriquer des lingots de manière appropriée, chaque lingot étant ensuite pesé en sortie. [0011] Ces procédés permettent donc de déterminer la quantité ou le volume de matière fondue introduite dans un moule, et éventuellement le poids du produit résultant. Cependant, la mesure de la quantité ou du volume de matière fondue ne vise qu'au réglage des paramètres d'injection et ne propose nullement un contrôle de la pièce moulée notamment quant à la présence des talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires. Il n'est donc pas possible à l'heure actuelle de procéder au contrôle d'une pièce ou grappe en sortie de moule pour savoir avec certitude si les moules de fonderie sous pression ne se referment pas sur un de ces éléments lors du démarrage d'un nouveau cycle. [0012] La présente invention a donc pour but pallier ces inconvénients en proposant un procédé de contrôle permettant de déterminer de manière efficace et fiable si la quantité de matière de grappe en sortie du moule correspond bien à la quantité de matière injectée ou si la grappe comporte des problèmes de remplissage tels que des malvenues au niveau de la (les) pièce(s) ou l'absence de la carotte, de talons de lavage, masselottes et/ou bavures volontaires. [0013] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle d'une grappe sortie de moule, caractérisé en ce qu'on mesure la masse de matière injectée dans le moule, on détermine la masse de matière présente dans la grappe à la sortie du moule et on compare lesdites masses pour détecter une variation éventuelle entre les deux, indicatrice d'une disparation de matière entre l'injection et le démoulage de la grappe. [0014] Ainsi de manière avantageuse, le procédé de contrôle en déterminant la masse de matière injectée dans le moule, par pesée, et la masse de matière moulée en sortie de moule et en les comparant permet de manière simple et efficace de détecter une disparition de matière permettant d'indiquer que des éléments se sont détachés de la pièce lors de la sortie de moule ou qu'ils n'ont même jamais existé. [0015] Selon une forme de réalisation, dans le cas de fours à louche, on mesure la masse de matière injectée dans le moule au niveau de la louche doseuse permettant de verser la matière fondue dans la douille. [0016] Selon une autre forme de réalisation, on mesure la masse de matière fondue introduite au niveau de la douille elle-même. [0017] De préférence, on mesure la masse par pesée de la grappe complète (le système d'alimentation, les masselottes, talons de lavage et bavures, la ou les pièces) juste après son éjection du moule lors de sa prise par un robot préhenseur. [0018] Lorsque des inserts ont été introduits dans la pièce moulée, on mesure leur masse lors de leur dépose dans le moule. Les masses de la grappe complète et de la masse de matière injectée sont mesurées comme décrit précédemment. Ainsi, on détermine la masse de matière présente dans la grappe, correspondant à la masse de la grappe complète en fonction de la masse du ou des inserts, la masse présente correspondant à la masse de la grappe complète moins la masse des inserts, et grâce à ces masses mesurées, une éventuelle variation de quantité de matière peut être détectée au niveau de la grappe, même si la ou les pièces comportent des inserts. [0019] L'invention concerne également un dispositif de contrôle d'une grappe en sortie de moule, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la masse de matière injectée dans le moule, des moyens de détermination de la masse de matière présente dans la grappe en sortie de moule, et des moyens de traitement et d'analyse propres à comparer les deux masses et à détecter une éventuelle variation entre lesdites masses, indicatrice d'une perte de matière entre l'injection et le démoulage de la grappe. [0020] Les moyens de mesure de la masse de matière injectée, dans le moule sont constitués de moyens de pesée. Ces moyens peuvent être positionnés au niveau de la louche doseuse, le cas échéant, de manière à mesurer la masse de matière introduite dans la douille d'injection (différence entre les masses loupe pleine / louche vide). Les moyens de mesure de la masse de matière introduite dans la douille peuvent être constitués de moyens de pesée positionnés au niveau de la douille. [0021] Les moyens de détermination de la masse de matière présente dans la grappe en sortie de moule sont constitués de moyens de pesée, prévus au niveau du robot préhenseur. [0022] Lorsque la pièce moulée comporte des inserts, les moyens de détermination comportent en outre des moyens de mesure de la masse du ou des inserts permettant de calculer la masse de la matière qui a été injectée présente dans la grappe à partir de la masse totale de ladite grappe et de la masse des inserts mesurée par lesdits moyens de pesée, par exemple prévus au niveau de la pose des inserts. Ainsi, la masse de la matière injectée présente dans la grappe est ensuite comparée à celle de la matière présente dans la douille et injectée dans le moule, toute variation entre ces deux valeurs étant indicatrice d'une perte de matière. [0023] Le procédé de l'invention permet donc de déterminer avec certitude et de manière relativement simple à mettre en oeuvre si des éléments (talons de lavage, el-es masselottes, bavures volontaires...) ont été remplis et se sont détachés de la grappe au moment de l'éjection ou s'ils n'ont pas été moulés. En effet, si les talons ont été remplis et se sont détachés, de la matière a disparu. Si les talons n'ont pas été remplis, cette quantité de matière apparaît autre part au niveau de la grappe et il n'y a donc pas d'écart de masse entre la matière dans la grappe et la matière injectée. [0024] Avantageusement, on peut en outre prévoir des moyens de détection de la tombée d'éléments dans une fosse située sous le moule. De cette manière, lorsqu'une disparition de matière est détectée mais qu'aucune tombée d'élément(s) n'est détectée dans la fosse, on détermine que le(s)dit élément(s) (talon de lavage, masselotte, bavure...) est encore dans le moule. Dans ce cas de figure, le chantier de moulage doit être arrêté pour éviter que le moule ne se referme avec un des éléments resté à l'intérieur et que ledit moule ne se déforme ou ne se casse. [0025] On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence à un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [0026] Dans un exemple de réalisation, on met en place des premiers moyens de pesée au niveau de la louche doseuse d'un four à louche pour connaître la quantité de matière placée dans la douille et injectée dans le moule. Pour la réalisation d'un carter cylindres, le poids des louches utilisées est d'environ 40kg et la quantité de matière injectée telle que de l'aluminium liquide est de l'ordre de 22kg. La masse exacte d'aluminium injectée dans le moule est donc mesurée de manière précise à chaque injection à 2-3 grammes près. [0027] Des seconds moyens de pesée sont placés au niveau du robot préhenseur 15 de la grappe. On procède ainsi à la mesure de la masse de la grappe complète juste après son éjection du moule. [0028] La masse de la grappe entière avec inserts pour des carters 4 cylindres est de l'ordre de 27kg avec une incertitude faible. [0029] Comme la grappe comporte des inserts, il faut soustraire la masse des 20 inserts à la masse de la grappe complète. Cette masse est mesurée dans ce cas au niveau du robot pose inserts par des moyens de pesée. On obtient alors la masse de matière injectée qui se trouve dans la grappe complète en soustrayant la masse des inserts à celle de la grappe complète, que l'on compare alors à la masse de matière injectée dans le moule. La masse des inserts étant de l'ordre de 5kg, leur masse peut 25 être obtenue avec une très faible incertitude. [0030] Or, la masse moyenne des masselottes utilisées sur ce type de pièces est de l'ordre de 70g [0031] La variation entre la masse de métal liquide injecté et celle de la grappe est ensuite calculée. Si cette variation est nulle, cela signifie qu'aucun élément ne s'est 30 détaché de la grappe lors de son éjection. Si la variation est non nulle, alors de la matière a disparue. Le chantier est arrêté et l'opérateur doit intervenir pour retrouver l'élément qui a été moulé et qui s'est détaché. [0032] Compte-tenu de la masse des différents éléments et de la précision des mesures, la disparition de matière entre la matière injectée et la grappe est détectée de manière simple, fiable et efficace. On évite ainsi les risques de déformation ou de casse du moule et de ses éléments moulants liés à une refermeture de celui-ci sur un de ces éléments. Revendications1. Procédé de contrôle d'une grappe sortie de moule, caractérisé en ce qu'on mesure la masse de matière injectée dans le moule, on détermine la masse de matière présente dans la grappe à la sortie du moule et on compare lesdites masses pour détecter une éventuelle variation entre les deux, indicatrice d'une disparation de matière entre l'injection et le démoulage de la grappe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la masse par pesée de la grappe complète juste après son éjection du moule lors de sa prise par un robot préhenseur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque la pièce comprend un ou des inserts, on pèse la grappe complète et on détermine la masse de la matière présente dans la grappe, en fonction de la masse du ou des inserts, mesurée lors de leur dépose dans le moule. 4. Dispositif de contrôle d'une grappe en sortie de moule de fonderie selon le procédé des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la masse de matière injectée dans le moule, des moyens de détermination de la masse de cette même matière présente dans la grappe en sortie de moule, et des moyens de traitement et d'analyse propres à comparer les deux masses déterminées et à détecter une éventuelle variation entre lesdites deux masses, indicatrice d'une perte de matière entre l'injection et le démoulage de la grappe. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la masse de matière injectée sont constitués, dans le cas d'un four à louche doseuse, de moyens de pesée positionnés au niveau de la louche de manière à peser la masse de matière présente dans la louche et versée dans la douille. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la masse de matière injectée dans le moule sont constitués de moyens de pesée positionnés au niveau de la douille. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la masse de grappe en sortie de moule sont constitués de moyens de pesée au niveau du robot préhenseur. 7 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détermination comportent en outre des moyens de calcul permettant de calculer la variation de masse entre la grappe, la matière injectée et les éventuels inserts présents dans la pièce, dont la masse est mesurée par des moyens de pesée prévus au niveau des moyens de dépose des inserts. 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il peut comporter en outre des moyens de détection de la tombée d'éléments dans une fosse sous le moule.