Brevet FR2983749A1 — publié le 20130614

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DU POSITIONNEMENT D'ÉLÉMENTS DÉCOUPÉS POUR UNE INSTALLATION DE FABRICATION DE PIÈCES L'invention concerne les installations de fabrication de pièces comprenant au moins un outil de découpe et un outil d'emboutissage, et plus précisément le contrôle du positionnement d'éléments découpés avant emboutissage au sein de telles installations. Comme le sait l'homme de l'art, dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, certaines installations permettent de fabriquer des pièces embouties à partir d'une bande de matière (par exemple en tôle), initialement enroulée sur une bobine. Au sein d'une telle installation, la bande est tout d'abord progressivement déroulée de sa bobine afin de parvenir sensiblement plane au niveau d'un outil de découpe destiné à effectuer sur chaque portion prédéfinie de cette bande une ou plusieurs découpes pour produire un élément découpé qui est ensuite pris en charge par un outil d'emboutissage chargé de le transformer, par emboutissage, en une pièce. On notera que l'installation peut également comprendre en aval de son outil d'emboutissage un ou plusieurs outils dits de reprise destinés à effectuer d'éventuelles opérations complémentaires après l'emboutissage, comme par exemple des détourages, ajourages, poinçonnages ou des renvois de bord. Dans ce type d'installation, pour que l'élément découpé puisse être pris en charge par l'outil d'emboutissage il est impératif qu'il soit orienté d'une façon prédéfinie lorsqu'il sort du poste de découpe. Les découpes sont donc effectuées de façon programmée dans la bande de matière de sorte que chaque élément découpé se retrouve placé dans l'orientation prédéfinie afin de pouvoir être immédiatement pris en charge par l'outil d'emboutissage. Hélas, pour certaines formes de pièce la production d'éléments découpés dans leur orientation prédéfinie ne s'avère pas optimale en termes de coefficient d'utilisation de la matière de la bande, et donc induit des pertes de matière inutiles. C'est notamment le cas lorsque les éléments découpés présentent une forme générale en J, L, U, Z ou S. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation, et plus précisément de permettre une optimisation du coefficient d'utilisation de la matière d'une bande de matière (éventuellement en tôle). Elle propose à cet effet un dispositif, dédié au contrôle du positionnement d'éléments qui ont été découpés par un outil de découpe dans un poste de découpe d'une installation de fabrication de pièces qui comprend en outre un outil d'emboutissage dans un poste d'emboutissage placé juste après le poste de découpe, et comprenant : - des moyens de support destinés à être installés dans le poste de découpe et agencés pour recevoir et supporter un élément découpé, et - des moyens d'entraînement agencés pour déplacer les moyens de support entre une position dite de réception adaptée à la réception d'un élément découpé et une position dite de traitement adaptée à une prise en charge par l'outil d'emboutissage de l'élément découpé reçu. Grâce à l'invention, on peut désormais optimiser le coefficient d'utilisation de la matière d'une bande de matière au niveau du poste de découpe, indépendamment de l'orientation prédéfinie que doivent présenter les éléments découpés afin de pouvoir être correctement pris en charge par l'outil d'emboutissage, puisque le positionnement prédéfini des éléments découpés est désormais assuré en sortie du poste de découpe par le dispositif de contrôle. Le dispositif de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de support peuvent être montés à rotation sur un axe. Dans ce cas, ses moyens d'entraînement peuvent être agencés pour déplacer les moyens de support entre la position de réception et la position de traitement par un entraînement en rotation autour de l'axe sur un secteur angulaire choisi ; - ses moyens d'entraînement peuvent comprendre, d'une première part, une première came montée en translation de manière à être placée soit dans une position initiale associée à la position de traitement, soit dans une position intermédiaire associée à la position de réception, d'une deuxième part, une seconde came agencée pour déplacer la première came de sa position initiale vers sa position intermédiaire lorsqu'un élément découpé est prêt à être reçu, et, d'une troisième part, des moyens de couplage solidarisés à la première came et aux moyens de support afin de permettre le déplacement de ces derniers ; - la première came peut être montée en translation sous une force de rappel de manière à être automatiquement placée dans sa position initiale lorsque la seconde came n'agit pas sur elle ; - ses moyens d'entraînement peuvent comprendre des moyens de rappel montés entre une extrémité de la première came et une butée et propres à contraindre la première came à être automatiquement placée dans la position initiale lorsque la seconde came n'agit pas sur elle ; - les moyens de couplage peuvent comprendre un galet monté en translation dans une rainure de la première came ; - la seconde came peut être montée en translation suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de translation de la première came, de manière à être placée soit dans une position initiale associée à la position de traitement et dans laquelle elle n'agit pas sur la première came, soit dans une position intermédiaire associée à la position de réception et dans laquelle elle agit sur la première came. L'invention propose également une installation, destinée à fabriquer des pièces, et comprenant à cet effet un poste de découpe muni d'un outil de découpe, propre à produire des éléments découpés à partir d'une bande de matière, dans un poste d'emboutissage placé juste après le poste de découpe et muni d'un outil d'emboutissage, propre à produire des pièces par emboutissage à partir d'éléments découpés, et un dispositif de contrôle, placé dans le poste de découpe. Une telle installation peut, par exemple, être adaptée à la production de pièces de véhicule, éventuellement destinées à participer à la structure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'une installation de fabrication de pièces embouties comprenant un dispositif de contrôle selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle selon l'invention, avec ses moyens de support placés dans leur position de traitement, la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe selon l'axe XX de la figure 2, les moyens d'entraînement du dispositif de contrôle de la figure 2 placés dans leur position initiale, et la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en coupe selon l'axe XX de la figure 2, les moyens d'entraînement du dispositif de contrôle de la figure 2 placés dans leur position intermédiaire. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour but de proposer un dispositif D destiné à contrôler le positionnement d'éléments découpés ED au sein d'une installation IF de fabrication de pièces embouties. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que l'installation IF est destinée à fabriquer des pièces embouties pour des véhicules, éventuellement de type automobile. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les pièces sont réalisées dans un matériau métallique, et sont destinées à participer à la structure d'un véhicule. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de matériau. Ainsi, elle concerne également les pièces en carton ou en papier. On a schématiquement représenté sur la figure 1 une partie d'une installation de fabrication IF destinée à fabriquer des pièces embouties. Bien que cela n'apparaisse pas directement sur la figure 1, pour une raison de clarté, l'installation IF comprend au moins une poste de découpe PD muni d'un outil de découpe, et un poste d'emboutissage PE placé juste après le poste de découpe PD et muni d'un outil d'emboutissage. Il est important de noter qu'au sein d'une telle installation IF les opérations (ou traitements) sont effectué(e)s de façon continue d'un poste à un autre, ce qui signifie que les pièces ne sont pas sorties de l'installation IF à un stade de fabrication intermédiaire pour subir une opération intermédiaire externe puis être replacées ensuite dans ladite installation IF. On notera également que dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 l'installation de fabrication IF comprend également plusieurs postes de reprise PR installés en aval du poste d'emboutissage PE. Par exemple, ces postes de reprise PR sont dédiées à des opérations de détourage, la ajourage, poinçonnage et/ou de renvoi de bord. Mais elle pourrait ne comporter aucun poste de reprise ou bien seulement un seul ou deux. L'installation IF reçoit une bande de matière BM (ici de la tôle) désenroulée d'une bobine BT et rendue sensiblement plane avant qu'elle ne parvienne au niveau de son poste de découpe PD où elle est placée sur des 15 éléments de support BR (parfois appelés brosses ou rampes) et où l'outil de découpe est chargé de découper un élément ED, présentant une forme prédéfinie, au moyen de lames LD (voir figure 2). On notera que dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2 les éléments découpés ED présentent une forme générale en J. Mais l'invention n'est pas limitée à ce 20 type de forme. Ainsi, les éléments découpés ED pourraient présenter une forme générale en L, U, Z ou S, par exemple. Pour transférer un élément découpé ED d'un poste à un autre l'installation IF comprend des pinces de transfert PT, par exemple de type pneumatique (voir figure 1). Lors de chaque transfert, les pinces de transfert 25 PT effectuent un parcours guidé prédéfini PP du type de ceux qui sont illustrés par les lignes en tirets-points sur la figure 1 (et ici sensiblement en forme de U). La découpe de chaque élément ED au sein de la bande BM est ici déterminée initialement de manière à optimiser le coefficient d'utilisation de la 30 matière de la bande BM pour minimiser les pertes (ou chutes) de matière PM (voir figure 2), indépendamment de la position prédéfinie dans laquelle l'élément découpé ED doit être placé en sortie du poste de découpe PD afin de pouvoir être pris en charge par l'outil d'emboutissage dans le poste d'emboutissage PE. Le placement dans cette position prédéfinie est en effet assuré par un dispositif de contrôle de positionnement D qui est installé dans l'installation IF dans son poste de découpe PD, au voisinage du poste d'emboutissage PE. Comme illustré sur la figure 2, un dispositif (de contrôle de positionnement) D, selon l'invention, comprend au moins des moyens de support MS et des moyens d'entraînement ME. Les moyens de support MS sont agencés pour recevoir et supporter un élément ED qui vient juste d'être découpé dans la bande de matière BM 10 par l'outil de découpe, avant qu'il ne soit transféré dans le poste d'emboutissage PE par les pinces de transfert PT du poste de découpe PD. A titre d'exemple non limitatif, et comme illustré sur la figure 2, les moyens de support MS peuvent comporter un bras (ou présentoir) BS muni d'éléments de support (ou brosses) BR', par exemple placés sensiblement 15 transversalement. On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le bras BS et l'un au moins des éléments de support BR' peuvent avantageusement comporter une butée de positionnement (ou « drageoir ») BP au niveau de l'une au moins de leurs extrémités afin de faciliter le positionnement et le maintien de l'élément découpé ED dans une position 20 choisie. Les moyens d'entraînement ME sont agencés pour déplacer les moyens de support MS entre une position dite de réception, qui est adaptée à la réception d'un élément découpé ED, et une position dite de traitement, qui est adaptée à la prise en charge par l'outil d'emboutissage de l'élément 25 découpé ED reçu. On notera que sur la figure 2 seule la position de traitement des moyens de support MS est représentée. La position de réception des moyens de support MS est celle qui correspond à l'empreinte EE qui est représentée en pointillés sur la figure 2 et qui matérialise la position initiale de l'élément 30 découpé ED avant qu'il ne soit correctement positionné pour être embouti. On notera également que dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2 les moyens de support MS (et plus précisément le bras BS) sont montés à rotation sur un axe AX (ici sensiblement vertical et donc sensiblement perpendiculaire au plan de la bande BM). Dans ce cas, les moyens d'entraînement ME sont agencés pour déplacer les moyens de support MS (et plus précisément le bras BS) entre leur position de réception et leur position de traitement par un entraînement en rotation autour de l'axe AX sur un secteur angulaire choisi (voir flèche Fl de la figure 2). Ici le secteur angulaire est égal à environ 15°. Mais d'autres valeurs angulaires plus ou moins importantes peuvent être envisagées selon les besoins de l'outil d'emboutissage et selon le positionnement de l'élément découpé ED par rapport à la bande de matière BM. Il est important de noter que les moyens d'entraînement ME peuvent offrir d'autres types de déplacement qu'une rotation pure. Ainsi, ils pourraient offrir une rotation combinée à au moins une translation, ou une unique translation, ou au moins deux translations suivant des directions différentes, ou encore au moins deux rotations indépendantes. Les moyens de couplage MC sont solidarisés à la première came Cl et aux moyens de support MS afin de permettre le déplacement de ces derniers (MS). A titre d'exemple non limitatif, et comme illustré sur les figures 2 à 4, les moyens d'entraînement ME peuvent comprendre une première came C1, 20 une seconde came C2 et des moyens de couplage MC. La première came Cl est par exemple montée en translation de manière à pouvoir être placée soit dans une position initiale, qui est associée à la position de traitement et illustrée sur les figures 2 et 3, soit dans une position intermédiaire, qui est associée à la position de réception et illustrée 25 sur la figure 4. Pour ce faire, l'installation IF peut par exemple comporter une glissière GL installée sur un support fixe et dans laquelle la première came Cl peut se translater suivant une première direction qui est ici sensiblement parallèle à la direction longitudinale de la bande de matière BM (et de l'installation IF) et contenue dans un plan horizontal (voir flèche F2 des figures 30 3 et 4). La seconde came C2 est agencée pour agir sur la première came Cl afin de la déplacer de sa position initiale vers sa position intermédiaire lorsqu'un élément découpé ED est prêt à être transféré du poste de découpe PD. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 4, cette seconde came C2 peut être montée en translation suivant une seconde direction matérialisée par la flèche F3 et sensiblement perpendiculaire à la direction de translation de la première came Cl (matérialisée par la flèche F2). Cette seconde direction est ici la direction verticale (à titre d'exemple). Avec cet agencement, la seconde came C2 peut être placée soit dans une position initiale, qui est associée à la position de traitement, illustrée sur la figure 3 et dans laquelle elle n'agit pas sur la première came C1, soit dans une position intermédiaire, qui est associée à la position de réception, illustrée sur la figure 4 et dans laquelle elle agit sur la première came Cl (en la contraignant à se translater dans la glissière GL. Pour ce faire, l'installation IF peut par exemple comporter une glissière verticale (non représentée) installée sur un support fixe et dans laquelle la seconde came C2 peut se translater suivant la seconde direction qui est ici sensiblement verticale (flèche F3). On notera que dans une variante de réalisation non représentée la seconde came C2 pourrait se translater sensiblement dans le même plan que la première came C1, et éventuellement perpendiculairement à cette dernière. Afin de faciliter l'interaction entre les première Cl et seconde C2 cames, il est avantageux, comme illustré sur les figures 3 et 4, qu'elles comprennent chacune une face inclinée d'interaction Fll ou F12. On comprendra en effet que lorsque la face inclinée FI2 de la seconde came C2 entre en contact avec la face inclinée Fll de la première came C1, qui présente sensiblement la même inclinaison, cela induit par pression la translation Fll de la première came Cl suivant la flèche F2. De préférence, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, la première came Cl peut être montée en translation sous une force de rappel. Cela permet avantageusement de la (re)placer automatiquement dans sa position initiale lorsque la seconde came C2 n'agit pas (ou plus) sur elle et donc, ici, de placer automatiquement les moyens de support MS dans leur position de traitement, laquelle permet le placement de l'élément découpé ED dans la position prédéfinie de prise en charge par l'outil d'emboutissage. Comme illustré, cette force de rappel peut être générée par des moyens de rappel MR qui sont montés entre une extrémité de la première came Cl et une butée BA, qui est définie sur un support fixe, et qui sont propres à contraindre la première came Cl à être automatiquement placée dans sa position initiale lorsque la seconde came C2 n'agit pas sur elle. A titre d'exemple non limitatif, les moyens de rappel MR peuvent comprendre un ressort R de type spirale, lame flexible, ou de type ressort à gaz. On notera qu'au lieu d'un ressort on pourrait utiliser un vérin. On notera également que dans une variante non représentée, la force de rappel pourrait (re)placer automatiquement la première came Cl dans sa position intermédiaire plutôt que dans sa position initiale lorsque la seconde came C2 n'agit pas (ou plus) sur elle. Dans ce cas, les moyens de support MS sont placés automatiquement dans leur position de réception plutôt que dans leur position de traitement, et donc l'élément découpé ED ne peut être placé dans la position prédéfinie de prise en charge par l'outil d'emboutissage que lorsque la seconde came C2 agit sur la première came C1. Dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 2 à 4, les moyens de couplage MC comprennent un galet GC, monté en translation dans une rainure (ou une glissière) RC de la première came C1, et solidarisé (à rotation) à une extrémité du bras BS des moyens de support MS. Ce mode de réalisation est bien adapté à l'entraînement en rotation des moyens de support MS (et plus précisément du bras BS). On comprendra en effet que lorsque la première came Cl est translatée, elle entraîne le galet GC avec elle, ce qui provoque par couplage l'entraînement en rotation du bras BS, et dans le même temps le galet GC se translate dans la rainure RC par compensation du fait que son déplacement est linéaire et non pas partiellement circulaire. En présence du dispositif D, l'installation IF fonctionne comme suit. Lorsqu'un élément ED a été découpé dans le poste de découpe PD, la seconde came C2 est, ici, translatée vers le bas (flèche F3) afin de translater la première came Cl vers l'avant (flèche F2). Cela provoque le déplacement du bras BS de sa position initiale (figure 2 et 3) vers sa position intermédiaire (figure 4). L'élément découpé ED est alors transféré au moyen de pinces de transfert PT sur les moyens de support MS. Ensuite, la seconde came C2 est, ici, translatée vers le haut (flèche F3) afin de libérer la première came Cl et ainsi provoquer sa translation vers l'arrière (flèche F2). Cela provoque le déplacement du bras BS (avec l'élément découpé ED) de sa position intermédiaire (figure 4) vers sa position initiale (figure 2 et 3). L'élément découpé ED se retrouve alors placé dans la position prédéfinie de prise en charge par l'outil d'emboutissage, illustrée sur la figure 2. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de contrôle et d'installation de fabrication décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de contrôle du positionnement d'éléments (ED) découpés par un outil de découpe dans un poste de découpe (PD) d'une installation (IF) de fabrication de pièces comprenant en outre un outil d'emboutissage dans un poste d'emboutissage (PE) placé juste après ledit poste de découpe (PD), caractérisé en ce qu'il comprend i) des moyens de support (MS) destinés à être installés dans ledit poste de découpe (PD) et agencés pour recevoir et supporter un élément découpé (ED), et ii) des moyens d'entraînement (ME) agencés pour déplacer lesdits moyens de support (MS) entre une position dite de réception adaptée à la réception d'un élément découpé (ED) et une position dite de traitement adaptée à une prise en charge par ledit outil d'emboutissage dudit élément découpé (ED) reçu. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de support (MS) sont montés à rotation sur un axe (AX), et en ce que lesdits moyens d'entraînement (ME) sont agencés pour déplacer lesdits moyens de support (MS) entre ladite position de réception et ladite position de traitement par un entraînement en rotation autour dudit axe (AX) sur un secteur angulaire choisi. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement (ME) comprennent i) une première came (C1) montée en translation de manière à être placée soit dans une position initiale associée à ladite position de traitement, soit dans une position intermédiaire associée à ladite position de réception, ii) une seconde came (C2) agencée pour déplacer ladite première came (C1) de sa position initiale vers sa position intermédiaire lorsqu'un élément découpé (ED) est prêt à être reçu, et iii) des moyens de couplage (MC) solidarisés à ladite première came (C1) et auxdits moyens de support (MS) afin de permettre le déplacement de ces derniers (MS). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite première came (C1) est montée en translation sous une force de rappel de manière à être automatiquement placée dans ladite position initiale lorsqueladite seconde came (C2) n'agit pas sur elle (C1). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement (ME) comprennent des moyens de rappel (MR) montés entre une extrémité de ladite première came (C1) et une butée (BA) et propres à contraindre ladite première came (C1) à être automatiquement placée dans ladite position initiale lorsque ladite seconde came (C2) n'agit pas sur elle (C1). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de couplage (MC) comprennent un galet (GC) monté en la translation dans une rainure (RC) de ladite première came (C1). 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite seconde came (C2) est montée en translation suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de translation de ladite première came (C1), de manière à être placée soit dans une position initiale associée à 15 ladite position de traitement et dans laquelle elle n'agit pas sur ladite première came (C1), soit dans une position intermédiaire associée à ladite position de réception et dans laquelle elle agit sur ladite première came (C1). 8. Installation (IC) de fabrication de pièces, comprenant un poste de découpe (PD), muni d'un outil de découpe propre à produire des éléments 20 découpés (ED) à partir d'une bande de matière (BM), et un poste d'emboutissage (PE), placé juste après ledit poste de découpe (PD) et muni d'un outil d'emboutissage propre à produire des pièces par emboutissage à partir d'éléments découpés (ED), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de contrôle (D) selon l'une des revendications précédentes, placé 25 dans ledit poste de découpe (PD). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est adaptée à la production de pièces de véhicule. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdites pièces sont destinées à participer à la structure d'un véhicule.