Brevet FR3001407A1 — publié le 20140801

Dispositif de coupe pour couper en tronçons successifs une pièce longiforme, comprenant au moins un organe de coupe monté sur un bloc rotatif. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication des outillages de coupe de type industriel. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de coupe pour couper en tronçons successifs une pièce longiforme défilant en continu au niveau d'un poste de coupe. Actuellement, les dispositifs pour couper en tronçons successifs 10 une pièce longiforme défilant en continu, désignés par un dispositif de coupe « à la volée », comprennent classiquement : - une unité d'entrainement de la pièce longiforme par rapport à un bâti, selon une direction de défilement longitudinal ; - un chariot monté mobile en translation sur le bâti selon ladite 15 direction de défilement longitudinale, et portant un outil de coupe. Le chariot est entrainé en translation par un moteur sans balai ou « moteur brushless». Un outil de coupe est actionné sur le chariot à l'aide d'un vérin pouvant être un vérin hydraulique. 20 Selon une séquence classique de fonctionnement, le chariot étant placé en une position d'origine à un instant TO auquel l'ordre de coupe est donné, tandis que la pièce longiforme est entrainée de façon continue en un défilement longitudinal, le chariot est mis en mouvement pour rattraper la zone de coupe correspondant à une longueur de tronçon 25 prédéterminée. Lorsque le chariot atteint la zone de coupe, la phase de synchronisation entre la vitesse de défilement de la pièce longiforme et la vitesse de translation du chariot est effectuée. Le vérin hydraulique est actionné de telle sorte que l'outil de coupe effectue la coupe voulue. Une fois la coupe réalisée, le chariot est ramené dans sa position 30 d'origine. Ce cycle est répété de façon continue. Un tel dispositif de coupe peut, par exemple, être installé en sortie d'une profileuse, ou de tout autre dispositif susceptible de fournir de grandes longueurs de profilés creux ou pleins. Les dispositifs de coupe «à la volée » sont certes performants, 5 mais présentent plusieurs inconvénients, et notamment : - ils sont encombrants ; - ils sont coûteux ; - ils combinent les puissances électriques et hydrauliques. En outre, ils sont limités en cadence de coupe, cette cadence 10 étant limitée par les déplacements et les inerties allers/retours du chariot. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif de coupe d'une pièce longiforme défilant en continu, pour 15 découper des tronçons successifs, qui permettent d'augmenter notablement les cadences de coupe. L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif de coupe qui soit moins encombrant que ceux de l'art antérieur. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel dispositif de 20 coupe qui soit plus simple de conception et donc moins couteux à fabriquer et à mettre en oeuvre. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif de coupe destiné à découper en tronçons successifs une pièce longiforme, comprenant un 25 poste de coupe incluant au moins un organe de coupe, au niveau duquel une pièce longiforme à couper est destinée à défiler longitudinalement et en continu, ledit ou lesdits organes de coupe étant mobiles au moins selon la direction de défilement de la pièce longiforme et selon une direction transversale à la direction de défilement de la pièce longiforme, 30 caractérisé en ce que le poste de coupe comprend au moins un organe de coupe monté sur un bloc porté par un ensemble entraîné en rotation de telle sorte qu'une action de coupe est engendrée par chaque tour de l'ensemble. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un dispositif de coupe qui peut fonctionner à des cadences notablement plus élevés que celles des dispositifs de l'art antérieur. En effet, la mise en oeuvre d'un bloc support de l'organe coupant, mobile en rotation permet un cycle de fonctionnement continu, exécutables à des vitesses de rotation très élevés. Contrairement à l'art antérieur, le déplacement du support de 10 l'organe coupant n'implique pas nécessairement de point d'arrêt ou de temps d'arrêt, même court, comme c'est le cas lors des allers et retours du chariot des dispositifs de coupe de l'art antérieur. Par ailleurs, on note que la mise en oeuvre d'un support rotatif permet de limiter considérablement l'encombrement global du dispositif, 15 notamment selon la direction de défilement de la pièce à couper. De plus, un dispositif selon l'invention est avantageux également en ce que : - le bloc support rotatif constitue un actionneur unique pour l'obtention de la longueur de coupe et pour la réalisation de 20 l'action de coupe ; - il n'est pas nécessaire de recourir à différents types d'énergie ; - on obtient un accompagnement efficace de la pièce longiforme par le ou les organes de coupe. Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit ensemble est 25 mobile en rotation autour d'un premier axe, ledit bloc étant monté mobile en rotation sur ledit ensemble autour d'un deuxième axe excentré par rapport au premier axe. La mise d'un oeuvre d'un tel système excentrique permet d'obtenir une combinaison de déplacement, à savoir une rotation combinée à un 30 déplacement linéaire selon une direction transversale à la direction de défilement de la pièce longiforme. En d'autres termes, on obtient de cette façon une cinématique particulière, dans laquelle une rotation à 3600 de l'organe coupant s'opère durant le défilement d'une longueur de tronçon prédéterminé, ceci avec un accompagnement linéaire de l'organe coupant par rapport à la zone de coupe. En outre, l'organe coupant est animé, grâce à l'excentrique, d'un mouvement de va et vient entre une position de coupe et une position en retrait par rapport à la pièce longiforme en défilement. Préférentiellement, le poste de coupe comprend au moins un 10 deuxième organe destiné à coopérer avec ledit organe de coupe pour engendrer l'action de coupe. Ce deuxième organe pourra varier en fonction de l'application souhaitée, et en particulier en fonction de la nature de la pièce longiforme à découper comme cela va être expliqué plus en détails par la suite. 15 Avantageusement, ledit deuxième organe est également monté sur un bloc porté par un ensemble entrainé en rotation de façon synchronisée avec le bloc portant l'organe de coupe. De cette façon, les deux organes qui coopèrent sont animés d'une cinématique commune, facilitant leur synchronisation. 20 Dans une telle configuration, le bloc de l'organe de coupe et le bloc du deuxième organe sont avantageusement reliés par des moyens de guidage aptes à contraindre les blocs à être animés, de déplacements symétriques de part et d'autres de la direction de défilement de la pièce longiforme. 25 De tels moyens de guidage peuvent donc être mis en oeuvre de façon à assurer la perpendicularité de la coupe par rapport au sens de défilement de la pièce longiforme. Dans ce cas, les moyens de guidage comprennent au moins une colonne s'étendant transversalement à la direction de défilement de la 30 pièce longiforme. De façon préférentielle, les moyens de guidage comprennent deux colonnes parallèles et s'étendant transversalement à la direction de défilement de la pièce longiforme. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le deuxième 5 organe est également un organe de coupe. Ainsi, les organes de coupe agissent de part et d'autre de la pièce longiforme à couper, exerçant ensemble un effet de cisaille. Un tel mode de réalisation est préférentiellement mis en oeuvre pour la découpe de profilés qui, de par leur structure, ne présentent pas de risque 10 d'écrasement. Selon un deuxième mode de réalisation, le deuxième organe est un bloc matrice à l'intérieur duquel pénètre l'organe de coupe, et au travers duquel défile la pièce longiforme. Un tel mode de réalisation est préférentiellement mis en oeuvre 15 pour la coupe en tronçons d'une pièce longiforme qui, de par sa structure, présentent des risques d'écrasement. On note qu'un bloc matrice ainsi constitué assure une double fonction, à savoir : - le maintien mécanique de la pièce longiforme au moment de la 20 coupe, évitant toute déformation de celle-ci ; - le guidage de l'organe coupant, ainsi que l'évacuation de l'éventuel copeau formé comme cela va être expliqué plus en détails par la suite. Selon ce mode de réalisation, le bloc matrice est 25 avantageusement guidé en translation selon la direction de défilement de la pièce longiforme. De cette façon, on peut synchroniser efficacement le déplacement linéaire du bloc matrice sur le défilement de la pièce longiforme pour adapter la position du bloc matrice par rapport à la zone de coupe. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation préférentiels de l'invention, donnés à titre d'exemple illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'ensemble d'un dispositif de coupe selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique du poste de coupe d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue d'un poste de coupe d'un dispositif de coupe selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement un bloc matrice mis en oeuvre dans le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 illustre de façon schématique les phases successives de déplacement de l'organe coupant pendant un cycle de coupe. En référence à la figure 1, un dispositif de coupe selon l'invention est destiné à couper en tronçons successifs une pièce longiforme P, et comprend - - un poste de coupe 1 incluant au moins un organe de coupe 11 0 ; - des moyens de défilement (non représentés) destinés à faire défiler longitudinalement et en continu la pièce longiforme dans le poste de coupe. En outre, selon le principe de fonctionnement des dispositifs de coupe « à la volée », le ou les organes coupants sont mobiles selon deux 25 composantes, à savoir : - une composante de déplacement selon la direction de défilement D de la pièce longiforme ; - une composante de déplacement selon une direction transversale T à la direction de défilement de la pièce 30 longiforme. Selon le principe de l'invention, le poste de coupe présente au moins un organe de coupe 110 monté sur un bloc 11, lui-même porté par un ensemble 12 entrainé en rotation de façon synchronisée par rapport au défilement de la pièce longiforme, de telle sorte qu'une action de coupe est engendrée par chaque tour de l'ensemble. La synchronisation de la rotation de l'ensemble portant le ou les blocs avec les moyens de défilement entrainant le défilement de la pièce longiforme est obtenu par un poste de pilotage (non représentée) incluant des moyens logiciels aptes à adapter la vitesse de rotation de l'ensemble avec la vitesse de défilement de la pièce longiforme en vue d'obtenir des tronçons d'une longueur prédéterminée. Le poste de coupe est matérialisé par un bâti 100 comprenant : - une base 101 ; - une plaque supérieure 102, la base et la plaque supérieure formant deux pièces essentiellement parallélépipédiques parallèles entre elles ; - une paire de montants 103 reliant la base et la plaque supérieure. L'ensemble 12 portant le bloc 11 sur lequel est monté l'organe coupant comprend une paire de pièces d'entrainement 120 dont l'une au moins est reliée à des moyens moteurs. Selon le présent mode de réalisation, un moteur de type « brushless » est monté sur la plaque supérieure et entraine un train d'engrenages 105 porté également par la plaque supérieure plafond. La pièce intermédiaire 120 montée sous la plaque supérieure est solidaire en rotation d'un des engrenages du train d'engrenage. Le bloc 11 sur lequel est monté l'organe de coupe 110 est donc intercalé entre deux pièces intermédiaires 120, l'une à la base du bloc entre celui-ci et la base du bâti, et l'autre surmontant le bloc, intercalé entre celui-ci et la plaque supérieure. Bien entendu, les deux pièces intermédiaires 120 constituant une 30 paire d'un même ensemble sont montés mobiles en rotation, respectivement sur la base et sur la plaque supérieure, de façon coaxiale, autour d'un premier axe Al. Selon un mode de réalisation avantageux, le bloc 11 est monté sur l'ensemble correspondant de telle sorte que le bloc des mobiles en rotation par rapport aux pièces intermédiaires 120 autour d'un deuxième axe A2 excentré par rapport au premier axe Al. Avec ce montage excentré, et à l'aide de moyens décrits plus en détails par la suite, on obtient un cycle de déplacement en rotation de l'organe de coupe autour de l'axe Ai, se traduisant notamment par un mouvement de va et vient entre une position de coupe et une position en retrait de la pièce longiforme. Ce mouvement de rotation de l'organe coupant autour de l'axe fixe Al se traduit également par une composante de déplacement d'avant en arrière et inversement, selon la direction de défilement de la pièce longiforme à couper. Tel que cela apparaît sur la figure 1, le poste de coupe présente au moins un deuxième organe, en face de l'organe de coupe par rapport à la 15 pièce longiforme à couper, destinée à coopérer avec l'organe de coupe pour engendrer l'action de coupe. Ce deuxième organe, décrit plus en détails par la suite en référence au premier et au deuxième modes de réalisation de l'invention, est monté de façon similaire au bloc portant l'organe de coupe, sur un 20 bloc porté par un ensemble incluant également deux pièces intermédiaires 120, cet ensemble étant entrainé en rotation de façon synchronisée avec l'ensemble portant le bloc sur lequel est monté l'organe de coupe. Cette synchronisation est obtenue par l'intermédiaire du train 25 d'engrenage mentionné précédemment. Ce train d'engrenage est préférentiellement un train d'engrenage à rattrapage de jeu. Le nombre d'engrenages entre les axes Al de chaque ensemble est pair de telle sorte que le moteur « brushless » entraine en rotation les deux ensembles en sens inverse. 30 Selon une solution préférentielle, les blocs de l'organe de coupe et du deuxième organe sont reliés entre eux par des moyens de guidage aptes à contraindre les blocs à être animés de déplacement symétrique de part et d'autre de la direction de défilement de la pièce longiforme. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 1, ces moyens de guidage comprennent deux colonnes 2, parallèles et s'étendant transversalement à la direction de la pièce longiforme. Il en résulte que les deux blocs sont guidés selon un mouvement de translation l'un par rapport à l'autre, ce qui assure le positionnement relatif de l'organe de coupe et du deuxième organe. Selon un premier mode de réalisation illustré par la figure 2, le 10 deuxième organe est également un organe de coupe. Plus précisément, chaque organe de coupe est constitué par une lame. Tel que cela apparaît sur la figure 2, les deux lames sont disposées selon une même inclinaison (constituée par une légère pente par rapport à une direction horizontale, orthogonale à la direction de 15 défilement de la pièce longiforme), ce qui permet, par combinaison avec l'effet de translation des blocs, d'effectuer une coupe de la pièce longiforme par cisaillement. Dans ce mode de réalisation, l'association du mouvement de rotation des excentriques et de la translation des blocs de coupe assure 20 la mise en mouvement des lames. Le plan de coupe reste toujours perpendiculaire à la direction de défilement de la pièce longiforme à couper. Selon un deuxième mode de réalisation illustré par la figure 3, le deuxième organe de coupe est un bloc matrice au travers duquel la pièce 25 longiforme défile, et à l'intérieur duquel pénètre l'organe de coupe du premier bloc. Selon ce mode de réalisation, la coupe s'effectue non plus par cisaillement, comme dans le cas du premier mode de réalisation, mais par l'introduction d'une lame de coupe dans la pièce longiforme, la coupe 30 s'effectuant avec la création d'un copeau (la pièce longiforme en question étant alors creuse). Le principe de gestion de la synchronisation et des différents cas des cycles de coupe (décrits en référence à la figure 5) reste identique au premier mode de réalisation. Selon ce deuxième mode de réalisation, un bloc matrice 3 est intercalé entre deux blocs portés par des ensembles excentriques tels que décrits en référence au premier mode de réalisation. Le bloc matrice est traversé par les colonnes 2 reliant les deux blocs. En outre, le bloc matrice est guidé en translation selon la direction de défilement de la pièce longiforme à l'aide de deux colonnes 4. En référence à la figure 4, le bloc matrice présente : - un passage 30 au travers duquel la pièce longiforme défile ; - une première fente transversale 31, au travers de laquelle l'organe coupe est destiné à pénétrer jusqu'au niveau du passage 30, pour effectuer une coupe de la pièce longiforme ; - une deuxième fente transversale 32, dans le prolongement de la première fente 31. Dans ce mode de réalisation, une goulotte 320 est montée sur le deuxième bloc et est positionnée en correspondance avec la deuxième fente 32 de façon à recevoir les copeaux engendrés par la coupe, ceux-ci pouvant donc être éjectés du dispositif par l'intermédiaire de la goulotte 320. Il est à noter que dans ce mode de réalisation, la lame de l'organe de coupe a une forme qui permet de faire un copeau sur l'extérieur de la pièce longiforme à couper. En outre, l'organe de coupe plaque la pièce à découper contre la matrice, ce qui évite la déformation (par écrasement) de la pièce à découper. Dans l'un ou l'autre des deux modes de réalisation de l'invention, il est prévu, afin d'effectuer des coupes à longueur prédéterminée, de mettre en oeuvre un codeur incrémental disposé en amont du poste de coupe, qui permet d'obtenir la vitesse de défilement de la pièce longiforme et de caler le positionnement des zones de coupe. Des moyens logiciels permettent de programmer un servo-variateur, assurant une position du premier organe de coupe, et du deuxième organe de coupe ou du bloc matrice selon le mode de réalisation, en fonction du défilement de la pièce longiforme à couper. Ainsi, la cinématique de coupe va suivre une came électronique préprogrammée, définie suivant la longueur des tronçons successifs à couper. Cette longueur de coupe est appelée format de coupe. La prise en compte, par l'automatisme du système, de la modification du format de coupe est instantanée. En référence à la figure 5, on décrit les phases successives d'un 10 cycle de coupe. Dans ce cycle, deux périodes sont distinguées, à savoir : - le secteur angulaire désigné zone 1, correspondant à la pénétration puis à la sortie de l'organe de coupe dans et à partir de la pièce longiforme à couper : lors de cette phase, la 15 vitesse tangentielle de la lame de coupe doit être identique à la vitesse de défilement de la pièce longiforme ; c'est la phase de synchronisation ; - le secteur angulaire restant, à savoir les zone 2, zone 3 et zone 4, qui permet la gestion plus ou moins rapide de la rotation de 20 la coupe « roto-linéaire », afin d'adapter le format de coupe demandé en fonction du développé de l'excentrique de l'ensemble correspondant. Trois cas peuvent se présenter. Selon un premier cas, le format de coupe est supérieur au 25 développé de l'excentrique. Dans ce cas, en sortie de zone 1, c'est-à-dire en sortie de la phase de synchronisation (zone 1), la rotation de l'ensemble excentrique est décélérée et, un calcul est réalisé pour procéder soit à un ralentissement, soit à un arrêt de la mise mouvement de la coupe (si le format de coupe est supérieur au développé), ceci dans 30 le secteur angulaire correspondant à la zone 3. Puis, suivant l'information du codeur incrémental, quant à la détection de la zone de coupe, la coupe se remet en mouvement et accélère (zone 4) afin d'entrer dans la zone de synchronisation à nouveau, c'est-à-dire dans le secteur angulaire de la zone 1. Selon un deuxième cas, le format de coupe est identique au développé de l'excentrique. Dans ce cas, en sortie de la phase de 5 synchronisation (zone 1), la rotation du ou des ensembles excentriques s'opère à vitesse constante. Selon un troisième cas dans lequel le format de coupe est inférieur au développé de l'excentrique, on accélère la rotation des ensembles excentriques en sortie de la phase de synchronisation (zone 1) afin de 10 compenser le différentiel de longueur entre le développé des excentriques et le format de coupe voulu. REVENDICATIONS1. Dispositif de coupe destiné à découper en tronçons successifs une pièce longiforme, comprenant un poste de coupe (1) incluant au moins un organe de coupe (110), au niveau duquel une pièce longiforme à couper est destinée à défiler longitudinalement et en continu ledit ou lesdits organes de coupe étant mobiles au moins selon la direction de défilement (D) de la pièce longiforme et selon une direction transversale (T) à la direction de défilement de la pièce longiforme, caractérisé en ce que le poste de coupe (1) comprend au moins un organe de coupe (110) monté sur un bloc (11) porté par un ensemble (12) entraîné en rotation de telle sorte qu'une action de coupe est engendrée par chaque tour de l'ensemble (12). 2. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble (12) est mobile en rotation autour d'un premier axe (A1), ledit bloc (11) étant monté mobile en rotation sur ledit ensemble (12) autour d'un deuxième axe (A2) excentré par rapport au premier axe (A1). 3. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de coupe (1) comprend au moins un deuxième organe destiné à coopérer avec ledit organe de coupe pour engendrer l'action de coupe. 4. Dispositif de coupe selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit deuxième organe est également monté sur un bloc (11) porté par un ensemble (12) entraîné en rotation de façon synchronisée avec le bloc (11) portant l'organe de coupe. 5. Dispositif de coupe selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc de l'organe de coupe et le bloc du deuxième organe sont reliés par des moyens de guidage aptes à contraindre les blocs à être animés de déplacements symétriques de part et d'autre de la direction de défilement de la pièce longiforme. 6. Dispositif de coupe selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins une colonne (2) s'étendant transversalement à la direction de défilement de la pièce longiforme. 7. Dispositif de coupe selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent deux colonnes (2) parallèles et s'étendant transversalement à la direction de défilement de la pièce longiforme. 8. Dispositif de coupe selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le deuxième organe est également un organe de coupe. 9. Dispositif de coupe selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le deuxième organe est un bloc matrice (3) à l'intérieur duquel pénètre l'organe de coupe, et au travers duquel défile la pièce longiforme. 10. Dispositif de coupe selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bloc matrice (3) est guidé en translation selon la direction de défilement de la pièce longiforme. 25 30