Brevet FR3063444A1 — publié le 20180907

MACHINE POUR CINTRER UN MATERIAU EN FORME DE FIL TEL QU'UN TUYAU, EQUIPEE D'UN DISPOSITIF DE COUPE INTEGRE Objet de l'invention L'objet de la présente invention est une machine pour cintrer un matériau en forme de fil tel qu'un tuyau, équipée d'un dispositif de coupe au laser ou au plasma intégré, approprié pour réduire les temps d'usinage et rendre les opérations de coupe du matériau en forme de fil plus précises. État de l'art Pour des raisons de production, il est possible de soumettre un matériau en forme de fil, tel qu'un tuyau, ci-dessous désigné par le terme « tuyau », à la coupe afin de créer des alésages de différentes formes et dimensions, une opération qui est indiquée ci-dessous en résumé par « perçage », avant de le cintrer ou après l'avoir cintré. Les opérations de coupe réalisées pour fabriquer les alésages mentionnés dans un tuyau, sont réalisées par des machines qui sont différentes et séparées des machines de cintrage. Si un tuyau doit être percé avant le cintrage, le tuyau est percé en utilisant une machine appropriée et est ensuite chargé sur une machine de cintrage pour les procédures de cintrage selon les différents programmes d'usinage. Ledit type d'usinage entraîne une grosse perte de temps, telle que nécessaire pour transférer le tuyau à usiner d'une machine à l'autre, ainsi qu'une perte de temps pour réaliser un positionnement correct du tuyau perforé à cintrer sur la machine de cintrage. Si un tuyau doit être percé après avoir été cintré, le tuyau cintré doit être transféré de la machine de cintrage à celle de coupe. Dans ce cas, le transfert du tuyau cintré de la machine de cintrage à celle de coupe entraîne également, outre les temps de transfert, une difficulté à- manipuler et à positionner correctement le tuyau cintré sur la machine de coupe pour continuer l'usinage spécifié. Dans les deux types de production décrits dans les précédents paragraphes, les 30 tuyaux sont stockés par empilement avant d'être chargés afin de les soumettre à l'étape d'usinage suivante. Si un tuyau doit être percé avant le cintrage, plusieurs tuyaux sont percés et une certaine quantité de tuyaux perforés, telle que déterminée par le programme d'usinage, est stockée par empilement et uniquement plus tard, ces tuyaux stockés par empilement 35 sont chargés sur la machine de cintrage pour les procédures de cintrage selon les différents programmes d'usinage. 3063444 2 Si les tuyaux sont percés après avoir été cintrés, plusieurs tuyaux cintrés, selon une quantité déterminée par le programme d'usinage, sont stockés par empilement et uniquement plus tard, sont progressivement chargés sur les machines de coupe. Dans ce cas, en plus des problèmes relatifs au transfert des tuyaux cintrés de la machine de 5 cintrage à celle de coupe et outre la difficulté à manipuler le tuyau cintré, il existe également des problèmes pour stocker par empilement les tuyaux cintrés, qui ne peuvent pas être simplement empilés, mais doivent également être positionnés de sorte que leurs surfaces et leurs extrémités restent intactes pendant le stockage par empilement. Comme mentionné dans les précédents paragraphes, le fait d'être obligé d'utiliser 10 deux machines différentes pour cintrer les tuyaux et pour les percer, oblige à réaliser une activité de repositionnement pour les différents tuyaux, qui a une grande importance. Pensons, par exemple, aux difficultés résultant d'une identification exacte de soudage, en prenant en considération que le cintrage doit être correctement orienté par rapport au soudage du tuyau_ Le fait d'être obligé d'effectuer un positionnement pour la coupe avant 15 et de transférer ensuite le tuyau sur la machine de cintrage, entraîne un besoin également d'effectuer un repositionnement deux fois pour le soudage. A l'état actuel de l'art, un tel positionnement a lieu manuellement ou à l'aide d'un robot. Un inconvénient de ces solutions connues réside dans le fait qu'un opérateur doit être désigné pour une activité répétitive et aliénante ou bien, si l'on utilise un robot, on doit faire face à des activités de 20 programmation de robot complexes et chronophages. Au contraire, dans le cas des tuyaux cintrés qui doivent être percés après, l'art connu doit faire face au problème consistant à calculer les positions de coupe par rapport aux positions de cintrage, en ce qu'il est nécessaire d'avoir des références afin de continuer une telle opération, de sorte qu'il est nécessaire de résoudre le problème du 25 positionnement de la position de coupe par rapport à la position de cintrage. Description de l'invention Les inconvénients des machines connues sont résolus par une machine selon la présente invention. Le fait de ne pas être obligé de transférer un tuyau pour le cintrage et le perçage, ou le perçage et le cintrage d'une machine à l'autre met définitivement en oeuvre un avantage. Cependant, dans la mesure où des opérations de perçage sont concernées, il est nécessaire qu'un tuyau puisse être manipulé horizontalement et qu'il puisse tourner sur lui-même pour continuer les opérations de perçage dans toutes les positions nécessaires de la surface du tuyau. Pour un perçage correct, il faut que le dispositif de coupe puisse se rapprocher et s'éloigner de la surface du tuyau à percer selon des 3063444 3 programmes d'usinage spécifiques, que la distance de l'élément de coupe par rapport à la surface du tuyau soit conditionnée par la résistance aux caractéristiques de tension au cisaillement de la surface du tuyau, par la force de coupe du dispositif et par le besoin d'une précision de perçage plus ou moins importante. Également, afin de pouvoir réaliser 5 des alésages de différentes formes, le dispositif de coupe doit pouvoir se déplacer de manière horizontale, circulaire ou selon un mouvement de bascule. La machine selon la présente invention est appropriée pour obtenir les buts mentionnés ci-dessus, en rendant le transfert des tuyaux de la machine de cintrage à celle de coupe et vice versa inutile, en étant équipée d'un premier dispositif de coupe 10 intégré dans la machine de cintrage. La machine selon la présente invention comprend un bâti de support fixe, sur lequel coulisse un chariot de manipulation et de rotation de tuyau, ci-dessous désigné en résumé par chariot de manipulation. Un tel chariot de manipulation coulisse sur un plan du bâti de support fixe. Un tel chariot de manipulation positionne le tuyau à usiner sur la 15 tête de cintrage, mais il est également approprié pour ramener le tuyau cintré sur le plan de coulissement dudit chariot. Un tel chariot de manipulation est également approprié pour faire tourner le tuyau sur lui-même avant, pendant et après avoir été cintré. De telles caractéristiques du chariot de manipulation permettent de continuer le perçage du tuyau, à la fois avant son cintrage et après, en utilisant un premier dispositif 20 de coupe. Un tel dispositif peut être en variante un dispositif de coupe au laser ou au plasma. Un tel dispositif coulisse le long des- moyens de guidage positionnés au-dessus du bâti de support fixe et en particulier au-dessus du plan de coulissement du chariot de manipulation de tuyau. Lesdits moyens de guidage du premier dispositif de coupe se composent d'au 25 moins un rail et ledit rail est de préférence parallèle au plan sur lequel le chariot de manipulation mentionné coulisse. Les moyens de guidage sont également équipés d'un deuxième dispositif de manipulation qui est associé au premier dispositif de coupe. Ledit deuxième dispositif de manipulation est approprié pour permettre au premier dispositif de coupe de se 30 rapprocher ou de s'éloigner verticalement, ainsi que de déplacer ledit dispositif de coupe horizontalement. Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième dispositif de manipulation est également approprié pour déplacer le premier dispositif de coupe de manière circulaire ou basculante. Ledit deuxième dispositif de manipulation est raccordé à une unité de 35 commande programmable afin de manipuler le premier dispositif de coupe selon un programme d'usinage réglé par le fabricant de la machine ou par l'utilisateur. 3063444 4 Le fait de couper un tuyau produit inévitablement des copeaux. De tels copeaux doivent être retirés du tuyau perforé et pour cette activité, la machine selon la présente invention, comprend un troisième dispositif d'aspiration de copeaux. Ce troisième dispositif d'aspiration est raccordé aux moyens de guidage ou en variante au deuxième 5 dispositif de manipulation qui déplace le premier dispositif de coupe. Dans le mode de réalisation qui comprend ce troisième dispositif d'aspiration raccordé aux moyens de guidage, ledit troisième dispositif d'aspiration est équipé_ d'un quatrième dispositif de manipulation pour déplacer le troisième dispositif d'aspiration le long des moyens de guidage où le premier dispositif de coupe coulisse. 10 Si les dimensions des coupeaux sont trop importantes pour le troisième dispositif d'aspiration de copeaux, un tel dispositif est équipé de moyens de blocage de dispositif d'aspiration. De tels moyens de blocage peuvent être des capteurs programmés de manière appropriée. La machine selon la présente invention est également équipée de capteurs placés 15 de manière alternée ou conjointe sur le plan de coulissement du chariot de manipulation de tuyau et/ou sur les premiers moyens de guidage. De tels capteurs raccordés à une unité de commande programmable sont raccordés au chariot de manipulation pour le positionner selon un programme d'usinage approprié afin de continuer, précisément, le perçage du tuyau selon les prestations dudit programme d'usinage. 20 Un avantage de la machine selon la présente invention, qui combine les deux processus d'usinage mentionnés ci-dessus en une machine, réside dans le fait que son fonctionnement peut être commandé par l'opérateur en utilisant des moyens de contrôle visuel appropriés, par exemple des caméras dédiées, les opérateurs étant à l'abri de la lumière nocive du dispositif de coupe. Pensons aux cabines dans lesquelles les 25 opérateurs peuvent se mettre à l'abri tout en contrôlant les opérations de cintrage et de coupe ou de coupe et de cintrage du tuyau, via des moniteurs appropriés raccordés aux caméras appropriées et spécifiques en utilisant une machine selon la présente invention. Description des dessins 30 Les figures 1 à 4 représentent une machine selon la présente invention en trois dimensions. La figure 1 représente une machine selon la présente invention équipée d'un bâti de support fixe (1) sur lequel un chariot de manipulation (2) de tuyau (T) coulisse sur un plan du bâti de support fixe. Un tel chariot de manipulation positionne le tuyau (T) à usiner 35 sur la tête de cintrage (3), mais il est également approprié pour ramener le tuyau (T) cintré sur le plan de coulissement (6) dudit chariot (2). Un tel chariot de manipulation (2) est 3063444 5 également approprié pour faire tourner le tuyau sur lui-même avant, pendant ou après le cintrage. De telles caractéristiques du chariot de manipulation de tuyau (2) permettent de commencer le perçage du tuyau à la fois avant et après son cintrage en utilisant un premier dispositif de coupe (5). Un tel dispositif est un dispositif au laser ou au plasma. 5 Ledit dispositif coulisse le long des moyens de guidage (4) placés au-dessus du bâti de support fixe (1) et en particulier au-dessus du plan de coulissement (6) du chariot de manipulation (2) de tuyau (T). Lesdits moyens de guidage (4) du premier dispositif de coupe (5) se composent d'au moins un rail et ledit rail est de préférence parallèle au plan (6) sur lequel coulisse le chariot de manipulation (2) mentionné. Les moyens de guidage 10 (4) sont également équipés d'un deuxième dispositif de manipulation (6) qui est associé au premier dispositif de coupe (5). Ledit deuxième dispositif de manipulation (7) est approprié pour que le premier dispositif de coupe (5) se rapproche ou s'éloigne verticalement, ainsi que pour que ledit dispositif de coupe (5) se déplace horizontalement. Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième dispositif de manipulation (7) est 15 également approprié pour déplacer le premier dispositif de coupe (5) de manière circulaire ou basculante. Ledit deuxième dispositif de manipulation (7) est raccordé à une unité de commande programmable afin de déplacer le premier dispositif de coupe (5) selon un programme d'usinage créé par le fabricant de la machine ou par l'utilisateur. Le fait de couper le tuyau (T) produit inévitablement des copeaux. De tels copeaux doivent être 20 retirés du tuyau (T) perforé et pour cette activité, la machine selon la présente invention est équipée avec un troisième dispositif d'aspiration (8) pour aspirer lesdits copeaux, non représentés sur les figures. Ledit troisième dispositif d'aspiration (8) est raccordé aux moyens de guidage (4) ou au deuxième dispositif de manipulation (7) qui déplace le premier dispositif de coupe (5). Dans le mode de réalisation dans lequel le troisième 25 dispositif d'aspiration (8) est raccordé aux moyens de guidage (4), ledit troisième dispositif d'aspiration (8) est équipé avec un quatrième dispositif de manipulation, non représenté sur les figures, qui déplace le troisième dispositif d'aspiration (8) le long des moyens de guidage (4) où le premier dispositif de coupe (5) coulisse. Si les dimensions des copeaux sont trop importantes pour le troisième dispositif d'aspiration (8), ledit dispositif est équipé 30 avec des moyens de blocage (9), non représentés sur les figures, pour bloquer le troisième dispositif d'aspiration (8). De tels moyens de blocage (9) peuvent être des capteurs correctement programmés. La machine selon la présente invention est également équipée de capteurs, non représentés sur les figures, positionnés de manière alternée ou conjointe sur le plan de coulissement (6) du chariot de manipulation (2) de 35 tuyau (T) et/ou des moyens de guidage (4). De tels capteurs raccordés à une unité de commande programmable sont raccordés au chariot de manipulation (2) de tuyau (T) 3063444 6 pour le positionner selon un programme d'usinage approprié afin de commercer précisément le perçage du tuyau (T) selon les prestations dudit programme d'usinage. La figure 2 représente une machine selon la présente invention, le chariot de manipulation (2) de tuyau (T) amenant sur le plan de coulissement (6) dudit chariot (2), le 5 tuyau (T) déjà cintré et prêt pour être percé en utilisant le premier dispositif de coupe (5). La figure 3 représente une machine selon la présente invention, le chariot de manipulation (2) de tuyau (T) amenant le tuyau (T) cintré et percé au-delà de la tête de cintrage (3) pour être coupé à l'aide du dispositif de coupe (5). La figure 4 représente une machine selon la présente invention, le chariot de 10 manipulation (2) de tuyau (T) ayant amené le tuyau (T) cintré et percé au-delà de la tête de cintrage (3), le dispositif de coupe (5) ayant coupé ledit tuyau (T) cintré et percé, et achevant ainsi un cycle d'usinage. REVENDICATIONS1. Machine pour cintrer un matériau en forme de fil, tel qu'un tuyau, comprenant : un bâti de support fixe (1) ; un chariot (2) pour manipuler et entraîner en rotation le tuyau (T) à usiner ; une tête de cintrage (3), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de guidage (4) de coulissement pour au moins un premier dispositif de coupe (5) au laser ou au plasma. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage (4) sont placés au-dessus du bâti de support fixe (1). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de guidage (4) se composent d'au moins d'un rail. 4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de guidage (4) comprennent au moins un deuxième dispositif de manipulation (7) associé au premier dispositif de coupe (5) et approprié pour permettre au premier dispositif de coupe (5) de se rapprocher ou de s'éloigner verticalement de la partie du tuyau (T) à usiner. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le deuxième dispositif de manipulation (7) est approprié pour déplacer le premier dispositif de coupe (5) 20 horizontalement. 6. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le deuxième dispositif de manipulation (7) est approprié pour déplacer le premier dispositif de coupe (5) dans une direction circulaire ou basculante. 7. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le deuxième dispositif 25 de manipulation (7) est équipé d'un troisième dispositif d'aspiration (8) pour aspirer les copeaux de petite taille provenant de la coupe du tuyau (T) à usiner. 8. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le troisième dispositif d'aspiration (8) de copeaux de petite taille est équipé de moyens de blocage (9) pour bloquer le troisième dispositif d'aspiration (8), si la taille des copeaux excède la section 30 transversale longitudinale du troisième dispositif d'aspiration (8). 35