Brevet FR3063033A1 — publié le 20180824

La présente invention concerne une machine d'agrafage d'angle destinée notamment, à être utilisée dans une chaîne industrielle de fabrication d'objets et en particulier dans la fabrication de cageots, de cagettes. Pour fabriquer des cageots, il est connu d'utiliser une ligne de fabrication en continu dans laquelle des plaquettes de bois, des tasseaux biseautés sont positionnés entre eux puis assemblés par agrafage pour fabriquer les principaux composants, c'est-à-dire, les deux têtes du cageot, le fond du cageot. On construit ainsi chaque tête du cageot, en agrafant au moins une plaquette sur deux tasseaux biseautés qui ont été préalablement disposés en vis-à-vis à une distance précise. On construit le fond du cageot, en agrafant des plaquettes préalablement disposées de manière croisée les unes sur les autres. On réunit les deux côtés des deux têtes du cageot en agrafant au moins deux plaquettes sur les deux dits côtés des deux têtes, pour former le cadre du cageot. On assemble ensuite le fond sous le cadre du cageot par deux opérations d' agrafage d'angle. La première opération consiste à agrafer le fond avec les deux têtes du cageot. On utilise généralement deux têtes d'agrafage d'angle par tête de cageot, soit deux machines et quatre têtes d'agrafage. La seconde opération consiste à agrafer le fond avec les flancs du cageot. On utilise généralement deux têtes d'agrafage d'angle par côté du cageot, soit deux machines et quatre têtes d'agrafage. Cet ensemble mécanique est appelé plus communément « fonceuse » dans la profession. Une machine d'agrafage d'angle connue est présentée sur la Fig. 1 avec la référence Mf. Elle comprend essentiellement deux flasques Fql, Fq2, disposés parallèlement l'un à l'autre en étant réunis par des traverses Tv, les deux flasques sont respectivement traversés par trois arbres Al, A2 et A3 qui sont destinés à être entraînés à rotation pour faire fonctionner divers organes conçus pour réaliser des agrafages. 3063033 2 Sur le premier arbre Al, sont montées deux têtes d'agrafage d'angle Tgl et Tg2 destinées à poser en angle des agrafes entre des fonds et des cadres pour construire des cageots Cg. Pour mettre en oeuvre l'agrafage, chaque tête Tg est pourvue d'au moins un 5 excentrique susceptible d'être entraîné à rotation par l'arbre Al pour mettre en oeuvre au moins une partie du fonctionnement de la tête d'agrafage. Le second arbre A2 porte deux entraîneurs Tn destinés à tirer sur du fil enroulé dans deux bobines et le pousser au travers de gaines, en direction des deux têtes d'agrafage pour les alimenter en fil d'agrafe. 10 Sur le troisième arbre A3, sont montés deux bras de sertissage Brl et Br2, encore appelés communément « bras riveurs » dans la profession et qui sont destinés respectivement à coopérer avec les deux têtes d'agrafage Tg pour refermer les agrafes posées et saillantes. Le fonctionnement de la machine est décrit pour une seule tête d'agrafage 15 pour simplifier la lecture. Le fil est introduit dans une séquence par l'intermédiaire de l'entraîneur Tn dans la tête d'agrafage. Celle-ci coupe une longueur destinée à former une agrafe. La tête d'agrafage avance en direction d'une encoignure du cageot en cours de construction. Pendant cette étape, la tête cambre dans une géométrie en U la section 20 de fil coupé, puis enfonce les deux branches latérales de l'agrafe dans l'encoignure du cageot pour assembler localement le fond sur le cadre du cageot. Concomitamment, l'agrafe est repliée en son milieu suivant un angle de 90 ° de sorte que ses deux branches latérales sont pratiquement recourbées en arc de cercle quand elle pénètre le bois. 25 Dès que l'agrafe est posée, le bras de sertissage pivote et vient à l'aide d'un outil replier vers l'intérieur les deux branches latérales de l'agrafe qui ressortent du bois, pour la refermer dans sa position agrafée. Le bras de sertissage se relève ensuite et la tête d'agrafage recule vers sa position de départ. Un nouveau cycle d'agrafage démarre alors. Il importe que les séquences de rotation des trois arbres A demeurent parfaitement synchronisées. Les trois arbres A sont entraînés de la manière suivante : un motoréducteur Mt entraîne en continu l'arbre Al sur un tour et pour un cycle d'agrafage. Une transmission Tm par chaîne et pignons relie l'arbre Al avec l'arbre A2 dans un rapport 1 : 1. Un boîtier indexeur est cependant interposé entre la 3063033 3 transmission Tm et l'arbre A2 pour transformer le mouvement de rotation continu de la transmission Tm en mouvement de rotation cyclique de l'arbre A2 afin que le fil puisse être introduit dans la tête d'agrafage uniquement en début de cycle de celle-ci. Le boîtier indexeur Bs contient un train d'engrenages dont l'un est pourvu de denture 5 sur une partie seulement de sa périphérie, par exemple 120 °. Une bielle articulée Ba est montée sur un excentrique sur l'arbre Al pour entraîner suivant un mouvement oscillant de rotation, l'arbre A3 pour créer le mouvement de pivotement du bras de sertissage. De manière plus précise, la bielle articulée Ba est reliée à l'arbre A3 par 10 l'intermédiaire d'une genouillère Gn montée de manière articulée sur le flasque Fql, d'une biellette Bl et d'un levier Lv fixé sur l'extrémité de l'arbre qui fait saillie au travers dudit flasque, la biellette Bl étant montée de manière articulée entre la genouillère Gn et le levier Lv. Grâce à cette cinématique, on déplace le bras de rivetage suivant un mouvement oscillant qui se stabilise dans le fond du cageot, le 15 temps du rivetage. Pour régler le calage des trois arbres, le régleur dispose de plusieurs cinématiques mécaniques mettant en oeuvre des jeux de genouillères afin d'adapter leurs cinématiques aux conditions d'agrafage. Pour illustrer la complexité de réglage d'une telle machine d'agrafage, on 20 peut prendre l'exemple de la tête d'agrafage qui doit demeurer aussi longtemps que possible dans sa position avancée pendant la durée de travail de fermeture de l'agrafe du bras de sertissage, alors que son excentrique est entraîné à rotation par l'arbre Al. Dans un second exemple, il faut noter que l'alimentation en fil de la tête d'agrafage ne peut être réalisée qu'en début de cycle alors que son arbre Al tourne. 25 Le réglage d'une telle machine d'agrafage nécessite les compétences d'ouvriers, de techniciens qualifiés et très expérimentés pour notamment, caler mutuellement le mouvement des arbres. Par ailleurs, le réglage de cette machine implique au régleur d'être prudent car le réglage au coup par coup du motoréducteur, par exemple, pour vérifier le 30 fonctionnement d'une tête d'agrafage, engendre également le déplacement du bras riveur correspondant. Partant de ce constat, le demandeur a cherché à concevoir une machine d'agrafage pourvue d'au moins une tête d'agrafage d'angle qui puisse être nettement plus simple à régler et proposer une plus grande modularité de réglage. Le 3063033 4 demandeur a cherché à rendre le réglage de la machine d'agrafage nettement moins contraignant en termes de sécurité. A cet effet, est proposée une machine d'agrafage d'angle destinée à agrafer des composants d'un objet en cours de fabrication, comprenant un bâti portant trois 5 arbres d'entraînement à rotation d'organes destinés à mettre en oeuvre des opérations d'agrafage, les trois arbres étant pourvus respectivement, - d'au moins une tête d'agrafage d'angle, - d'au moins un entraîneur destiné à alimenter ladite tête d'agrafage d'angle en fil d'agrafage, 10 - d'au moins un bras de sertissage destiné à fermer une agrafe préalablement posée au travers desdits composants par ladite tête d'agrafage d'angle ; selon l'invention, chaque arbre est relié à un moteur spécifique d'entraînement à rotation. Les arbres étant entraînés de manière indépendante, leurs positions angulaires peuvent être définies pour cadrer avec des courbes théoriques espace/temps des 15 organes (tête d'agrafage, entraîneur du fil et bras de rivetage), dans un cycle d'agrafage. Par exemple, la tête d'agrafage peut ainsi demeurer en position avancée où elle est en contact avec l'objet en cours de fabrication, pendant que le bras de rivetage se déplace pour refermer l'agrafe. On peut régler indépendamment chaque organe pour adapter son 20 fonctionnement à celui d'une courbe théorique espace/temps définissant son déplacement dans un cycle d'agrafage. La plage de réglage ainsi que la précision de réglage du fonctionnement des organes de la machine sont accrues par rapport aux machines d'agrafage à indexage mécanique, connues jusqu'à présent. 25 Par ailleurs, certains organes peuvent demeurer immobiles pendant qu'une opération de réglage d'un autre organe est en cours. Ainsi, le ou les bras de rivetage peuvent demeurer avantageusement dans leur position relevée, pendant qu'un régleur intervient sur une tête d'agrafage. Le réglage est facilité, la sécurité est accrue. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, chaque moteur est un 30 moteur électrique pourvu d'un réducteur à planétaires. Ce type de moteur, encore nommé motoréducteur électrique, permet d'obtenir un couple élevé au regard de son encombrement et procure relativement une grande précision de mouvement à l'organe qu'il entraîne. 3063033 5 Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, chaque motoréducteur électrique est équipé d'un codeur absolu. Un tel moteur peut être facilement redémarré après une coupure de courant. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moteurs possèdent 5 des puissances différentes. Ce choix permet de rationaliser les coûts de fabrication et de réduire la consommation d'énergie. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les motoréducteurs électriques sont raccordés à une unité de commande incluant un microprocesseur, 10 une mémoire accessible par le microprocesseur dans laquelle est stocké un logiciel paramétrable pour régler le fonctionnement desdits motoréducteurs. L'unité de commande définit dans un cycle d'agrafage, le mouvement de chacun des arbres dans un cycle de fabrication et par conséquent le mouvement du ou des organes entraînés par chacun des arbres. 15 Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la machine d'agrafage d'angle est dimensionnée pour fabriquer des cageots, des cagettes. En réglant l'excursion du ou de ses bras riveurs, la machine peut agrafer des cageots, des cagettes de différentes hauteurs. Une chaîne industrielle de fabrication d'objets fait également partie de 20 l'invention. La chaîne industrielle de fabrication d'objets inclut au moins une machine d'agrafage selon l'une quelconque des revendications précédentes. Un kit destiné à être utilisé dans une machine d'agrafage d'angle connue fait aussi partie de l'invention. Le kit comprend : - trois moteurs d'entraînement à rotation de ses trois arbres d'entraînement de 25 ses organes d'agrafage, - une unité de commande. On peut ainsi réfectionner une machine d'agrafage d'angle connue pour la rendre plus efficace et plus sécurisée. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, 30 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 représente une vue en perspective avant d'une machine d'agrafage d'angle connue de l'état de la technique, 3063033 6 la Fig. 2 représente une vue en perspective avant d'une machine d'agrafage d'angle selon l'invention, la Fig. 3 représente une vue en perspective arrière d'une machine d'agrafage d'angle selon l'invention et, 5 la Fig. 4 représente une vue de dessus d'une machine d'agrafage d'angle selon l'invention. La machine d'agrafage d'angle 100 présentée sur les Figs. 2 à 4 est destinée à réaliser des agrafages en encoignure sur des produits en cours de fabrication, notamment pour la fabrication de cageots, de cagettes. 10 Elle est destinée à être installée dans une chaîne de fabrication automatique. Plusieurs de ces machines sont en principe utilisées pour agrafer généralement en deux étapes, notamment, les fonds de cageots sur les cadres de cageots, dans le cycle de fabrication des cageots. La machine 100 se compose d'un bâti comprenant deux flasques Fql, Fq2 15 disposés en vis-à-vis en étant réunis par des traverses Tv, de trois arbres Al, A2 et A3 qui portent des organes destinés à mettre en oeuvre un agrafage en encoignure. Les trois arbres A traversent au travers de paliers, les deux flasques Fq. Une de leurs extrémités ressort au travers du flasque Fql. Chaque flasque est constitué d'une plaque plane traversée de logements pour notamment, fixer les traverses et recevoir 20 les paliers. Le premier arbre Al porte au moins une tête d'agrafage Tg et deux sur la Fig. 2 qui sont fixées et calées à rotation sur une traverse Tv. Chaque tête Tg est pourvue d'au moins un excentrique, non représenté, susceptible d'être entraîné à rotation par l'arbre Al pour mettre en oeuvre au moins une partie du fonctionnement de la tête 25 d'agrafage. Le second arbre A2 porte au moins un entraîneur Tn destiné à tirer du fil enroulé en bobine pour alimenter en fil d'agrafage, une tête d'agrafage correspondante Tg. Sur les Figs. 2 à 4, le second arbre A2 porte deux entraîneurs Tnl et Tn2. 30 Le troisième arbre A3 porte au moins un bras de sertissage Br qui est destiné à coopérer avec une tête d'agrafage correspondante Tg pour refermer chaque agrafe posée dans un cycle d'agrafage. Le troisième arbre A3 est équipé sur les Figs. 2 à 4, de deux bras de sertissage Brl et Br2. 3063033 7 Ladite ou chaque tête d'agrafage Tg comprend préférentiellement deux excentriques, non représentés, susceptibles d'être entraînés à rotation par l'arbre Al. Le premier excentrique sert à entraîner par un mouvement bielle/manivelle un premier coulisseau conçu pour déplacer la tête en translation perpendiculairement à 5 l'axe de l'arbre Al, entre une position de dégagement permettant le transfert d'un cageot Cg en cours d'assemblage sur le poste d'agrafage et une position avancée où elle est susceptible de venir au contact d'une encoignure du cageot préalablement transféré en position sur ledit poste de travail, pour agrafer mutuellement au moins deux composants superposés dudit cageot. 10 Le second excentrique sert à entraîner également par un mouvement bielle/manivelle, un second coulisseau conçu pour couper un tronçon de fil acheminé préalablement dans la tête, le conformer en forme en « U », un troisième coulisseau conçu pour enfoncer l'agrafe dans l'encoignure du cageot. Ledit ou chaque entraîneur Tn comprend un train de deux laminoirs entre 15 lesquels le fil destiné à fabriquer les agrafes est entraîné. Le fil est stocké sous la forme de bobine et il est déroulé par traction, pendant le fonctionnement de l'entraîneur pour être acheminé périodiquement au travers d'une gaine, dans une tête d'agrafage correspondante. Ledit ou chaque bras de sertissage Br encore appelé « bras riveur » s'étend 20 perpendiculairement à l'axe de l'arbre A3. Il peut pivoter angulairement entre une position de dégagement permettant le transfert d'un cageot en cours d'assemblage sur le poste d'agrafage et une position de sertissage d'une agrafe préalablement enfoncée et saillante. Il faut noter que cette opération de sertissage ne peut être réalisée que quand la tête d'agrafage correspondante est avancée où elle tient le 25 cageot pendant le rivetage. Ledit ou chaque bras de sertissage Br présente en vue latérale, visible sur la Fig. 2, une géométrie en équerre comprenant une première branche B1 reliée mécaniquement à l'arbre Al et qui s'étend par une seconde branche B2 qui porte en son extrémité un outil Ot conçu pour replier vers l'intérieur les deux branches 30 latérales de l'agrafe saillante pour la refermer alors qu'elle vient d'être posée par la tête d'agrafage correspondante. Dans l'invention, chaque arbre Al, A2, A3, est relié à un moteur spécifique d'entraînement à rotation Ml, M2 et M3. Le moteur est avantageusement du type électrique équipé d'un réducteur à planétaires, c'est-à-dire un motoréducteur 3063033 8 électrique. Plus précisément chaque moteur est préférentiellement du type à codeur absolu, c'est-à-dire qu'il est équipé d'un disque codeur porteur d'informations de positions qui sont lues par un capteur optique générant des signaux susceptibles d'être interprétés par une unité de commande. Les trois moteurs ont de préférence 5 des puissances différentes pour adapter leur dimensionnement au couple d'entraînement requis pour entraîner à rotation les arbres A correspondants. Le moteur le plus puissant est celui qui entraîne l'arbre A3 portant les bras de sertissage Br du fait de la longueur de son bras de levier, c'est-à-dire le moteur M3, puis le moteur M1 qui entraîne l'arbre Al portant les têtes d'agrafage Tg et enfin le moteur 10 M2 qui entraîne l'arbre A2 portant les entraîneurs de fil Tn. Les trois motoréducteurs Ml, M2 et M3, sont raccordés à une unité de commande, non représentée, destinée à mettre en oeuvre leur fonctionnement. L'unité de commande comprend un microprocesseur, une mémoire accessible par le microprocesseur dans laquelle est stocké un logiciel paramétrable pour régler le 15 fonctionnement des motoréducteurs, en fonction de courbes théoriques espace/temps des trois organes principaux mettant en oeuvre l'agrafage : la tête d'agrafage, l'entraîneur de fil, le bras de rivetage. Cette construction présente des avantages notoires. Il est ainsi possible de maintenir à l'arrêt le premier arbre Al pour maintenir chaque tête d'agrafage dans sa 20 position avancée en contact avec le cageot en cours de fabrication, le temps nécessaire pour que le bras de rivetage pivoté par le troisième arbre A3, puisse fermer correctement l'agrafe. Il est également possible de régler la course du bras de rivetage en fonction de la hauteur de la série de cageots à fabriquer. 25 Pendant la mise au point de la machine, il est possible, par exemple de déconnecter le fonctionnement du (des) bras de rivetage qui peuvent demeurer dans leur position relevée d'attente et permettre au régleur de finaliser la mise au point d'une tête d'agrafage avec une meilleure visibilité. Le ou les bras de rivetage ne présentent plus alors de danger pour le personnel. 30 Il est possible au prix d'aménagements relativement simples à mettre en oeuvre, d'équiper une machine d'agrafage d'angle conventionnelle en remplaçant le motoréducteur d'entraînement à rotation de l'arbre principal, c'est-à-dire qui entraîne le premier arbre, les transmissions, le boîtier indexeur, la bielle, la genouillère, la biellette ainsi que le levier d'entraînement du troisième arbre porteur des bras de 3063033 9 sertissage, par les trois motoréducteurs électriques et une armoire électrique contenant notamment l'unité de commande. Un tel sous ensemble, communément appelé kit, comprend ainsi trois moteurs ou préférentiellement trois motoréducteurs électriques ainsi que l'unité de 5 commande. La machine d'agrafage de l'invention procure une grande souplesse de réglage de ses organes, puisque le mouvement de rotation de chaque arbre (marche, arrêt, sens de rotation, vitesse de rotation) peut être défini suivant une courbe théorique espace/temps relative à l'organe ou les organes qu'il porte, tout en 10 demeurant synchronisé dans un cycle d'agrafage avec les autres arbres. On peut ainsi faire varier finement un paramètre, par exemple, la durée de maintien en position avancée de la tête d'agrafage, pendant le travail de rivetage du bras de rivetage. La simplicité ainsi que la sécurité de la machine d'agrafage sont accrues pendant son réglage. 15 Le calage choisi des arbres pendant un cycle de fabrication d'une série de cageots perdure pendant toute la campagne de fabrication. REVENDICATIONS1) Machine (100) d'agrafage d'angle destinée à agrafer des composants d'un objet en cours de fabrication, comprenant un bâti portant trois arbres (Al, A2, A3) d'entraînement à rotation d'organes destinés à mettre en oeuvre des opérations d'agrafage, les trois arbres étant pourvus respectivement, - d'au moins une tête d'agrafage d'angle (Tg), - d'au moins un entraîneur (Tn) destiné à alimenter ladite tête d'agrafage d'angle en fil d'agrafage, - d'au moins un bras de sertissage (Br) destiné à fermer une agrafe préalablement posée au travers desdits composants par ladite tête d'agrafage d'angle, caractérisée en ce que chaque arbre (Al, A2, A3) est relié à un moteur spécifique d'entraînement à rotation (M1, M2 et M3). 2) Machine (100) d'agrafage d'angle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque moteur (M1, M2 et M3) est un moteur électrique pourvu d'un réducteur à planétaires. 3) Machine (100) d'agrafage d'angle selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque motoréducteur électrique (M1, M2 et M3) est équipé d'un codeur absolu. 4) Machine (100) d'agrafage d'angle selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les moteurs possèdent des puissances différentes. 5) Machine (100) d'agrafage d'angle selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les motoréducteurs électriques (M1, M2 et M3) sont raccordés à une unité de commande incluant un microprocesseur, une mémoire accessible par le microprocesseur dans laquelle est stocké un logiciel paramétrable pour régler le fonctionnement desdits motoréducteurs. 6) Machine (100) d'agrafage d'angle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est dimensionnée pour fabriquer des cageots, des cagettes. 7) Chaîne industrielle de fabrication d'objets, caractérisée en ce qu'elle inclut au moins une machine d'agrafage (100) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes. 8) Kit destiné à être utilisé dans une machine d'agrafage d'angle telle que définie dans le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : 3063033 11 - trois moteurs (MI, M2 et M3) d'entraînement à rotation de ses trois arbres (Al, A2 et A3) d'entraînement de ses organes d'agrafage, - une unité de commande.