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Dispositif pour l'alimentation, la réception et le déchargement de pièces telles que des tubes ou des barres qui doivent être traités dans une machine de coupe travaillant avec un rayon laser.
La présente invention concerne un dispositif pour l'alimentation, la réception et le déchargement de pièces telles que des tubes ou des barres qui doivent être traités dans une machine de coupe travaillant avec un rayon laser.
On sait que des tubes ou barres dont la longueur peut atteindre 6 à 7 m sont amenés sur des machines de coupe. dans lesquelles on utilise comme outil de coupe un rayon laser.
On sait en outre que, vus en coupe transversale, ces tubes ou barres peuvent présenter une forme ronde, une forme carrée ou une forme rectangulaire, ainsi que des sections transversales d'autres formes, et que d'autres formes spéciales de la section transversale des pièces sont possibles.
Comme dans les machines de coupe qui travaillent avec un rayon, laser,. la pièce qui présente une longueur considérable doit habituellement être mise en rotation pendant l'opération de coupe, des difficultés techniques se. présentent lors de l'exécution du déplacement de rotation de la pièce, en particulier si l'on tient compte de ce que la distance entre le plan d'appui et le centre de la pièce subit une variation permanente, par exemple lorsque les pièces présentent en section transversale de forme rectangulaire, carrée ou triangulaire.
Un autre désavantage qui apparaît dans les machines de
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coupe connues, qui travaillent avec un rayon laser, réside en ce qu'il se produit une déformation de la pièce à cause de la torsion qui est exercée sur la pièce le long de son axe longitudinal. Cette torsion ou déformation conduit à des imprécisions indésirables pendant l'opération de coupe.
L'objet de la présente invention est dès lors de surmonter les désavantages de l'état de la technique et de proposer un dispositif d'alimentation et de réception de tubes, barres ou autres pièces qui doivent être amenés à une machine de coupe travaillant avec un rayon laser, le. dispositif permettant de manière optimale de soutenir la pièce avec précision même pendant son déplacement de rotation autour de son axe longitudinal, pour assurer que l'écart entre la périphérie extérieure de la pièce et l'extrémité de la tête de coupe au laser soit toujours constant.
Selon l'invention, cet objet est atteint en ce que, pour l'appui de la pièce à traiter, il est prévu une piste à rouleaux, et la piste à rouleaux peut être déplacée de manière contrôlée dans un plan vertical, et la périphérie de la pièce à traiter prend toujours une distance constante par rapport à la tête servant à produire le rayon laser.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit, des revendications dépendantes ainsi que des dessins annexés.
L'invention va maintenant être décrite de manière plus précise et à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les... dessins annexés.
Dans ceux-ci : la figure 1 représente le dispositif de réception et d'alimentation de la pièce en vue frontale, partiellement en coupe le long de la ligne 1-1 de la figure 2 ; la figure 2 représente le dispositif selon l'invention dans une coupe longitudinale schématique ; et la figure 3 représente en vue frontale et partiellement en coupe une lunette pour l'appui et le centrage de la pièce.
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Ainsi qu'on peut le voir à la figure l, il est prévu un mandrin à autocentrage 1 qui est disposé coaxialement par rapport à une lunette 40.
Au-dessus du mandrin 1 est prévue une tête 2 servant à produire un rayon laser. Le mandrin 1 reçoit des pièces 3,4, 5 dont la section transversale présente des formes différentes.
Ainsi, la pièce 3 peut par exemple présenter une forme carrée à arêtes arrondies, ou la pièce 4 peut avoir une forme carrée à arêtes vives, ou encore la pièce 5 peut présenter une section transversale de forme rectangulaire.
Pour des raisons de simplicité, la description qui suit maintenant sera effectuée en liaison avec une pièce 5 dont la section transversale présente une forme rectangulaire, mais l'idée à la base de la présente invention peut également être appliquée à des tubes ou barres profilées présentant d'autres sections transversales, par exemple des tubes de section transversale ovale, des tubes de section transversale elliptique, des tubes dont la section transversale présente une forme triangulaire et des sections transversales de formes similaires.
En dessous de la pièce 5 est disposée une piste à rouleaux 6qui est limitée par des parois latérales 7 pour définir un espace de chargement et ainsi faciliter l'opération de chargement de la longue pièce.
Entre les parois de délimitation 7 sont prévus un grand nombre de rouleaux 8 qui sont montés de manière à pouvoir tourner librement.
A l'aide de. prolongements 10, l'ensemble du dispositif 9 qui reçoit les rouleaux d'avancement 8 est reçu par un ou plusieurs guides qui sont par exemple reliés à un disque 11 monté de manière à pouvoir tourner.
Il n'est pas nécessaire de ne prévoir qu'un seul dispositif 9 pour la réception des rouleaux d'avancement 8 ; au contraire, comme on l'a représenté à la figure 1" d'autres dispositifs 9'et 9''peuvent également être prévus pour la réception des rouleaux d'avancement 8.
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De manière avantageuse, dans le cas où plusieurs dispositifs 9, 9', 9''à rouleaux d'avancement 8 sont prévus, ces dispositifs sont disposés en étoile, par exemple décalés d'un angle de 1200, et ces dispositifs peuvent pivoter autour d'un centre de rotation.
Le disque 11 est relié à des bras d'entraînement 20.
Ces bras d'entraînement coopèrent avec un dispositif de mise en rotation et avec un dispositif de positionnement.
Le disque 11 qui est monté sur des paliers appropriés et qui est prévu de manière à pouvoir tourner, présente en outre un alésage central 21 servant à permettre le passage d'un dispositif d'entraînement, par exemple une tige à commande axiale dotée d'un filet d'entraînement. Ce dispositif est décrit de manière plus précise plus loin.
A la figure 2 est représenté un dispositif 9 qui est équipé de rouleaux d'avancement 8 et qui est positionné dans un plan supérieur.
A la figure 2, la pièce à recevoir n'est représentée que schématiquement par son axe longitudinal X. Dans la partie inférieure du dessin est représentée une autre piste de transport 9 équipée de rouleaux d'avancement 8.
Ainsi qu'on peut le voir à la figure 2, les disques de montage 11 sont traversés par une tige d'entraînement de haute précision désignée par la référence numérique 30.
La tige d'entraînement 30 reçoit des composants 31, 32 de forme conique qui peuvent être déplacés de manière commandée.
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Lea-surfaces"extérieures 33 et 34 de chaque pièce d'entraînement'de forme conique 31, 32 coopèrent avec un dispositif palpeur équipé de billes 35,36. Chaque dispositif palpeur 35,36 est relié solidairement au dispositif 9 associé qui reçoit les rouleaux d'avancement 8.
Le palpeur et le dispositif 9 qui lui est associé sont maintenus en contact direct avec les composants de forme conique 31,34, par recours à un ressort 50 précontraint.
Les autres pistes à rouleaux 9 présentent également un
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dispositif palpeur équipé de billes palpeuses 35, ainsi que les moyens à ressorts 50 décrits plus haut.
Par un actionnement contrôlé de la tige d'entraînement 30 (ou arbre fileté), les composants de forme conique 31 et 32 peuvent être déplacés de manière contrôlée dans la direction axiale, et ce depuis la position 31 représentée en coupe jusque dans une position 31'ou 32'représentée en traits pleins.
Grâce à ce déplacement de coulissement des composants 31 et 32 de forme conique, il est possible de relever ou d'abaisser d'une valeur précise et prédéterminée le dispositif 9 qui est équipé des rouleaux d'avancement 8. Cela signifie que, pendant le déplacement de rotation de la pièce 5, les rouleaux d'avancement 8 se trouvent toujours à une hauteur qui assure que seuls un point ou une ligne de la périphérie de la pièce en rotation se trouve en contact avec les rouleaux d'avancement 8.
Pour pouvoir déplacer la tige 30 avec la précision nécessaire, précision qui est absolument nécessaire pour pouvoir déplacer les composants de forme conique 31 et 32 de manière contrôlée et de la valeur souhaitée, l'entraînement de la tige de commande 30 s'effectue par exemple en intercalant une broche à recirculation de billes 37 connue, et à l'aide d'un dispositif d'affichage connu, par exemple un transducteur ou un encodeur. Par l'intermédiaire de ces appareils, il est possible d'afficher tant le nombre de tours d'une broche à recirculation de billes 37 que la positionangulaire précise de la broche à recirculation de billes.
Les impulsions délivrées par le transducteur sont de la manière habituelle transmises à un dispositif de commande numérique qui délivre des signaux de commande et d'entraînement à un moteur 38 asservi connu en soi, qui est prévu pour l'entraînement de la broche à recirculation de billes.
De manière avantageuse, le moteur asservi est configuré comme moteur à courant continu ou comme autre
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moyen d'entraînement similaire pouvant être commandé de manière précise.
De manière particulièrement avantageuse, au disque 11" est associé un moyen d'entraînement 52 qui permet une rotation des dispositifs 9 dotés des rouleaux d'avancement 8, pour permettre le déchargement d'une pièce.
Le déplacement de rotation du dispositif 9 est possible dans deux directions opposées et par pas de 1200 lorsque l'on a prévu trois pistes à rouleaux d'avancement 9.
L'ensemble du dispositif équipé des rouleaux d'avancement 9, en même temps que les dispositifs d'entraînement de forme conique et des dispositifs de commande et d'entraînement qui leurs sont associés, peut en outre effectuer un déplacement par rapport à l'axe de la tête laser le long d'un axe qui s'étend en parallèle à la pièce.
A cet effet, on utilise une unité 53 à piston et cylindre hydraulique qui peut être commandée par un programme du dispositif de commande numérique pour ainsi permettre également en cas de besoin l'éjection et le déchargement de restes de tube, de chutes de départ, ou pour permettre l'exécution d'opérations complexes de coupe.
En outre, pour éviter que de très longues pièces, par exemple des tubes 5 de section transversale rectangulaire, puissent subir une déformation ou une torsion le long de leur axe longitudinal X, l'invention propose d'utiliser au moins un lunette-désignée par la référence numérique 40.
Cette lunette peut être mise en déplacement de rotation contrôlé, par exemple en recourant à une tige filetée 41 qui fait partie d'un entraînement contrôlé, par exemple un moteur à courant continu asservi non représenté.
La lunette 40 présente des mâchoires de guidage 42, 43, et à leur extrémité, toutes les mâchoires présentent un galet ou une bille 44 qui sont maintenus par un organe de réception 45 et sont placés sous la précontrainte d'un bloc-ressort 46.
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Pour assurer que la lunette 40 se déplace à la même vitesse que le mandrin à autocentrage qui met la pièce en rotation, les moyens d'entraînement pour le mandrin et les moyens d'entraînement pour la lunette sont synchronisés' électriquement l'un par rapport à l'autre.
Pour en outre assurer qu'en rotation, la lunette 40 puisse toujours être arrêtée dans une position définie de chargement, disposée obliquement, et telle que représentée à la figure 3, il est prévu au-dessus de la lunette 40 une unité 47 à piston et cylindre dont l'extrémité appointée de la tige 48 peut être amenée à coopérer avec un alésage de référence 49 qui est prévu sur le périmètre extérieur de la lunette.
On effectue un préréglage des mâchoires 42 et 43 en fonction du profilé tubulaire 5 qu'il faut amener et qui doit être soumis à un traitement.
Du fait que l'on prévoit une lunette 40 qui tourne de manière précise dans la direction représentée par la flèche (f), c'est-à-dire du fait qu'elle peut être entraînée pour effectuer un déplacement de rotation contrôlé, la lunette 40 est à même de se déplacer sur le même angle de rotation que le mandrin à autoserrage 11. Grâce à cela, même sur des tubes très longs, qui ont tendance à se déformer autour de leur axe longitudinal, on évite de manière sûre une déformation indésirable de la pièce 5 autour de son axe longitudinal (X).
L'ensemble du dispositif équipé des pistes à rouleaux peut être incliné dans deux directions, et ce à l'aide d'un entraînement électromécanique programmable. Cela permet de décharger d'un côté ou des deux côtés les pièces traitées découpées.
En outre, le dispositif équipé de pistes à rouleaux peut être déplacé de manière contrôlée dans la direction axiale pour pouvoir exécuter un déplacement le long de l'axe du tube, par exemple à l'aide d'un entraînement hydraulique. Cela ouvre la possibilité de déplacer le dispositif de manière contrôlée pour libérer la zone située
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en dessous de la tête de coupe au laser.
Pour pouvoir décharger des restes de tubes ou de courtes pièces, un autre avantage du mode de travail décrit réside en ce que, lorsque l'on exécute des motifs de coupe spéciaux qui sont disposés en superposition ou en incli- naison par rapport à l'axe du tube et qui peuvent être exécutés avec cette machine, un déplacement de recul de la piste à rouleaux crée la possibilité de séparer la partie découpée du tube de la partie du tube qui doit encore être découpée, et de la décharger par un déplacement de rotation ou d'inclinaison sans influencer la suite de l'opération de coupe.
De manière avantageuse, le dispositif il peut être incliné dans les deux directions pour décharger la pièce 5 découpée, au choix du côté droit ou du côté gauche de la machine.
En outre, on peut prévoir de déplacer l'ensemble du dispositif 11 dans un déplacement longitudinal par rapport à la tête de coupe, en recourant à un piston hydraulique.