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Dispositif intégrateur pour détecter et récupérer la déformation des épaules, dans une machine à presser et à plier
La présente invention a pour objet un dispositif intégrateur pour détecter, récupérer et corriger la déformation des épaules, dans une machine à presser et à plier.
L'invention trouve son application particulière, bien que non exclusive, dans le domaine des machines-outils.
Préambule
Les machines à presser et à plier, comme chacun sait, sont largement utilisées dans l'industrie métallurgique et mécanique, et en particulier dans l'usinage des feuilles de tôle, pour obtenir, par exemple, des profils longitudinaux diversement galbés, parfois avec la possibilité d'être repris et de nouveau soumis à un cycle de pressage et de pliage.
Opérationnellement, un cycle de pressage et de pliage consiste en la descente verticale d'un outil, jusqu'à reposer sur le dessous de la feuille de tôle appuyée sur la matrice, en l'exécution du pliage, et se termine par la remontée, jusqu'à une position d'origine. Pour accomplir les phases mentionnées, la machine se compose de deux parties, respectivement une première, dynamique, constituant généralement la partie supérieure, et une partie essentiellement statique,
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constituant la partie intérieure de la machine située sur la perpendiculaire de la partie dynamique.
En ce qui concerne la première partie, dynamique, dans l'exécution d'un cycle de pressage et de pliage, un outil est prévu, constitué par un poinçon diversement galbé, également de type interchangeable, lequel, supporté par un pilon ou une traverse supérieure, accomplit exclusivement un mouvement de va-et-vient sur un axe vertical. Ledit mouvement est assuré par au moins deux cylindres oléodynamiques, aux extrémités, qui déterminent la descente, l'éventuel stationnement et la remontée du pilon qui supporte longitudinalement l'outil. Chaque groupe de cylindres, dans une presse plieuse tradi- tionnelle, est uni et solidaire du cadre ou du corps statique de la machine, et, dans le cas d'espèce, d'un flanc correspondant ou d'une épaule latérale du cadre de la presse.
Ces caractéristiques donnent lieu, pendant la phase de pressage, à une multitude de forces, plutôt grandes, qui sont dirigées vers plusieurs directions connues dans les diverses parties de la machine, les déformant temporairement. De plus, en particulier certaines forces finissent par modifier la conformation de chaque épaule, et ceci de manière non uniforme. Par conséquent, pendant la phase d'exécution d'un cycle de pressage et pliage, l'on observe une déformation diffuse qui a une répercussion négative sur le résultat qualitatif de l'usinage demandé.
Des tests effectués au banc d'essai ont mis en évidence que cette déformation caractéristique temporaire de chaque épaule a une progression logique, accentuée selon l'insistance du poinçon sur la tôle, et elle est toujours proportionnelle à l'épaisseur de la tôle et au type de matériau.
Il est donc nécessaire de disposer d'un système de contrôle permettant de détecter la flexion des épaules, en vue d'intervenir en amont de l'usinage. Ensuite, il s'agira de prédisposer correctement la presse plieuse, afin que celle-ci exécute un cycle d'usinage permettant d'obtenir avec précision l'angle de pli prédéterminé.
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Etat de la technique
Actuellement, deux techniques de résolution du problème sont connues, lesquelles ne semblent toutefois pas entièrement satisfaisantes.
Dans un des cas, voir par exemple la table I, le mouvement du pilon G ou chapeau porte-poinçon des presses plieuses synchronisées est obtenu grâce à deux cylindres hydrauliques, placés aux côtés du premier et solidaires aux épaules R, lesquels ont le nom des deux axes Y1 et Y2. Ces axes, Y1 et Y2, sont contrôlés latéralement par des rangs optiques H où coulisse un chariot lecteur I. Le chariot lecteur 1 est pivoté, par une lance L, à l'extrémité supérieure d'une épaule de récupération flexions ou fausse épaule D, superposée à l'épaule R, laquelle, dans la seule partie inférieure est rendue solidaire de la traverse F, à la table M et à la matrice N (Fig. 1.1).
Etant donné que la fausse épaule D est solidaire de la traverse F, de la table M et de la matrice N, le poinçon 0 devrait, aussi bien sous pression qu'à vide, maintenir un point de référence en correspondance avec le point mort inférieur 0 (cf. Fig. 1. 2). De façon prévisible, cela devrait se vérifier car la fausse épaule D n'est pas liée à l'épaule R.
Un second système, non illustré, mais tout aussi commun, est constitué par la solution suggérée initialement par la société Beyler. Il se réfère à une fiche électronique laquelle comprend une base de données, coopérant avec l'unité logique de la machine, où sont emmagasinées une myriade de données relatives aux déformations connues, comprenant donc la déformation des épaules, en fonction de toute une série de paramètres tels que l'extension de la charpenterie, l'extension des rangs optiques, les changements de viscosité de l'huile, les déséquilibres électriques et les déséquilibres sur le contrôle des soupapes.
Ces données ont été acquises précédemment sur base d'une série d'essais et ensuite transférées dans la base de données. L'élaboration et
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la comparaison de celles-ci de la part d'une unité logique avec d'autres valeurs, permet la définition, en un cycle d'usinage de la tôle, des valeurs théoriques attribuables de façon présumable à la déformation localisée des épaules qui sera donc corrigée convenablement.
Inconvénients
En ce qui concerne la première des deux solutions mentionnées, l'emploi de la traditionnelle ligne optique ne semble pas être entièrement suffisant pour permettre, avec précision, la correction de la flexion de la fausse épaule et par conséquent l'obtention de l'angle prédéterminé. En effet (v. fig. 1. 3) bien que rejoignant la hauteur programmée du chariot 1 sur la ligne optique H, quand il est sous pression le point 0 n'est pas maintenu comme c'est le cas à vide (v.
Fig. 1. 2). Cette différence est due en partie à l'écrasement de quelques éléments particuliers de la machine, comme par exemple dans la partie inférieure, la traverse F, la table M et la matrice N, lesquelles, altérant la donnée se rapportant à la valeur B, font varier la valeur du point A. De la même façon, dans la partie supérieure de la machine se crée le même écrasement entre poinçon 0 et pilon G qui font varier la valeur A.
Ultérieurement, avec la déformation de l'épaule R, on détecte un déplacement C de la partie supérieure de la fausse épaule D et donc du point d'appui de l'extrémité inférieure du levier L du chariot I, qui, dans cette hypothèse, avance. En phase de travail, le déplacement de la fausse épaule D opposé à celui de l'épaule R concourt à l'accentuation du phénomène, comme indiqué par les lettres P et Q. Finalement, on note que la donnée C est proportionnelle au bras E qui se situe entre le point d'ancrage du levier L au chariot I.
La conséquence est donc que l'obtention du point de référence 0 de la machine à vide A est différent de celui obtenu quand le système est sous pression #1, du fait de la complète différence des points A, B et C.
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A propos de la solution suggérée par Beyler, on observe tout comme dans la proposition précédente, la quasi-impossibilité de conduire à une correction juste de la flexion des épaules de façon à exécuter avec précision l'angle de pli prédéterminé. Cela est essentiellement lié au fait que les valeurs des points A, B et C sont présumées et ne correspondent pas à celles effectivement relevables, ou réelles, déductibles à partir de la mesure des phénomènes pendant l'exécution du cycle de pressage-pliage d'une tôle.
D'où la nécessité pour les entreprises de mettre au point des systèmes différents et plus efficaces que ceux décrits précédemment.
Un but de la présente proposition est aussi celui d'éviter les inconvénients susmentionnés.
Brève description de l'invention
Ce but et d'autres sont atteints avec la présente invention selon les caractéristiques détaillées des revendications annexées, résolvant les problèmes exposés, par l'intermédiaire d'un dispositif intégrateur pour détecter et corriger la déformation des épaules, dans une machine à presser et à plier, comprenant une ligne optique unie au pilon et un chariot de lecture, rappelé élastiquement, sollicité par la fausse épaule;
ledit dispositif prévu au-dessus de la fausse épaule étant constitué d'une lance perpendiculaire au pilon, laquelle est d'un côté appuyée à l'épaule de la machine, alors que l'extrémité opposée, oscillante et orientée vers ledit pilon, est sollicitée par le bras uni au chariot de lecture de la ligne optique, et aussi dans lequel ladite lance prévoit un moyen d'écoulement en correspondance avec un plan de repère situé en-dessous, faisant partie de la fausse épaule.
Avantages
L'apport créatif remarquable, relevé dans la proposition maintenant décrite, détermine un progrès technique immédiat, permettant d'obtenir différents avantages.
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En premier lieu, le système offre la possibilité, à l'utilisateur, de trouver l'angle voulu de manière rapide, avec des opérations extrêmement simples et prévisibles. Plus particulièrement tout d'abord, il effectue des essais sur une petite pièce pour ensuite les reporter sur une pièce définitive, que ce soit sur la longueur totale de la machine ou que ce soit également placé le long de la ligne de pli (droite, centre et gauche).
Tout cela, indépendamment de la force de pliage, qui, comme chacun sait, change selon la pièce à plier.
En second lieu, ce système a la qualité de corriger de façon automatique les différentes flexions observables d'une épaule à l'autre, causées par la variation de l'épaisseur du matériau des épaules, de la diversité des matériaux, ainsi que des variations continuelles de température du milieu dans lequel ladite machine est opérationnelle.
Parmi les particularités de la présente invention, on signale aussi le fait que, sous l'aspect exécutif, avec deux tôles de la même longueur mais avec des sections de pliage différentes, le résultat obtenu pour les deux pièces est maintenu constant.
Un autre avantage concerne la simplicité du dispositif; il en résulte la quasi-absence d'entretien avec des coûts peu élevés compte tenu de la construction et de l'installation. La particularité du dispositif, en outre, permet également son installation sur des machines déjà existantes, en améliorant leur qualité et donc dans l'ensemble des ouvrages en cours.
Ces avantages ont la qualité non négligeable, d'obtenir un produit manufacturé avec un bon contenu technologique, fonctionnel et extrêmement fiable, même quand il est si soumis à des conditions de travail particulières.
D'autres avantages apparaîtront dans la description détaillée suivante de quelques modes préférentiels de réalisation, à l'aide des dessins schématiques annexés dont les détails d'exécution ne doivent pas être considérés limitatifs, mais seulement exemplatifs.
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Brève description des dessins
La Figure 1 représente une vue latérale d'une portion de la machine à presser et à plier, à laquelle est uni un dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule, prise en correspondance à la zone de travail.
La Figure 2 est une vue toujours latérale d'une portion de machine à presser et à plier de la figure précédente, comprenant le dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule, représentée dans des conditions de travail à vide.
La Figure 3 est une vue encore latérale d'une portion de machine à presser et à plier de la Figure 1, mais représentée dans des conditions effectives de travail.
La Figure 4 illustre latéralement une portion de machine à presser et à plier, avec une variante au dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule.
La Figure 5 est une vue latérale d'une portion de machine à presser et à plier de la figure précédente, représentée dans des conditions de travail à vide.
La Figure 6 est une vue encore latérale d'une portion de machine à presser et à plier de la Figure 4, mais représentée dans des conditions effectives de travail.
La Figure 7 est une vue latérale agrandie du détail de la Figure 1, d'une portion de la machine à presser et à plier, à laquelle est uni un dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule, prise en correspondance à la zone de travail.
La Figure 8 est une vue latérale, agrandie, de la portion¯de machine à presser et à plier de la Figure 4, qui représente la variante au dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule.
La Figure 9 est un agrandissement ultérieur d'un détail de la portion de machine à presser et à plier de la Figure 4.
Enfin, la Figure 10 est une vue frontale et globale d'une machine à presser et à plier.
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Description d'un mode de réalisation
Faisant référence aussi aux figures, on note qu'une machine à presser et à plier A, pourvue d'un dispositif pour le contrôle de la flexion de l'épaule, comprend un pilon supérieur 1, mobile verticalement par rapport au cadre, sur l'extrémité inférieure duquel on prévoit associé, longitudinalement, un outil du type interchangeable, constituant le poinçon 2. La machine A prévoit aussi aux deux extrémités, un groupe de cylindres par côté 3,4, lesquels étant synchrones, déterminent le mouvement vertical de descente et vice versa du pilon 1 vers la traverse inférieure du dessous 5, qui supporte une table 6 qui supporte la matrice 7 elle aussi du type interchangeable.
Avec pour but de détecter et par la suite permettre la correction des flexions que subissent les deux épaules 8, pendant l'exécution d'un cycle de pressage-pliage, par exemple d'une feuille de métal Z interposée entre la matrice 7 et le poinçon 2, des fausses épaules ou épaules de récupération flexions 9a, 9b sont prévues pour chacune des dites épaules 8, adossées sur le côté tourné vers l'extérieur, .
Chaque fausse épaule (9a, 9b), constituée par un corps solide métallique plat sur les deux faces, présente une conformation caractéristique en "C" dans lequel la partie vide est tournée vers l'outil 2 et la matrice située en-dessous 7. En ce qui concerne la fixation de la fausse épaule 9a, 9b, celle-ci est prévue en correspondance avec la seule extrémité inférieure 91 a, 91 b, de façon telle à la rendre solidaire à la traverse inférieure 5, étant directement unie à celle-ci, et solidaire avec la table 6 et la matrice 7.
Une ligne optique 10 est également présente, unie au pilon 1, coopérant avec un chariot lecteur 100. Ce chariot lecteur 100, au lieu d'être ancré directement à la fausse épaule 9a, 9b, comme vu dans les solutions précédentes, est maintenant doté d'un coude en saillie 101, avec à l'extrémité un coussinet 102 lequel repose en correspondance avec les extrémités 111,141 d'une lance 11,14 de neutralisation des
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jeux horizontaux appuyée en 112,143 à l'épaule 8. Le contact nécessaire et constant du coussinet 102 le long de la lance 11,14, qui, dans le cas d'espèce, est réalisée en acier à ressorts, est assuré par l'action d'un moyen élastique situé au-dessous 12 lequel, d'un côté est engagé à l'épaule 8 et de l'autre côté au chariot lecteur 100.
Dans une première proposition de l'invention, avec pour but de contrôler l'oscillation de la lance de neutralisation des jeux horizontaux 11, un corps mobile 13 est prévu le long de la lance. Ce corps mobile 13, qui n'est autre qu'un chariot, est pourvu, dans la partie inférieure, d'un point d'appui 131, par exemple un coussinet, lequel coulisse le long du bord plat de l'extrémité supérieure 921 de la fausse épaule 9a. De cette manière, la lance 11assume la fonction d'un levier de second degré, de façon à ce que lorsque la position du corps mobile 13 change, l'amplitude de mouvement de la lance varie proportionnellement à la déformation de l'épaule due à la pression exercée par les cylindres pour le pliage.
Opérationnellement, pour faire en sorte que le point 0 ne varie pas au changement de la pression, il faudra agir sur le corps mobile 13. Cette action détermine la variation de la valeur K jusqu'à ce qu'on obtienne un maintien constant du point 0 même au changement de la pression.
La condition décrite, dans ce cas, est obtenue, grâce au déplacement en sens opposé P, Q de l'épaule 8 et de la fausse épaule 9a, lequel détermine de façon simultanée le mouvement du corps mobile 13 le long du plan 921. Grâce au glissement du corps mobile 13 par rapport au plan 921 de l'extrémité 92a de la fausse épaule 9a, il est possible,.de maintenir la valeur de la ligne optique 10 et de faire descendre le pilon 1 jusqu'à l'obtention de la position 0 (valeur d'obtention à vide) proportionnellement à la pression exercée sur le pilon 1.
Une variante au dispositif mentionné est représentée sur les Figures 4,5 et 6. Selon cette hypothèse également, avec pour but de détecter et de corriger les flexions que subissent les deux épaules 8,
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pendant l'exécution d'un cycle de pressage-pliage, par exemple d'une feuille de métal Z interposée entre la matrice 7 et le poinçon 2, pour chacune des épaules 8, adossées sur le côté tourné vers l'extérieur, des fausses épaules ou épaules de récupération flexions 9b sont prévues.
Chacune des deux fausses épaules 9b, est constituée d'un corps métallique solide, plat sur les deux faces, avec une conformation caractéristique en "C" dans lequel la partie vide est tournée vers l'outil 2 et la matrice du dessous 7. Dans ce cas aussi, la fixation de la fausse épaule 9b est prévue en correspondance avec la seule extrémité inférieure 91 b, de façon à la rendre solidaire à la traverse 5, en étant directement unie à celle-ci et solidaire avec la table 6 et à la matrice 7.
Une ligne optique 10 est toujours présente, unie au pilon 1, coopérant avec un chariot lecteur 100. Ledit chariot lecteur 100, est doté d'un coude 101, avec à l'extrémité un coussinet 102 lequel repose en correspondance avec l'extrémité 141 d'une lance d'acier 14 de neutralisation des jeux horizontaux. Le contact nécessaire et constant du coussinet 102 le long du côté supérieur de la lance 14 est assuré par l'action d'un moyen élastique 12 lequel, d'un côté, est engagé à l'épaule 8 et de l'autre, au chariot lecteur 100.
Ultérieurement, on note qu'au-dessus de l'extrémité 92b de la fausse épaule 9b, est appuyée, sur le point 143, à l'épaule 8 ladite lance 14 de neutralisation des jeux. Celle-ci, en correspondance avec l'extrémité 141, le long du côté inférieur, est pourvue d'un coussinet 142, lequel repose le long d'un plan 15 enregistrable, pourvu des entailles de référence pour la lecture des degrés permettant de déterminer une inclinaison plus ou moins importante. Encore plus en détail, ledit plan enregistrable 15 est axé en correspondance avec l'extrémité supérieure 92b de la fausse épaule 9b, laquelle, dispose d'un bref trait de prolongement orienté verticalement, destiné au soutien dudit plan enregistrable 15.
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Opérationnellement, pendant le pressage, la fausse épaule 9b bouge dans la direction P et l'épaule 8, dans le sens opposé Q, de façon que, la lance 14 étant ancrée à l'épaule 8, le coussinet 142 coulisse sur le plan réglable 15 donnant ainsi un déplacement en sens vertical K proportionnel à la force de travail.
Le plan 15, est incliné jusqu'à trouver, de manière pratique, le maintien du point 0 du poinçon 2 à n'importe quelle pression de travail.
Cela est possible grâce au déplacement opposé de P et Q lequel fait glisser le coussinet 142 le long du plan incliné 15. Grâce au glissement du coussinet 142 par rapport au plan 15, il est possible de maintenir la valeur de la ligne optique et de faire descendre le pilon 1 jusqu'à l'obtention de la position 0 [valeur d'obtention à vide] proportionnellement à la pression exercée sur le pilon 1.
Après une soigneuse mise au point de l'angle, le système va corriger les anomalies des flexions et déformations des épaules 8 dues aux déplacements P, Q et aux compressions en conservant ainsi le point 0 (point de réalisation valeur) inchangé quelle que soit la pression, aussi bien à vide que sous charge maximum.