CH691798A5 - Centre de découpage destiné à produire des tranches à partir de pièces à trancher. - Google Patents

Description

  



  La fabrication de tranches à partir de lingots se fait généralement selon une série d'étapes successives groupant de manière erratique un certain nombre de machines ou de dispositifs plus ou moins bien assortis, généralement fabriqués pour réaliser une fonction bien précise, mais sans interface pensé avec les opérations précédentes ou subséquentes. L'intégration étant généralement réalisée par l'utilisateur avec plus ou moins de difficultés ou de réussite et avec plus ou moins d'automatisation. 



  Lors de la découpe en tranches fines de matériaux sous formes de lingots un certain nombre d'opérations doivent être réalisées et les tranches obtenues doivent être mises dans un conditionnement qui permette de les traiter ensuite sans restriction selon les besoins de l'utilisateur. La difficulté de l'intégration des opérations dépend des méthodes utilisées pour la découpe en tranches. 



  A partir de l'obtention de la pièce à trancher généralement sous forme de lingot, les opérations suivantes doivent être réalisées. Les lingots sont fixés sur un support dans une position qui doit être bien précise, s'il s'agit d'un monocristal où l'orientation de la structure cristalline à un rôle à jouer. Dans ce cas une détermination de l'orientation doit être faite par rayons X par exemple et une mise en position est nécessaire. Une fois la pièce à trancher positionnée et fixée sur son support, celui-ci et monté sur le dispositif de tranchage qui peut être une scie à lame diamantée ou une scie à fil ou tout autre moyen permettant de trancher le matériau soit en paquet soit pièce à pièce. Suivra alors une opération de nettoyage grossier et une mise en conditionnement des tranches obtenues.

   Ce conditionnement se fait généralement dans un emballage qui maintient chaque tranche séparée de la suivante pour éviter tout contact entre elles qui pourrait provoquer un écaillage. Ce type d'emballage est appelé cassette et est utilisé pour le transport des tranches pour les opérations subséquentes. Une fois la mise en cassettes réalisée, il n'y a alors plus d'obstacle pour la réalisation d'une chaîne totalement intégrée jusqu'au produit fini. Chacune des opérations ci-dessus nécessite des premiers moyens pour être réalisées. 



  Toutes les opérations comprises entre le lingot et les tranches conditionnées se font actuellement de manière indépendante avec les premiers moyens et une forte participation manuelle donc de main d'Öuvre d'où un coût économique élevé. L'intégration en sous groupes par des seconds moyens puis l'intégration complète, par des troisièmes moyens, des opérations ci-dessus constituées des premiers moyens peut être réalisées de manière à rendre l'ensemble quasi automatique, donc de remplacer une série d'étapes bien séparées, difficiles à coordonner pour l'utilisateur, par un seule opération qui consiste à remettre des pièces à trancher ou des lingots et de recevoir en retour des tranches conditionnées dans un emballage préchoisi.

   Il s'agit donc de fournir à l'utilisateur un centre de tranchage automatique ou semiautomatique selon un concept global de fabrication de tranches. 



  Le but de l'invention consiste donc à remédier aux inconvénients précités et l'invention est caractérisée à cet effet par les caractéristiques figurant dans la revendication 1. 



  La mise en Öuvre du concept global remédie aux inconvénients d'étapes multiples nécessaires actuellement pour la fabrication de tranches à partir du lingot jusqu'à la tranche conditionnée en fournissant un concept global intégrant la totalité des opérations nécessaires donc des premiers moyens. L'utilisateur n'ayant alors plus à se soucier de rendre chaque opération compatible avec la suivante, ceci étant réalisé par les deuxièmes et ou troisièmes moyens. 



  Pour répondre au principe de concept global, on peut grouper un certain nombre d'opérations, donc de premiers moyens, en sous-groupes qui réalise chacun pour eux, par l'intermédiaires des seconds moyens, une partie de la chaîne, puis de les connecter les uns aux autres par des troisièmes moyens afin donner à l'ensemble le caractère de chaîne de transfert et de satisfaire ainsi au principe de concept global d'un centre de tranchage. 



  Les sous-groupes que l'on peut imaginer peuvent être sériés de la façon suivante: 



  1) unité de fixation de la pièce à trancher ou du lingot et orientation en position si nécessaire; 



  2) unité de tranchage constituée de un ou plusieurs dispositifs de tranchage; 



  3) unité de conditionnement constituée de un ou plusieurs dispositifs de conditionnement; 



  4) opération subséquente selon choix de l'utilisateur. 



  La fixation du lingot ou de la pièce à trancher ainsi que son orientation spatiale avec contrôle éventuel du cristal par rayons-X ou par une méthode optique, peuvent être réalisées par des seconds moyens sous forme d'un robot géré par ordinateur et coordonnant les opérations d'orientation et de fixation en position ainsi que le repérage des lingots. Les premiers moyens étant dans ce cas constitués entre autres par les stations de fixations, la station de mesures R-X, éventuellement une station de nettoyage, la liste n'étant pas exhaustive. 



  La mise en place dans l'unité de tranchage des pièces à trancher peut également être réalisée par des deuxièmes moyens sous la forme d'un robot manipulateur toujours contrôlé par ordinateur et gardant toujours la trace de la pièce à trancher. Une fois tranchée la pièce à trancher peut être reprise par le même robot manipulateur pour être transférée dans l'unité de conditionnement. Cette opération n'est en général nécessaire que lors du tranchage en paquet par une scie à fil ou multilames par exemple. Dans le cas d'un tranchage pièce à pièce les tranches seront reprises directement les unes après les autres depuis l'unité de tranchage pour être conditionnées dans l'unité de conditionement.

   Les premiers moyens de l'unité de tranchage peuvent être constitués par un ensemble de un ou plusieurs dispositifs de tranchage à abrasif libre ou fixe, telles que scies à fil, scies à lames diamantées ou multilames. 



  L'unité de conditionnement recevra les tranches soit sous forme de pièces sciées en tranches mais toujours attachées entre elles généralement par un talon collé ou soit sous forme de tranches séparées mais ayant également un talon adhérent. L'unité de conditionnement devra donc distribuer les tranches dans des conteneurs appelés cassettes et maintenant celles-ci séparées les une aux autres. L'unité de conditionnement peut avoir également un rôle de nettoyage des tranches ou d'enlèvement du talon mais peut également insérer d'autres opérations telles que le chanfreinage ou le marquage ou encore des opérations de contrôles et de rebut qui chacune représente un des premiers moyens, les deuxièmes moyens pouvant être par exemple constitué des bandes transporteuses liant les divers premiers moyens entre eux. 



  Une fois sorti de I'unité de conditionnement le rattachement à d'autres opérations n'est plus qu'une question de choix de l'utilisateur puisque ces opérations sont en général bien connues et font pratiquement toutes appel à des tranches mises en conditionnement sous forme de cassettes. 



  Pour lier les différents sous-groupes et en faire une unité, il est possible mais pas toujours absolument nécessaire de créer des stockages intermédiaires qui constituent en parties les troisièmes moyens. Ainsi les stockages intermédiaires suivants peuvent être envisagés: 



  1) Stockage d'entrée qui reçoit les lingots prêts pour être tranchés. 



  2) Premier stockage intermédiaire après montage et orientation éventuelle et avant tranchage. 



  3) Deuxième stockage intermédiaire après l'unité de tranchage et avant l'unité de conditionnement. 



  4) Stockage de sortie après l'unité de conditionnement et avant les opérations subséquentes définies par l'utilisateur. 



  Le passage entre les différents sous-groupes constitués des premiers et seconds moyens aux travers des stockage intermédiaires peut être réalisé par une robotique indépendante et séparée des seconds moyens. Cette robotique indépendante constitue alors avec les stockages intermédiaires les troisièmes moyens. Toutefois et dans bien des cas les seconds moyens sont suffisants pour assurer le transfert et les troisièmes moyens peuvent alors ne pas être nécessaires ou seulement partiellement. 



  La fig. 1 donne un organigramme possible pour la réalisation de la présente invention avec les différents stockages intermédiaires possibles. La pièce à trancher 1 et stockée dans un stockage d'entrée 2. Le robot 3 de l'unité de positionnement 4 positionne, après l'avoir éventuellement mesurée sur le générateur R-X 6, la pièce à trancher 1 sur le support 5 et la met en attente dans le premier stockage intermédiaire 7. La pièce à trancher 1 est alors reprise par le manipulateur 9 de l'unité de tranchage 10 monté sur un rail 8 et introduite dans le dispositif de tranchage 12 (en l'occurrence une scie à fil).

   Après tranchage, les tranches 12 toujours adhérente au support 5 sont mises en attentes dans le deuxième stockage intermédiaire 13 avant d'être reprises par un nouveau manipulateur 14 pour être introduite dans l'unité de conditionnement 30 comprenant le dispositif de conditionnement 15. Les tranches 12 montées sur leur support 5 sont présentées une après l'autre par le moteur 16 devant une lame de scie 17 qui sectionne le talon qui retient la tranche 12. Celle-ci va donc tomber sur le convoyeur 18 et introduite les unes après les autres dans la cassette 19 qui se déplace vers le bas grâce au moteur 20. Les cassettes un fois pleine seront transportées par la bande transporteuse dans le stockage de sortie 22. 



  La fig. 2 donne une vue en plan d'une réalisation possible de centre de tranchage. Les pièces à trancher 1 sont stockées dans un stockage d'entrée 2. Le robot 3 de l'unité de positionnement 4 positionne après l'avoir éventuellement mesurée sur le générateur R-X 6 la pièce à trancher 1 sur le support 5 sur la station de montage 23. Elle est mise en attente dans le premier stockage intermédiaire 7. La pièce à trancher est alors reprise par le manipulateur 9 de l'unité de tranchage 10 monté sur un rail 8 et introduite dans un des dispositifs de tranchage 11 au nombre de six dans cet exemple.

   Après tranchage, les tranches 12 toujours adhérentes au support 5 sont mises en attentes dans le deuxième stockage intermédiaire 13 avant d'être reprises par un nouveau manipulateur 14 pour être introduite dans l'un des deux dispositifs de conditionnement 15 qui constituent l'unité de conditionnement 30. Les tranches 12 sont alors mises en cassettes 19 puis les cassettes 19 sont transportées par des bandes convoyeuses 21 jusqu'au stockage de sortie 22. 



  La fig. 3 donne l'organigramme schématique d'un centre de tranchage. Les premiers moyens 23 sont groupés en opérations 24. Les seconds moyens 25 gèrent un certain nombre d'opérations 24 et forment des sous-groupes 26. Ceux-ci sont liés entre eux par les troisièmes moyens 27 pour former le centre de tranchage 28. 



  Le concept global de tranchage de par l'intégration de l'ensemble des fonctions depuis la pièce à trancher jusqu'à la tranche conditionnée permet de réaliser un ensemble plus simple d'emploi, plus souple et plus facile à gérer. De par le fait que son contrôle peut être tout ou partie informatisé, les risques d'erreur sont minimisés et rend l'ensemble plus fiable donc d'obtenir ainsi un maximum de performances, de productivité et de flexibilité, sans que cela soit au détriment de la qualité des tranches produites. 



  Naturellement d'autres solutions au concept global de tranchage peuvent être envisagée qui par leurs fonctions réalisent l'intégration des fonctions nécessaires à l'obtention d'une unité complète de production de tranches à partir de la pièce à trancher jusqu'au conditionnement en cassettes voir même plus loin. Par exemple l'utilisation d'un manipulateur unique sans stockage intermédiaire peut être envisagé. Les différents sous-groupes d'opérations peuvent être plus ou moins automatisé. Toutefois les solutions doivent conserver le caractère du concept global de tranchage en liant l'ensemble des opérations, de la pièce à trancher à la tranche conditionnée, dans une opération unique.

Claims (10)

1. Centre de découpage destiné à produire des tranches (12) à partir de pièces à trancher (1), caractérisé par le fait que le centre de découpage est formé de sous-groupes (26; 4, 10, 30) dans lesquels sont effectuées des opérations (24) nécessaires à la production des tranches (12) conditionnés pour un usage ultérieur à partir des pièces à trancher (1) grâce à des premiers moyens (23; 4, 6, 11, 17, 20), par le fait que ces opérations (24) effectuées par les premiers moyens sont interconnectées entre elles par des seconds moyens (25; 3, 9, 18) pour former lesdits sous-groupes (26), et par le fait que les sous-groupes sont interconnectés par des troisièmes moyens (27, 2, 7, 13, 14, 22) pour former le centre de découpage (28) à organisation hiérarchique.

2.

Centre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sous-groupes (26) formés des premiers moyens (23) interconnectés par les seconds moyens (25) sont au nombre d'au moins trois, à savoir un sous-groupe formant une unité de positionnement (4), un sous-groupe formant une unité de tranchage (10) et un sous-groupe formant une unité de conditionnement (30).

3. Centre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fonctions des troisièmes moyens (27) sont exécutées au moins partiellement par les deuxièmes moyens (25) ou intégrées à ceux-ci.

4.

Centre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les seconds moyens (25) de l'unité de positionnement (4) sont constitués par un robot (3) multi-axes géré par ordinateur et réalisant toutes les opérations entre la pièce à trancher (1) et sa fixation en position sur un support (5) prêt à être monté sur un dispositif de tranchage (11) de l'unité de tranchage (10).

5. Centre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'unité de tranchage (10) comprend au moins un dispositif de tranchage (11) constitué par une scie à abrasif libre ou une scie à une ou plusieurs lames diamantées.

6. Centre selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'unité de conditionnement (30) comprend au moins un dispositif de conditionnement (15) destiné à effectuer la mise en cassettes (19) des tranches (12) obtenues.

7.

Centre selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif de conditionnement (15) comprend au moins un organe de séparation (17) destiné à séparer les tranches sciées (12) d'un talon auquel elles sont attachées, un organe de convoyage (18) pour amener les tranches (12) vers un organe de mise en cassette (19, 20) dans lequel les tranches (12) sont introduites.

8. Centre selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que l'unité de conditionnement (30) comprend au moins un dispositif susceptible d'effectuer des opérations de nettoyage.

9. Centre selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des dispositifs destinés à effectuer des préparations mécaniques des tranches obtenues intégrés dans l'unité de conditionnement (30).

10.

Centre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les troisièmes moyens (27) comportent au moins un dispositif de stockage d'entrée (2) et/ou un ou plusieurs dispositifs de stockage intermédiaire (7, 13) et/ou un dispositif de stockage final (22), et/ou des moyens de transport et de manipulation comprenant au moins un robot manipulateur et/ou un convoyeur (14).