EP3759389A1 - Traçage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie - Google Patents

Traçage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie

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EP3759389A1
EP3759389A1 EP19705766.4A EP19705766A EP3759389A1 EP 3759389 A1 EP3759389 A1 EP 3759389A1 EP 19705766 A EP19705766 A EP 19705766A EP 3759389 A1 EP3759389 A1 EP 3759389A1
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EP
European Patent Office
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sheet
marking
braking
driving
braking means
Prior art date
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EP19705766.4A
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German (de)
English (en)
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EP3759389B1 (fr
Inventor
Pierre VANDEVELDE
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Bke Machines International SA
Original Assignee
Bke Machines International SA
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Publication date
Application filed by Bke Machines International SA filed Critical Bke Machines International SA
Publication of EP3759389A1 publication Critical patent/EP3759389A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3759389B1 publication Critical patent/EP3759389B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/001—Steam generators built-up from pre-fabricated elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/413—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material for metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0047—Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0058—Digital printing on surfaces other than ordinary paper on metals and oxidised metal surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/36—Arrangements for sheathing or casing boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/36—Arrangements for sheathing or casing boilers
    • F22B37/365—Casings of metal sheets, e.g. expansion plates, expansible joints

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of the manufacture of boiler parts and in particular for the heat lagging of heat transfer fluid pipes and ventilation (HVAC / HVAC). It relates more particularly to the tracing step in the manufacture of such parts.
  • HVAC / HVAC heat transfer fluid pipes and ventilation
  • parts are generally made from flat sheets, which are cut, deformed and assembled to obtain a custom piece adapted to the space available for installation.
  • a tracing is first performed on the surface of the sheet. Tracing defines the cutting lines corresponding to a projection or development of the desired final shape.
  • the pieces are cut and formed to be assembled.
  • the pieces can also be punched or undergo other transformations, such as folding, molding, forming, until the desired geometric shape.
  • the plotter uses a palette of tools including a scribing tip that allows it to indelibly mark the shapes on the sheet metal by notches.
  • Tracing is a discipline of the boilermaking in its own right that uses graphical methods to approximate and optimize the surface of sheet metal required for the forming of surfaces, developable and non-developable, such as elliptical surfaces, sphere elements, or shapes. cono ⁇ dales.
  • the job of tracer therefore requires both a good physical condition, and intellectual rigor associated with knowledge of geometric tracing techniques.
  • the tracer is an expert who has studied the principles of geometry in space and projection on a plane. The profession is accessible only after a long and binding training. For this reason it is difficult to find tracers, and the lack is felt on construction sites, and in manufacturing workshops.
  • the only currently known alternative to avoiding the tracing step - and the tracer - is to produce custom cut sheets with a numerically controlled cutting machine.
  • This machine offers the possibility of cutting a sheet automatically with a mechanical cutting tool contact, cutting blade type, or melting of the material.
  • the shapes of the parts are programmed using software and then communicated to the numerically controlled machine which cuts the sheets according to the plans obtained via the software. The piece is cut directly on the basis of its digitized model.
  • This solution makes it possible to dispense with a plotter and to obtain pieces made to measure by a less qualified worker.
  • Another disadvantage of a cutting machine is its lack of flexibility. Such a machine generally allows only one format of input material. For example, a given machine will be able to make cuts only from flanks of flat sheet or from sheets coming from coils, but rarely both.
  • the object of the present invention is to propose a method of marking on a sheet intended for boilermaking use, the method comprising the steps of:
  • a control unit of a marking system also comprising a means for driving the sheet; braking means of the sheet; and a marking head;
  • This method makes it possible to solve both the problems related to hand tracing and those related to the use of an automated cutting machine. It makes it possible to replace the tracer trade on boiler parts, without implying the disadvantages of the current automated cutting machines.
  • the marking head is preferably an ink jet print head using a fast drying ink, preferably a solvent ink or a laser print head. After marking, the pieces can be cut, for example with manual scissors, a power shear, or a crusher.
  • the sheet may first be introduced into the braking means and then into the drive means or vice versa.
  • the sheet intended for boilermaking use has a thickness of less than 10 mm, and preferably between 0.4 mm and 1.5 mm.
  • the marking distance d between the head and the marking plane is less than 5 mm, and more preferably between 1 and 3 mm.
  • the term "tracing” is used to designate the realization of shapes on a sheet metal sheet by notching the surface of the metal.
  • the layout can be made on sheet steel, aluminum, copper, zinc, etc.
  • the term “marking” refers to the printing of shapes on a sheet metal sheet.
  • the tracing can therefore be replaced by a marking, such as an ink drawing, made on the sheet, provided that the drawing is sufficiently indelible.
  • a marking such as an ink drawing
  • the sheet does not absorb the ink. It may therefore have burrs / dirt or be completely erased.
  • the surface condition of the sheets used in the boilerwork is not always perfect and printing becomes even more difficult. Conventional water- and oil-based inks are unsuitable because they dry slowly and adhere very little or not at all to metal surfaces.
  • Fast drying means an ink that is dry after a few tenths of a second.
  • Multiple Black AP ink from REAJET (Mühltal, Germany) for example is very suitable.
  • the marking is preferably performed by an automated system comprising an ink jet print head.
  • Inkjet printheads are known and widespread.
  • the inkjet printing technique requires a low and constant height between the projection head and the print medium. A variable height will result in too much or not enough diffuse projection of the ink jet.
  • a laser printhead can be used for marking the sheets.
  • sheets of aluminum, steel, stainless steel generally in the form of flanks of flat sheet metal have a slight buckling of the material generated during its manufacture or its packaging.
  • flexible "sheets”, such as sheets made of synthetic and / or laminated materials, such as plastics or pvc laminated with aluminum have a greater elastic deformation than the metal sheets and keep marked natural folds that make this type of flexible sheet difficult to handle flat.
  • the method according to the invention takes into account all the observations mentioned above.
  • the method makes it possible to supplement a tracing in the workshop without the assistance of a tracer, by using simple and inexpensive elements, and is versatile as to the material of the sheets on which the tracing is carried out.
  • the process offers a practical alternative, at an acceptable cost, to manual tracing.
  • the combined actions of the drive and braking means allow to stretch and flatten the sheet and remove the natural folds.
  • the marking can then be performed on a flat sheet surface with sufficient accuracy for a boiler application.
  • the step of marking / printing on the stretched sheet further comprises the step of scrolling the tensioned sheet in front of the marking head by the combined actions of the drive and braking means.
  • the sheet advances in front of the marking head and the latter can be content to have a transverse movement to scroll the sheet.
  • the displacement system of the marking head is simplified.
  • the method according to the invention makes it possible to work with sheets coming from both precut flanks and coils.
  • the length of the sheets is independent of the capacity of the machine. This can be contrasted with automated cutting machines in which the length of the pieces produced is directly proportional to the capacity of the table and the positioning of the material to be cut. For example, the length of the pieces is generally limited to about 3 meters.
  • Another advantage of the invention is that it makes it possible to organize the work and the flow of material that is optimal and economical. For example, the preparation of the marking can be performed separately, once the marking made on the sheet in a workshop. The sheet can then be shipped to the site or remain in the workshop where subsequent operations can be performed by less qualified personnel.
  • the step of inserting the sheet into the driving means and the braking means preferably comprises the steps of: insert the sheet into the braking means;
  • the invention proposes a marking system on a sheet metal intended for boilermaking use.
  • the system includes a control unit configured to control the system; sheet drive means configured to exert a driving force on the sheet in a driving direction; braking means of the sheet, configured to exert on the sheet a braking force opposite to the driving force, so as to tension the sheet; and a marking head.
  • the marking head is disposed between the drive means and the braking means.
  • This system is adapted to carry out the method according to the invention.
  • the system for tensioning and flattening the sheet can include any system implementing a mechanical effort.
  • the system further comprises a plate insertion device on which the braking means is mounted.
  • the insertion device comprises means for translational movement of the braking means between two positions:
  • the insertion device makes it possible to bring the driving and braking means together to reduce the travel of the sheet during its positioning and thus to reduce the influence of the curvatures and folds of the sheet during the insertion thereof.
  • the marking head comprises displacement means in translation, in a direction perpendicular to the marking plane between two positions: a working position in a marking plane, to optimize printing on the sheet; and a garage position remote from the marking plane, to allow the insertion of a sheet into the system.
  • the system further comprises a guide table disposed between the braking means and the guide means, and configured to guide the sheet.
  • a guide table disposed between the braking means and the guide means, and configured to guide the sheet.
  • the marking head is configured to project an ink suitable for printing onto non-porous surfaces, preferably a solvent ink.
  • the ink must dry quickly, for example before coming into contact with the drive means.
  • the drive and / or braking means act on the plate by clamping.
  • the drive means includes a pair of cylinders including a motor cylinder rotated by a motor, and a first pressing cylinder configured to press the plate against the drive cylinder.
  • the driving cylinder is made of steel
  • the first pressing cylinder is made of rubber.
  • the engine cylinder is rotated by an electric motor.
  • the drive means comprises a gear system, configured to slave the rotation of the first press cylinder to that of the drive cylinder.
  • the braking means includes a pair of cylinders including a guide cylinder, and a second pressing cylinder configured to press the plate against the guide cylinder.
  • the second pressing cylinder is configured to exert a variable pressure on the sheet.
  • This variable pressure directly modifies the clamping effect and consequently the tension effect of the sheet, for example as a function of the material used.
  • the braking means is a felt press system.
  • the felt press is a mechanically simple and inexpensive element that can be used with a sheet of material not coated with plastic film or not subject to scratches.
  • the system comprises a shear preferably disposed downstream of the system.
  • the shear allows to cut the sheet to limit the length, and simplify the transport of the marked sheet.
  • the system further comprises a decampling means disposed upstream of the system.
  • the unclamping means comprises a guide table and three decambering rollers.
  • an ink jet printing device is known from WO 2008150143.
  • This document discloses an inkjet printing system on metal parts for the repair of boat hulls.
  • the print head is driven in a rotational movement in addition to translational movements. It is a very complex system which implies that the print head is mounted on a rotating system. We found here also the disadvantage of not providing the insertion of the coil sheets.
  • WO 2016017113 A1 Another known system of the state of the art is disclosed in WO 2016017113 A1.
  • the system includes a printing unit configured to print on a surface of a metal sheet from a reel.
  • the spool is unwound from an input side of the machine and wound on an output side.
  • the sheet is transported in front of the printing unit around a rotating drum. The voltages created by the incoming and outgoing windings of the system hold the sheet against the rotating drum.
  • This system makes it possible to print on a sheet of metal and uses sheet coming from coil.
  • the printing on the sheet is done by a complex system comprising a printing unit comprising seven print heads, and a drying unit of the printed ink.
  • Fig. 1 a schematic side view of a marking system according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 a simplified schematic side view of a marking system according to another preferred embodiment of the invention
  • Fig. 3 a simplified schematic side view of a marking system according to another preferred embodiment of the invention.
  • Figs 4a to 4c are schematic side views showing the steps of an embodiment of the method according to the invention with the system of Fig. 4a. 1, for the insertion of a stiff sheet.
  • Figs 5a to 5d are schematic side views showing the steps of an embodiment of the method according to the invention with the system of Fig. 5a. 1, for the insertion of a flexible sheet.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of the system 10 according to the invention is shown in FIG. 1 and comprising a marking head 12, a control unit 13 configured to control the marking head 12, a driving means 14, a braking means 16, and an insertion device 27.
  • FIG. 1 shows the system 10 in which a sheet 18 is inserted.
  • the control unit 13 comprises any appropriate element.
  • the control unit 13 makes it possible to control the marking of the sheet metal by the marking head 12, but according to the variants, the control unit also makes it possible to control, for example, the drive means 14, the braking device 16, and the insertion 27.
  • the control unit 13 comprises communication means, not shown, with elements external to the system.
  • the control unit 13 is able to receive information in digital format comprising control information or information to be processed by the control unit and to transmit them in the system as commands.
  • control unit 13 receives data containing plans made by CAD / CAM type software by which the shapes of the three-dimensional parts have been transformed into two-dimensional projections and on the basis of these data, the marking of the sheet will be achieved using the marking head.
  • the marking head 12 may be, for example, a suitable inkjet printhead, or a laser printhead, or any suitable printhead.
  • laser printing is faster than inkjet printing. It is also and above all a more expensive system than a system using an inkjet head. But with the price difference going down, laser printing could quickly become a preferred choice.
  • an ink jet print head will be used as an example.
  • the ink used is a solvent ink that dries quickly on a metal surface.
  • the marking head 12 is fixed on a frame, not shown. It comprises displacement means in translation, not shown, according to a marking plane, which is preferably horizontal.
  • the marking head 12 also comprises displacement means in translation in a direction perpendicular to the marking plane.
  • the translation of the head 12 in the direction perpendicular to the marking plane is between two positions: a working position in which the head is in the marking plane; and a garage position in which the head is remote from the marking plane to allow the insertion of a sheet into the system.
  • the translational movement means of the marking head may comprise any suitable means such as a geared motor, a hydraulic system.
  • Sheet 18 is made of a material suitable for boilermaking such as steel, aluminum, stainless steel or composite material.
  • the plate 18 is driven in front of the marking head in a plane parallel to the marking plane, from the braking means 16 to the drive means 14, along a line known as the P-line.
  • the drive means 14 comprises two cylinders, including a motor cylinder 20 and a first pressing cylinder 22.
  • the two cylinders 20, 22 are, in operation, arranged on either side of the plate 18 and act on the sheet 18 by clamping.
  • the driving cylinder 20 is a cylinder, preferably made of steel, rotated by a motor, not shown. Any suitable motor can be used to drive the cylinder such as an electric motor.
  • a gear system can slaved the rotation of the first pressing cylinder 22 to that of the drive cylinder 20 so as to enhance the driving action of the cylinders 20, 22.
  • the first pressing cylinder can instead be mounted free in rotation relative to the frame.
  • the first pressing cylinder 22 is here a rubber cylinder configured to exert a pressing force on the sheet 18.
  • the resistance of the drive cylinder 20 to the pressure force makes it possible to constrain the sheet between the two cylinders 20, 22 of the means drive.
  • the drive cylinder 20 When the drive cylinder 20 is rotated, the sheet 18 pressed between the drive cylinder 20 and the first press cylinder 22 is driven in the direction of rotation of the drive cylinder 20.
  • the drive direction corresponds to an orientation following the pass line P in a direction opposite to the braking means 16.
  • the drive means 14 then applies a driving force to the sheet shown in FIG. 1 by an arrow Fe, in the driving direction.
  • the first pressing roll comprises a clamping device, not shown, which makes it possible to adjust the spacing between the rolls of the drive means and to obtain a variable clamping force on the sheet.
  • the braking means 16 is mounted on the insertion device 27.
  • the insertion device 27 is symbolized by a rectangle in the Figures. It serves as a support for the braking means 16, and comprises means for translational movement of the braking means 16 between an insertion position in the vicinity of the drive means 14 and an operating position away from the intermediate means.
  • any suitable moving means may be used, such as a guide rail and / or wheels.
  • the braking means 16 here comprise two preferably rubber cylinders, including a guiding cylinder 24, and a second pressing cylinder 26. In a similar manner to the driving means, the two cylinders 24, 26 are in operation both sides of the plate 18 and act on the plate 18 by clamping.
  • the guide cylinder 24 serves to support the sheet 18.
  • the guide cylinder 24 can be mounted free to rotate relative to the insertion device 27.
  • the braking means 16 can be actuated between an open position in which the second pressing cylinder 26 is away from the guide cylinder 24; and a closed position in which the second pressing cylinder 26 exerts pressure against the guide cylinder 24.
  • the actuation of the braking means 16 can be controlled manually or by any suitable means.
  • the drive means 14 drives the sheet 18, the latter progresses in the braking means 16 causing the rolls of the braking means 16 to rotate against the inertia of the rolls.
  • This inertia creates a braking force shown in FIG. 1 by an arrow Ff exerted on the plate 18 in the opposite direction to the driving force Fe.
  • the braking force Ff is directly related to the sliding at the contact between the plate 18 and the braking means 16.
  • the pressing force of the pressing cylinder 26 is preferably variable. Therefore, the pressing force exerted by the second pressing cylinder can determine and control the braking force Ff.
  • the play of the braking forces and driving forces is configured to scroll the sheet along the pass line P, in front of (below) the marking head, which moves transversely to the pass line P. It becomes possible to mark the sheet over its entire width and over its entire length.
  • the driving force Fe must obviously be greater than the braking force Ff. It is obviously also possible to move the marking head in two directions of the marking plane and keep the sheet stationary (having the same driving forces and braking).
  • the braking means 16 comprises a felting press.
  • the felting press comprises two felt blocks 28, which in operation are disposed on either side of the sheet 18, and a variable clamping device, not shown, of the two felt blocks 28 against the sheet 18.
  • the press felts can be mounted in translation relative to the insertion device 27 and performs the guiding function while exerting a braking force on the sheet.
  • Any suitable variable clamping device may be used, such as hydraulic or pneumatic pistons, or a mechanical clamping system.
  • a felting press in the braking means is advantageous because inexpensive compared to cylinders.
  • the drive means 14 and the braking means 16 respectively apply opposing forces Fe, and Ff to the plate 18.
  • the plate 18 is then brought into tension between the drive and braking means 14, 16. This tensioning makes it possible to eliminate the folds present on the sheet
  • the surface of the sheet 18 is then easily maintained in a parallel plane, at a predetermined distance d from the marking plane.
  • the system also includes a shear 30 for cutting the sheet over its entire width.
  • the shear 30 is preferably used when the plate 18 is from a coil 32 and only a part of the coil 32 is needed in a project.
  • the shear 30 may also be useful in all cases where the sheet is to be divided into shorter sections.
  • the shear 30 is advantageously installed at the output of the system, that is to say after the drive means in the driving direction, so as to keep the sheet inserted between the driving and braking means.
  • the shears 30 can also be installed at the input of the system, before the braking means in the driving direction, or in any other appropriate position.
  • the tagging information is prepared. This preparation can be done on a separate system with drawing software or specialized software in the field of boilermaking. The software provides sufficient support for this step to be performed by a less qualified technician than a tracer.
  • the data can be transmitted by any appropriate means such as a wired or wireless network.
  • the sheet Before starting the marking of the sheet, the sheet is inserted into the braking means 16 and into the driving means 14. Preferably, braking means 16 to the drive means 14.
  • the method of inserting the sheet into the system is conditioned by the nature of the sheet as described above.
  • the insertion of a stiff sheet, the insertion of a flexible sheet metal, the insertion in the form of sheet metal flange and the insertion of sheet metal from coils will be distinguished.
  • the insertion of a stiff sheet, for example a flat sheet metal flank, is described with reference to FIGS. 4a to 4c.
  • the marking head 12 is in the working position and the braking means 16 is open.
  • the plate 18 is inserted between the cylinders of the braking means 16.
  • the sheet 18 is pushed manually or mechanically into the braking means, that is to say between the second pressing cylinder 26 and the guiding cylinder 24.
  • the sheet 18 is pushed until it enters the drive means between the first pressing cylinder 22 and the driving cylinder 20.
  • the second pressing cylinder 26 is moved against the sheet to put the braking means 16 in the closed position.
  • the sheet 18 is then held by clamping in the braking means 16.
  • the sheet 18 is pushed or pulled until it enters the drive means between the first pressing cylinder 22 and the driving cylinder 20.
  • the drive cylinder 20 is turned on and the driving means 14 exerts on the sheet 18 a driving force in the drive direction.
  • the braking means 16 exerts a braking force in the opposite direction to the driving force so as to tension the sheet.
  • the sheet 18 is then stretched and has a flat surface on which the marking head is able to perform the marking.
  • the braking means 16 is open.
  • the sheet is pushed manually or mechanically into the braking means 16, that is to say between the second pressing cylinder 26 and the guiding cylinder 24.
  • the second pressing cylinder 26 is moved against the plate 18 so as to put the means of braking 16 in the closed position. The sheet is then held by clamping in the braking means 16.
  • the marking head 12 is then moved to the parking position and the insertion device 27 is actuated to move the braking means 16 into its insertion position. As shown in FIG. 5b, in the insertion position, the braking means 16 is close to the drive means 14, almost in contact with the drive means 14.
  • the marking head 12 is sufficiently far from the marking plane so that the braking means 16 can approach the drive means 14 without coming into contact with the marking head 12.
  • the sheet 18 is pushed or pulled until it enters the drive means between the first pressing cylinder 22 and the driving cylinder 20.
  • the insertion device 27 is actuated to move the braking means 16 into its operating position. This step can be performed simultaneously with the startup of the engine cylinder 20.
  • the braking means 16 is sufficiently far from the drive means 14 to allow printing on the sheet by the marking head 12.
  • the sheet 18 is then stretched and has a flat surface on which the marking head is able to perform the marking.
  • the last insertion step consists of returning the marking head 12 to the working position in the marking plane at a distance d from the sheet.
  • This mode of operation could be preferential for users working more exclusively stiff materials, for example having already been subject to straightening or planing.
  • the guide table can also be replaced by guide rails or any other system for guiding the sheet.
  • guide rails have U-shaped profiles that face each other can be used.
  • the U-shaped profiles are then configured to form housings for the edges of the sheet.
  • the insertion device can be deleted.
  • the marking head 12 is disposed at a predetermined distance d from the sheet, between the driving and braking means.
  • the marking on the sheet 18 can be initialized using a fast-drying ink, for example a solvent-based ink.
  • the drive means 14 scroll the sheet 18 in front of the marking head 12 along the line P.
  • the marking head 12 moves transversely to the pass line P so as to cover the width of the The movements of the marking head and the sheet can be synchronized by the control unit 13.
  • assemblies of shaped parts are typically screwed.
  • holes with a diameter of about 3.2 to 3.3 mm must be punched.
  • the locations of the holes may also be marked on the sheet.
  • the punching work can be done for example on another machine equipped with a punch.
  • the positioning of the punch is usually done by a low emission laser projection of a circle aligned with a marked geometric reminder on the sheet.
  • geometric reminders in any form such as for example points, or crosses, can be advantageously marked on the circumference of a circle centered on the punch hole.
  • the system further comprises a decampling means disposed upstream of the system.
  • the unclamping means comprises, for example, a guide table and a set of three decambering rollers.
  • the decampling means makes it possible to prepare the sheet before it is inserted into the system so as to have a sheet which is relatively flat and easy to handle.

Landscapes

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  • Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de marquage sur une tôle comprenant les étapes: - préparer des informations de marquage sous format numérique; - transmettre les informations de marquage à une unité de contrôle d'un système de marquage comprenant aussi un moyen d'entraînement de la tôle; un moyen de freinage de la tôle; et une tête de marquage; - insérer la tôle dans le moyen de freinage et dans le moyen d'entraînement; - exercer sur la tôle une force d'entraînement dans une direction d'entraînement; - exercer sur la tôle une force de freinage opposée à la force d'entraînement, de manière à tendre et aplatir la tôle; et - marquer sur la tôle tendue les informations de marquage à l'aide de la tête de marquage, disposée dans un plan de marquage.

Description

Traçage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie
Domaine technique
La présente invention concerne généralement le domaine de la confection de pièces de chaudronnerie et en particulier pour le calorifugeage de conduites de fluides caloporteurs et la ventilation (HVAC/CVC). Elle concerne plus particulièrement l'étape de traçage dans la confection de telles pièces.
Etat de la technique
Dans le domaine de la chaudronnerie, les pièces sont généralement réalisées à partir de tôles planes, qui sont coupées, déformées et assemblées de manière à obtenir une pièce sur mesure adaptée à l'espace disponible pour son installation.
Pour obtenir une pièce en volume à partir d'une tôle plane, un traçage est d'abord réalisé sur la surface de la tôle. Le traçage définit les lignes de découpe correspondant à une projection ou un développement de la forme finale désirée.
Une fois les tracés réalisés sur la tôle plane, les pièces sont découpées et formées pour être assemblées. Les pièces peuvent aussi être poinçonnées ou subir d'autres transformations, comme par exemple un pliage, un moulurage, un formage, jusqu'à atteindre la forme géométrique souhaitée.
En chaudronnerie, le tracé est généralement réalisé à la main avec une tolérance en dessous du millimètre sur des longueurs de plusieurs mètres. Traditionnellement, le traceur travaille directement sur la tôle. Le traceur utilise une palette d'outils dont une pointe à tracer qui lui permet de marquer d'une manière indélébile les formes sur la tôle par des entailles.
Le traçage est une discipline de la chaudronnerie à part entière qui utilise des méthodes graphiques pour approximer et optimiser la surface de tôle nécessaire au formage de surfaces, développables et non développables, comme par exemple des surfaces elliptiques, des éléments de sphère, ou des formes conoïdales. Le métier de traceur demande donc à la fois une bonne condition physique, et une rigueur intellectuelle associée à la connaissance des techniques géométriques de traçage. Le traceur est un expert qui a étudié les principes de géométrie dans l'espace et de projection sur un plan. Le métier n'est accessible qu'après une formation longue et contraignante. Pour cette raison il est difficile de trouver des traceurs, et le manque se ressent sur les chantiers, et dans les ateliers de fabrication.
La seule alternative actuellement connue permettant d'éviter l'étape de traçage - et le traceur - consiste à produire des tôles coupées sur mesure avec une machine de découpe à commande numérique. Cette machine offre la possibilité de découper une tôle de manière automatique avec un outil de découpe mécanique à contact, de type lame de coupe, ou par fusion de la matière. Les formes des pièces sont programmées à l'aide d'un logiciel puis communiquées à la machine à commande numérique qui réalise le découpage des tôles suivant les plans obtenus via le logiciel. La pièce est donc découpée directement sur base de son modèle numérisé. Ces logiciels spécialisés permettent de programmer la machine pour découper les pièces avec un minimum de connaissances et/ou une formation rapide.
Cette solution permet donc de se passer d'un traceur et d'obtenir des pièces réalisées sur mesure par un ouvrier moins qualifié.
Cependant, l'utilisation d'une machine de découpe à commande numérique présente plusieurs inconvénients, dont le plus notable est son investissement initial élevé qui n'a une rentabilité qu'à partir d'une certaine quantité de découpes à faire.
Un autre inconvénient d'une machine de découpe est son manque de flexibilité. Une telle machine n'autorise en général qu'un seul format de matière en entrée. Par exemple une machine donnée ne pourra réaliser des découpes qu'à partir de flancs de tôle à plat ou qu'à partir de tôles provenant de bobines, mais rarement les deux.
Par ailleurs, les machines de découpe à commande numérique sont encombrantes et ne sont pas prévues pour être transportées sur les chantiers. Les pièces doivent être découpées à l'atelier puis amenées sur le chantier. Les pièces finies étant plus fragiles que les bobines ou les flancs de tôle initiaux, le coût et le temps de transport sont augmentés.
Il n'existe aucune solution simple et bon marché pour suppléer au travail d'un traceur en chaudronnerie.
Objet de l’invention
L’objet de la présente invention est de proposer un procédé de marquage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- préparer des informations de marquage sous format numérique ;
- transmettre les informations de marquage à une unité de contrôle d'un système de marquage comprenant aussi un moyen d'entraînement de la tôle ; un moyen de freinage de la tôle ; et une tête de marquage ;
- insérer la tôle dans le moyen de freinage et dans le moyen d'entraînement ;
- exercer sur la tôle, avec le moyen d'entraînement, une force d'entraînement dans une direction d'entraînement ;
- exercer sur la tôle, avec le moyen de freinage, une force de freinage opposée à la force d'entraînement, de manière à tendre et aplatir la tôle ; et
- marquer sur la tôle tendue et aplatie un marquage à l'aide de la tête de marquage, disposée dans un plan de marquage, entre les moyens d'entraînement et les moyens de freinage, le plan de marquage étant à une distance d de la tôle.
Ce procédé permet en effet de résoudre aussi bien les problèmes liés au traçage à la main que ceux liés à l'usage d'une machine de découpe automatisée. Il permet de suppléer au métier de traceur sur des pièces de chaudronneries, sans impliquer les inconvénients des machines de découpe automatisée actuelles.
La tête de marquage est de préférence une tête d'impression à jet d'encre utilisant une encre à séchage rapide, de préférence une encre solvantée ou une tête d'impression laser. Après le marquage, les pièces peuvent être découpées, par exemple avec des ciseaux manuels, une cisaille électroportative, ou une grugeuse.
Il est important de noter que la tôle peut d'abord être introduite dans le moyen de freinage et ensuite dans le moyen d'entraînement ou vice versa.
La tôle destinée à un usage en chaudronnerie a une épaisseur de moins de 10 mm, et de préférence entre 0,4 mm et 1 ,5 mm.
Avantageusement, la distance d de marquage entre la tête et le plan de marquage est de moins de 5 mm, et de manière plus préférentielle entre 1 et 3 mm.
Description générale de l’invention
Dans le cadre de l'invention, on utilise le terme "traçage" pour désigner la réalisation de formes sur une tôle de chaudronnerie par entaille de la surface du métal. Le tracé peut être réalisé sur une tôle en acier, en aluminium, en cuivre, en zinc, etc. Par opposition, le terme "marquage" désignera l'impression de formes sur une tôle de chaudronnerie.
Le traçage peut donc être remplacé par un marquage, comme un dessin à l'encre, réalisé sur la tôle, à condition que ce dessin soit suffisamment indélébile. Or, contrairement au papier pour lequel on utilise couramment l'impression au jet d'encre, la tôle n'absorbe pas l'encre. Elle risque donc de comporter des bavures / salissures voire d'être effacée complètement. De plus, l'état de surface des tôles utilisées dans le cadre de la chaudronnerie n'est pas toujours parfait et l'impression en devient encore plus difficile. Les encres classiques à base d'eau et d'huile ne conviennent pas car elles sèchent lentement et n'adhèrent que très peu ou pas du tout sur les surfaces métalliques.
Il a été trouvé qu'un résultat tout à fait acceptable peut être obtenu en utilisant une encre de type solvantée, adaptée à l'impression sur des surfaces non poreuses, aussi dite encre à séchage rapide. Par séchage rapide on entend une encre qui est sèche après quelques dixièmes de secondes. L'encre Multiple Black AP de la société REAJET (Mühltal, Allemagne) p.ex. convient très bien.
Ces encres présentent une bonne adhérence sur les surfaces métalliques. L'évaporation rapide du solvant et l'adhérence de l'encre ainsi séchée offrent une solution performante sur une surface métallique dans le cadre de la chaudronnerie.
Le marquage est réalisé de préférence par un système automatisé comprenant une tête d'impression à jet d'encre. Les têtes d'impression à jet d'encre sont connues et répandues.
La technique d'impression à jet d'encre requiert une hauteur faible et constante entre la tête de projection et le support à imprimer. Une hauteur variable aura comme conséquence une projection trop ou pas assez diffuse du jet d'encre.
Alternativement à la tête d'impression à jet d'encre, on pourra utiliser une tête d'impression laser pour le marquage des tôles.
Il a été observé que les tôles en aluminium, en acier, en inox, généralement sous forme de flancs de tôle plane présentent un léger flambage de la matière généré lors de sa fabrication ou son conditionnement. D'autre part, les "tôles" souples, comme par exemple les tôles en matériaux synthétiques et/ou laminés, tels que des matières plastiques ou du pvc laminé avec de l'aluminium (voir par exemple la société LENZING PLASTICS, Lenzing, Autriche) ont une plus grande déformation élastique que les tôles métalliques et gardent des plissements naturels marqués qui rendent ce type de tôle souple difficile à manipuler à plat.
Ces défauts de planéité sont susceptibles de compliquer la manipulation des tôles lors de leur placement dans le système et d'affecter directement les performances du marquage. En effet, pour réaliser un marquage précis, la tôle doit être plane de sorte à pouvoir maintenir une distance d entre la tête de marquage et la tôle. Le procédé selon l'invention tient compte de toutes les observations citées plus haut. Le procédé permet de suppléer à un traçage en atelier sans l'assistance d'un traceur, en utilisant des éléments simples et bon marchés, et est polyvalent quant à la matière des tôles sur lesquelles le traçage est réalisé. Le procédé offre une alternative concrète, à un coût acceptable, au traçage manuel.
En effet, les actions combinées des moyens d'entraînement et de freinage permettent de tendre et d'aplatir la tôle et de supprimer les plissements naturels. Le marquage peut alors être réalisé sur une surface de tôle plane avec une précision suffisante pour une application en chaudronnerie.
Avantageusement, l'étape de marquer / d'imprimer sur la tôle tendue, comprend en outre l'étape consistant à faire défiler la tôle tendue devant la tête de marquage par les actions combinées des moyens d'entraînement et de freinage. Ainsi la tôle avance devant la tête de marquage et cette dernière peut se contenter d'avoir un mouvement transversal au défilement de la tôle. Le système de déplacement de la tête de marquage est simplifié.
Le procédé selon l'invention permet de travailler avec des tôles provenant aussi bien de flancs prédécoupés que de bobines. La longueur des tôles est indépendante de la capacité de la machine. Cela peut être mis en contraste avec les machines de découpe automatisée dans lesquelles la longueur des pièces produites est directement proportionnelle à la capacité de la table et au positionnement de la matière à découper. Par exemple, la longueur des pièces est généralement limitée à environ 3 mètres.
Un autre avantage de l'invention est de permettre d'organiser le travail et le flux de matière optimale et économique. Par exemple, la préparation du marquage peut être réalisée séparément, une fois le marquage réalisé sur la tôle dans un atelier. La tôle peut ensuite être expédiée sur le chantier ou rester dans l'atelier où les opérations ultérieures peuvent être exécutées par du personnel moins qualifié.
Dans le procédé, l'étape d'insertion de la tôle dans le moyen d'entraînement et le moyen de freinage comprend de préférence les étapes consistant à : insérer la tôle dans le moyen de freinage ;
déplacer la tête de marquage d'une position de travail dans le plan de marquage à une position de garage éloignée du plan de marquage;
déplacer le moyen de freinage d'une position de travail à l'écart du moyen d'entraînement, à une position d'insertion à proximité du moyen d'entraînement ;
insérer la tôle dans le moyen d'entraînement à partir du moyen de freinage;
déplacer le moyen de freinage de la position d'insertion à la position de travail;
déplacer la tête de marquage de la position de garage à la position de travail.
Ces étapes permettent de faciliter l'insertion de la tôle, par exemple, lorsqu'il s'agit d'une tôle souple comme définie plus haut.
Selon un autre aspect, l'invention propose un système de marquage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie. Le système comprend une unité de contrôle configurée pour commander le système ; un moyen d'entraînement de la tôle, configuré pour exercer sur la tôle une force d'entraînement dans une direction d'entraînement ; un moyen de freinage de la tôle, configuré pour exercer sur la tôle une force de freinage opposée à la force d'entraînement, de manière à tendre la tôle ; et une tête de marquage. La tête de marquage est disposée entre le moyen d'entraînement et le moyen de freinage.
Ce système est adapté pour réaliser le procédé selon l'invention. L'homme du métier comprendra que le système permettant de tendre et aplatir la tôle peut comprendre tout système mettant en œuvre un effort mécanique.
Avantageusement, le système comprend en outre un dispositif d'insertion de la tôle sur lequel est monté le moyen de freinage. Le dispositif d'insertion comporte un moyen de déplacement en translation du moyen de freinage entre deux positions :
- une position d'insertion à proximité du moyen d'entraînement, dans laquelle la tôle peut être insérée dans le système ; et - une position de travail à l'écart du moyen d'entraînement.
Le dispositif d'insertion permet de rapprocher les moyens d'entraînement et de freinage pour réduire la course de la tôle pendant son positionnement et ainsi réduire l'influence des courbures et des plissements de la tôle lors de l'insertion de celle-ci.
Avantageusement, la tête de marquage comporte des moyens de déplacement en translation, suivant une direction perpendiculaire au plan de marquage entre deux positions : une position de travail dans un plan de marquage, pour optimiser l'impression sur la tôle ; et une position de garage éloignée du plan de marquage, pour autoriser l'insertion d'une tôle dans le système.
De préférence, le système comprend en outre une table de guidage disposée entre les moyens de freinage et les moyens de guidage, et configuré de manière à guider la tôle. L'utilisation d'une table de guidage permet de faciliter l'insertion d'une tôle dans le système. La table de guidage peut remplacer un dispositif d'insertion si la machine est utilisée principalement pour traiter des tôles raides.
De préférence, la tête de marquage est configurée pour projeter une encre adaptée à l'impression sur des surfaces non poreuses, de préférence une encre solvantée. L'encre doit sécher rapidement, par exemple avant d'arriver en contact avec les moyens d'entraînement.
Avantageusement, les moyens d'entrainement et/ou de freinage agissent sur la tôle par serrage.
Dans des modes de réalisation particuliers, le moyen d'entraînement comporte une paire de cylindres comprenant un cylindre moteur entraîné en rotation par un moteur, et un premier cylindre de pressage configuré pour presser la tôle contre le cylindre d'entraînement. Avantageusement, le cylindre moteur est en acier, et le premier cylindre de pressage est en caoutchouc.
Selon les variantes, le cylindre moteur est mis en rotation par un moteur électrique. Le moyen d'entraînement comprend un système d'engrenage, configuré pour asservir la rotation du premier cylindre de pressage à celle du cylindre moteur.
Dans des modes de réalisation, le moyen de freinage comporte une paire de cylindres comprenant un cylindre de guidage, et un deuxième cylindre de pressage configuré pour presser la tôle contre le cylindre de guidage.
De préférence, le deuxième cylindre de pressage est configuré pour exercer une pression variable sur la tôle. Cette pression variable modifie directement l'effet de serrage et par conséquent l'effet de tension de la tôle, par exemple en fonction du matériau utilisé.
Avantageusement, le moyen de freinage est un système de presse à feutre. La presse à feutre est un élément mécaniquement simple et de faible coût qui peut être utilisé avec une tôle en matière non revêtue de film plastique ou non sujette à des griffures.
De préférence, le système comprend une cisaille disposée de préférence en aval du système. La cisaille permet de débiter la tôle pour en limiter la longueur, et simplifier le transport de la tôle marquée.
Dans des modes de réalisation préférés du système selon l'invention, le système comprend en outre un moyen de décambrage disposé en amont du système. Avantageusement, le moyen de décambrage comprend une table de guidage et trois rouleaux de décambrage.
Dans sa recherche de solution, l'inventeur, sur base de ses propres constats des contraintes, a pu prendre en considération des systèmes d'impression sur papier. Mais aucune des solutions connues n'est adaptée à une application pour le traçage en chaudronnerie.
Par exemple, on connaît un dispositif d'impression par jet d'encre dans le document WO 2008150143. Ce document divulgue un système d'impression par jet d'encre sur des pièces métalliques pour la réparation de coques de bateaux. Dans ce système, la tête d'impression est animée d'un mouvement de rotation en plus de mouvements de translation. C'est un système très complexe qui implique que la tête d'impression soit montée sur un système rotatif. On retrouve ici aussi l'inconvénient de ne pas prévoir l'insertion des tôles en bobine.
Un autre système connu de l'état de la technique est divulgué dans le document WO 2016017113 A1. Le système comprend une unité d'impression configurée pour imprimer sur une surface d'une tôle métallique provenant d'une bobine. La bobine est déroulée d'un côté d'entrée de la machine et enroulée d'un côté de sortie. La tôle est transportée devant l'unité d'impression autour d'un tambour rotatif. Les tensions créées par les enroulements en entrée et sortie du système maintiennent la tôle contre le tambour rotatif.
Ce système permet d'imprimer sur une tôle de métal et utilise des tôles provenant de bobine. Cependant l'impression sur la tôle se fait par un système complexe comprenant une unité d'impression comportant sept têtes d'impression, et une unité de séchage de l'encre imprimée.
De plus, ce système fonctionne exclusivement avec des bobines de tôle en entrée et en sortie.
Les systèmes présentés ci-dessus comportent tous des inconvénients majeurs communs. Ce sont des systèmes complexes qui impliquent des coûts de fabrication élevés. Or, il est important dans le cadre de l'invention que le système obtenu soit meilleur marché que la solution de découpage automatisé discutée plus haut. En outre, les systèmes présentés ci-dessus sont inadaptés pour traiter des tôles proposées indifféremment sous forme de flancs de tôle ou de bobine.
Description détaillée à l’aide des Figures
D’autres particularités et caractéristiques de l’invention ressortiront de la description détaillée d'au moins un mode de réalisation avantageux présenté ci- dessous, à titre d’illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent :
Fig. 1 : une vue schématique de côté d'un système de marquage selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; Fig. 2 : une vue schématique simplifiée de côté d'un système de marquage selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention ;
Fig. 3 : une vue schématique simplifiée de côté d'un système de marquage selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention ;
Figs 4a à 4c : des vues schématiques de côté montrant les étapes d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention avec le système de la Fig. 1 , pour l'insertion d'une tôle raide.
Figs 5a à 5d : des vues schématiques de côté montrant les étapes d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention avec le système de la Fig. 1 , pour l'insertion d'une tôle souple.
Un mode de réalisation préféré du système 10 selon l'invention est montré à la Fig. 1 et comprenant une tête de marquage 12, une unité de contrôle 13 configurée pour commander la tête de marquage 12, un moyen d'entraînement 14, un moyen de freinage 16, et un dispositif d'insertion 27. La Fig. 1 montre le système 10 dans lequel une tôle 18 est insérée.
L'unité de contrôle 13 comporte tout élément approprié. L'unité de contrôle 13 permet de commander le marquage de la tôle par la tête de marquage 12, mais selon les variantes, l'unité de contrôle permet aussi de commander par exemple les moyens d'entraînement 14, de freinage 16, et d'insertion 27.
L'unité de contrôle 13 comporte des moyens de communication, non représentés, avec des éléments extérieurs au système. Ainsi l'unité de contrôle 13 est apte à recevoir des informations sous format numérique comportant des informations de commande ou des informations à traiter par l'unité de contrôle et à les transmettre dans le système en tant que commandes.
En particulier, l'unité de contrôle 13 reçoit des données contenant des plans réalisés par un logiciel de type CAD/CAM par lequel les formes des pièces en trois dimensions ont été transformées en des projections à deux dimensions et sur base de ces données, le marquage de la tôle sera réalisé à l'aide de la tête de marquage. La tête de marquage 12 peut être, par exemple, une tête d'impression à jet d'encre adaptée, ou encore une tête d'impression laser, ou toute tête d'impression appropriée. L'impression laser étant bien sûr plus rapide que l'impression par jet d'encre. C'est aussi et surtout un système plus coûteux qu'un système utilisant une tête à jet d'encre. Mais la différence de prix allant en se réduisant, l'impression laser pourrait rapidement devenir un choix préférentiel. Dans les modes de réalisation ci-dessous, on utilisera à titre d'exemple une tête d'impression à jet d'encre.
L'encre utilisée est une encre solvantée qui sèche rapidement sur une surface métallique.
La tête de marquage 12 est fixée sur un bâti, non représenté. Elle comporte des moyens de déplacement en translation, non représentés, suivant un plan de marquage, qui est de préférence horizontal. La tête de marquage 12 comporte aussi des moyens de déplacement en translation suivant une direction perpendiculaire au plan de marquage. La translation de la tête 12 suivant la direction perpendiculaire au plan de marquage se fait entre deux positions : une position de travail dans laquelle la tête est dans le plan de marquage ; et une position de garage dans laquelle la tête est éloignée du plan de marquage pour autoriser l'insertion d'une tôle dans le système.
Les moyens de déplacement en translation de la tête de marquage peuvent comporter tout moyen approprié comme par exemple un motoréducteur, un système hydraulique.
La tôle 18 est en un matériau adapté à la chaudronnerie comme par exemple en acier, en aluminium, en inox ou en matériau composé.
La tôle 18 est entraînée devant la tête de marquage dans un plan parallèle au plan de marquage, depuis le moyen de freinage 16 vers le moyen d'entrainement 14, suivant une ligne que l'on appelle ligne de passe P.
Dans le mode de réalisation présenté à la Fig. 1 , le moyen d'entraînement 14 comporte deux cylindres, dont un cylindre moteur 20 et un premier cylindre de pressage 22. Les deux cylindres 20, 22 sont, en fonctionnement, disposés de part et d'autre de la tôle 18 et agissent sur la tôle 18 par serrage. Le cylindre moteur 20 est un cylindre, de préférence en acier, entraîné en rotation par un moteur, non représenté. Tout moteur approprié peut être utilisé pour entraîner le cylindre comme par exemple un moteur électrique.
Un système d'engrenage, non représenté, peut asservir la rotation du premier cylindre de pressage 22 à celle du cylindre moteur 20 de manière à renforcer l'action d'entraînement des cylindres 20, 22. Selon les variantes, le premier cylindre de pressage peut au contraire être monté libre en rotation par rapport au bâti.
Le premier cylindre de pressage 22 est ici un cylindre en caoutchouc configuré pour exercer une force de pression sur la tôle 18. La résistance du cylindre moteur 20 à la force de pression, permet de contraindre la tôle entre les deux cylindres 20, 22 du moyen d'entraînement.
Lorsque le cylindre moteur 20 est mis est rotation, la tôle 18 pressée entre le cylindre moteur 20 et le premier cylindre de pressage 22 est entraînée dans la direction de la rotation du cylindre moteur 20. La direction d'entraînement correspond à une orientation suivant la ligne de passe P dans un sens opposé au moyen de freinage 16. Le moyen d'entraînement 14 applique alors une force d'entraînement sur la tôle représentée à la Fig. 1 par une flèche Fe, dans la direction d'entraînement.
Avantageusement, le premier cylindre de pressage comprend un dispositif de serrage, non représenté, qui permet de régler l'écartement entre les cylindres du moyen d'entraînement et d'obtenir une force de serrage variable sur la tôle.
Le moyen de freinage 16 est monté sur le dispositif d'insertion 27. Le dispositif d'insertion 27 est symbolisé par un rectangle sur les Figures. Il sert de support pour le moyen de freinage 16, et comporte des moyens de déplacement en translation du moyen de freinage 16 entre une position d'insertion à proximité du moyen d'entraînement 14 et une position de fonctionnement à l'écart du moyen d'entraînement 14. Un homme du métier comprendra que tout moyen de déplacement approprié peut être utilisé, comme par exemple un rail de guidage et / ou des roues. Le moyen de freinage 16 comporte ici deux cylindres de préférence en caoutchouc, dont un cylindre de guidage 24, et un deuxième cylindre de pressage 26. De manière analogue au moyen d'entraînement, les deux cylindres 24, 26 sont, en fonctionnement, de part et d'autre de la tôle 18 et agissent sur la tôle 18 par serrage.
Le cylindre de guidage 24 sert de support à la tôle 18. Le cylindre de guidage 24 peut être monté libre en rotation par rapport au dispositif d'insertion 27.
Le moyen de freinage 16 peut être actionné entre une position ouverte dans laquelle le deuxième cylindre de pressage 26 est à l'écart du cylindre de guidage 24 ; et une position fermée dans laquelle le deuxième cylindre de pressage 26 exerce une pression contre le cylindre de guidage 24. L'actionnement du moyen de freinage 16 peut être commandé manuellement ou par tout moyen approprié.
Lorsque le moyen d'entraînement 14 entraîne la tôle 18, cette dernière progresse dans le moyen de freinage 16 en provoquant la rotation des cylindres du moyen de freinage 16 contre l'inertie des cylindres. Cette inertie crée une force de freinage représentée à la Fig. 1 par une flèche Ff exercée sur la tôle 18 dans la direction opposée à la force d'entraînement Fe. La force de freinage Ff est directement liée au glissement au niveau du contact entre la tôle 18 et le moyen de freinage 16.
La force de pression du cylindre de pressage 26 est de préférence variable. Par conséquent, la force de pression exercée par le deuxième cylindre de pressage permet de déterminer et de contrôler la force de freinage Ff.
Le jeu des forces de freinage et des forces d'entraînement est configuré pour faire défiler la tôle suivant la ligne de passe P, devant (en dessous de) la tête de marquage, qui elle, se déplace transversalement à la ligne de passe P. Il devient ainsi possible de marquer la tôle sur toute sa largeur et sur toute sa longueur.
Pour que la tôle 18 défile suivant la ligne de passe P la force d'entraînement Fe doit évidemment être supérieure à la force de freinage Ff. Il est évidement également possible de faire déplacer la tête de marquage dans deux directions du plan de marquage et maintenir la tôle immobile (en ayant les forces d'entraînement et de freinage égales).
Dans un autre mode de réalisation, comme montré à la Fig. 2, le moyen de freinage 16 comporte une presse à feutres. La presse à feutres comprend deux blocs de feutre 28, qui en fonctionnement sont disposés de part et d'autre de la tôle 18, et un dispositif de serrage variable, non représenté, des deux blocs de feutre 28 contre la tôle 18. La presse à feutres peut être montée en translation par rapport au dispositif d'insertion 27 et remplit la fonction de guidage tout en exerçant une force de freinage sur la tôle. Tout dispositif de serrage variable approprié peut être utilisé, comme par exemple des pistons hydrauliques ou pneumatiques, ou encore un système de serrage mécanique.
L'utilisation d'une presse à feutres est limitée dans le cas de tôles en matière non revêtue de film plastique ou non sujette à des griffures. Une presse à feutres dans le moyen de freinage est avantageuse car peu coûteuse par rapport à des cylindres.
En fonctionnement, le moyen d'entraînement 14 et le moyen de freinage 16 appliquent respectivement des forces Fe, et Ff opposées sur la tôle 18. La tôle 18 est alors mise en tension entre les moyens d'entraînement et de freinage 14, 16. Cette mise en tension permet d'éliminer les plissements présents sur la tôle
18 et d'offrir une surface d'impression plane. La surface de la tôle 18 est alors aisément maintenue dans un plan parallèle, à une distance prédéterminée d du plan de marquage.
Dans un mode de réalisation montré à la Fig. 3, le système comprend aussi une cisaille 30 permettant de couper la tôle sur toute sa largeur. La cisaille 30 est utilisée de préférence lorsque la tôle 18 provient d'une bobine 32 et qu'une partie seulement de la bobine 32 est nécessaire dans le cadre d'un projet. La cisaille 30 peut aussi être utile dans tous les cas où la tôle doit être divisée en sections plus courtes.
La cisaille 30 est avantageusement installée en sortie du système c’est-à-dire après le moyen d'entraînement dans le sens d'entraînement, de manière à garder la tôle insérée entre les moyens d'entraînement et de freinage. La cisaille 30 peut aussi être installée en entrée du système, avant le moyen de freinage dans le sens d'entraînement, ou encore dans toute autre position adéquate.
Un mode de réalisation du procédé de marquage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie selon l'invention va maintenant être décrit en référence au système de la Fig. 1.
Tout d'abord, les informations de marquage sont préparées. Cette préparation peut se faire sur un système séparé avec des logiciels de dessins ou des logiciels spécialisés dans le domaine de la chaudronnerie. Les logiciels fournissent une assistance suffisante pour que cette étape soit réalisée par un technicien moins qualifié qu'un traceur.
Il est avantageusement possible, en plus de marquer des pièces de forme, de marquer sur la matière des informations complémentaires comme le numéro de la pièce dans un assemblage (ex. un coude peut être composé de plusieurs segments). Ce traitement d'information sur la tôle apporte une garantie supplémentaire sur la qualité de la fabrication des pièces, et limite l'intervention humaine. Sur les machines de découpe automatisée, cette opération se fait par une impression sur étiquette papier qui est ensuite apposée manuellement. Dans la présente invention, l'intervention humaine se fait plus efficacement en amont lors de la création des informations de marquage.
Une fois les informations préparées, celles-ci sont transmises à l'unité de contrôle 13. La transmission des données peut se faire par tout moyen approprié comme par exemple un réseau filaire, ou sans-fil.
Avant de commencer le marquage de la tôle, la tôle est insérée dans le moyen de freinage 16 et dans le moyen d'entraînement 14. De préférence, du moyen de freinage 16 vers le moyen d'entrainement 14.
Le procédé d'insertion de la tôle dans le système est conditionné par la nature de la tôle comme décrite plus haut. On distinguera l'insertion d'une tôle raide, l'insertion d'une tôle souple, l'insertion sous forme de flanc de tôle et l'insertion de tôle à partir de bobines. L'insertion d'une tôle raide, par exemple d'un flanc de tôle plane, est décrite en référence aux figures 4a à 4c.
La tête de marquage 12 est en position de travail et le moyen de freinage 16 est ouvert. La tôle 18 est insérée entre les cylindres du moyen de freinage 16.
La tôle 18 est poussée manuellement ou mécaniquement dans le moyen de freinage, c’est-à-dire entre le deuxième cylindre de pressage 26 et le cylindre de guidage 24. La tôle 18 est poussée jusqu'à entrer dans le moyen d'entraînement entre le premier cylindre de pressage 22 et le cylindre moteur 20.
Une fois la tôle insérée dans le moyen d'entraînement 14, le deuxième cylindre de pressage 26 est déplacé contre la tôle pour mettre le moyen de freinage 16 en position fermée. La tôle 18 est alors maintenue par serrage dans le moyen de freinage 16.
Puis la tôle 18 est poussée ou tirée jusqu'à entrer dans le moyen d'entraînement entre le premier cylindre de pressage 22 et le cylindre moteur 20.
Le cylindre moteur 20 est mis en route et, le moyen d'entraînement 14 exerce sur la tôle 18 une force d'entraînement dans la direction d'entraînement. Le moyen de freinage 16 exerce une force de freinage dans la direction opposée à la force d'entraînement de manière à tendre la tôle.
La tôle 18 est alors tendue et présente une surface plane sur laquelle la tête de marquage est apte à réaliser le marquage.
L'insertion d'une tôle souple provenant d'une bobine de tôle est maintenant décrite en référence aux figures 5a à 5d.
Tout d'abord, le moyen de freinage 16 est ouvert. La tôle est poussée manuellement ou mécaniquement dans le moyen de freinage 16, c’est-à-dire entre le deuxième cylindre de pressage 26 et le cylindre de guidage 24.
Une fois la tôle insérée dans le moyen de freinage, le deuxième cylindre de pressage 26 est déplacé contre la tôle 18 de manière à mettre le moyen de freinage 16 en position fermée. La tôle est alors maintenue par serrage dans le moyen de freinage 16.
La tête de marquage 12 est ensuite déplacée en position de garage et le dispositif d'insertion 27 est actionné de manière à déplacer le moyen de freinage 16 dans sa position d'insertion. Comme montré à la Fig. 5b, en position d'insertion, le moyen de freinage 16 est proche du moyen d'entraînement 14, presque en contact avec le moyen d'entraînement 14.
On remarque qu'en position de garage, la tête de marquage 12 est suffisamment éloignée du plan de marquage pour que le moyen de freinage 16 puisse se rapprocher du moyen d'entraînement 14 sans entrer en contact avec la tête de marquage 12.
Puis la tôle 18 est poussée ou tirée jusqu'à entrer dans le moyen d'entraînement entre le premier cylindre de pressage 22 et le cylindre moteur 20.
Lorsque la tôle 18 est insérée dans le moyen d'entraînement 14, le dispositif d'insertion 27 est actionné de manière à déplacer le moyen de freinage 16 dans sa position de fonctionnement. Cette étape peut être réalisée simultanément à la mise en route du cylindre moteur 20.
En position de fonctionnement, le moyen de freinage 16 est suffisamment éloigné du moyen d'entraînement 14 pour autoriser une impression sur la tôle par la tête de marquage 12.
La tôle 18 est alors tendue et présente une surface plane sur laquelle la tête de marquage est apte à réaliser le marquage.
La dernière étape d'insertion consiste à ramener la tête de marquage 12 en position de travail dans le plan de marquage à une distance d de la tôle.
Dans d'autres modes de réalisation non représentés, on peut avantageusement installer une table de guidage entre les moyens de freinage et d'entrainement 16 et 14. Dans ce cas, le rapprochement entre les moyens de freinage et d'entrainement 16 et 14 lors de l'introduction de la matière n'est plus nécessaire. Le dispositif d'insertion peut être supprimé, et le système est simplifié.
Ce mode de fonctionnement pourrait être préférentiel pour des utilisateurs travaillant plus exclusivement des matières raides, par exemple ayant déjà fait l'objet d'un redressage ou planage.
Selon des variantes non représentées, la table de guidage peut aussi être remplacée par des rails de guidage ou tout autre système permettant de guider la tôle.
Par exemple des rails de guidage présentent des profils en U qui se font face peuvent être utilisées. Les profils en U sont alors configurés pour constituer des logements pour les bords de la tôle. Lors de l'introduction d'une tôle, celle-ci entre dans les logements des rails après les moyens de freinage et est guidée jusqu'aux moyens d'entrainement. Dans ce cas aussi, le dispositif d'insertion peut être supprimé.
Après l'insertion d'une tôle souple ou rigide comme décrit plus haut, les forces combinées du moyen de freinage 16, et du moyen d'entraînement exercées sur la tôle 18, tendent cette dernière qui présente une surface plane sur laquelle la tête de marquage 12 est apte à marquer / imprimer.
La tête de marquage 12 est disposée à une distance d prédéterminée de la tôle, entre les moyens d'entraînement et de freinage.
Le marquage sur la tôle 18 peut être initialisé en utilisant une encre à séchage rapide, par exemple solvantée. Pendant le marquage, le moyen d'entraînement 14 fait défiler la tôle 18 devant la tête de marquage 12 suivant la ligne de passe P. La tête de marquage 12 se déplace transversalement à la ligne de passe P de manière à couvrir la largeur de la tôle 18. Les déplacements de la tête de marquage et de la tôle peuvent être synchronisés par l'unité de contrôle 13.
Dans le calorifugeage, les assemblages de pièces de forme se font typiquement par vis. Pour cela, des trous d'un diamètre d'environ 3,2 à 3,3 mm doivent être poinçonnés. Dans des modes de réalisation non représentés, les emplacements des trous peuvent aussi être marqués sur la tôle. Le travail de poinçonnage peut s'effectuer par exemple sur une autre machine équipée d'un poinçon. Le positionnement du poinçon se fait en général par une projection laser basse émission d'un cercle aligné sur un rappel géométrique marqué sur la tôle.
De manière à assister le positionnement du poinçon, des rappels géométriques sous une forme quelconque, comme par exemple des points, ou des croix, peuvent être avantageusement marqués sur la circonférence d'un cercle centré sur le trou à poinçonner.
Dans des modes de réalisation non représentés, le système comprend en outre un moyen de décambrage disposé en amont du système. Le moyen de décambrage comprend par exemple, une table de guidage et un ensemble trois rouleaux de décambrage. Le moyen de décambrage permet de préparer la tôle avant son insertion dans le système de manière à avoir une tôle relativement plane et aisée à manipuler.

Claims

Revendications
1 . Procédé de marquage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- préparer des informations de marquage sous format numérique ;
- transmettre les informations de marquage à une unité de contrôle d'un système de marquage comprenant aussi un moyen d'entraînement de la tôle ; un moyen de freinage de la tôle ; et une tête de marquage;
la tôle ayant une épaisseur de moins de 10 mm, et de préférence entre 0,4 mm et 1 ,5 mm ;
- insérer la tôle dans le moyen de freinage et dans le moyen d'entraînement;
- exercer sur la tôle, avec le moyen d'entraînement, une force d'entraînement dans une direction d'entraînement ;
- exercer sur la tôle, avec le moyen de freinage, une force de freinage opposée à la force d'entraînement, de manière à tendre et aplatir la tôle ; et
- marquer sur la tôle tendue les informations de marquage à l'aide de la tête de marquage, disposée dans un plan de marquage, entre les moyens d'entraînement et les moyens de freinage, le plan de marquage étant à une distance d de la tôle.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la tête de marquage est une tête d'impression à jet d'encre utilisant une encre à séchage rapide, de préférence une encre solvantée ou une tête d'impression laser.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la distance d est inférieure ou égale à 5 mm, et de manière plus préférentielle entre 1 et 3 mm.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 , 2 ou 3, dans lequel l'étape de marquer sur la tôle tendue, comprend en outre l'étape consistant à : - faire défiler la tôle tendue devant la tête de marquage, par l'action combinée des moyens d'entraînement et de freinage.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape d'insertion de la tôle dans le moyen d'entraînement et le moyen de freinage comprend les étapes consistant à :
- insérer la tôle dans le moyen de freinage ;
- déplacer la tête de marquage d'une position de travail dans le plan de marquage à une position de garage éloignée du plan de marquage;
- déplacer le moyen de freinage d'une position de travail à l'écart du moyen d'entraînement, à une position d'insertion à proximité du moyen d'entraînement ;
- insérer la tôle dans le moyen d'entraînement à partir du moyen de freinage;
- déplacer le moyen de freinage de la position d'insertion à la position de travail.
- déplacer la tête de marquage de la position de garage à la position de travail.
6. Système de marquage sur une tôle destinée à un usage en chaudronnerie, le système comprenant :
- un moyen d'entraînement de la tôle, configuré pour exercer sur la tôle une force d'entraînement dans une direction d'entraînement ;
- un moyen de freinage de la tôle, configuré pour exercer sur la tôle une force de freinage opposée à la force d'entraînement, de manière à tendre la tôle ;
- une tête de marquage disposée à une distance d de la tôle ;
- une unité de contrôle configurée pour commander au moins la tête de marquage ;
7. Système de marquage selon la revendication 6, comprenant en outre un dispositif d'insertion de la tôle sur lequel est monté le moyen de freinage, le dispositif d'insertion comportant un moyen de déplacement en translation du moyen de freinage entre deux positions : o une position d'insertion à proximité du moyen d'entraînement, dans laquelle la tôle peut être insérée dans le système ; et o une position de travail à l'écart du moyen d'entraînement.
8. Système de marquage selon la revendication 7, dans lequel la tête de marquage comporte des moyens de déplacement en translation, suivant une direction perpendiculaire à un plan de marquage, entre deux positions :
- une position de travail dans le plan de marquage pour optimiser l'impression sur la tôle ; et
- une position de garage éloignée du plan de marquage pour autoriser l'insertion d'une tôle dans le système.
9. Système de marquage selon la revendication 6, comprenant en outre une table de guidage disposée entre les moyens de freinage et les moyens de guidage, et configuré de manière à guider la tôle.
10. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel la tête de marquage est configurée pour projeter une encre à séchage rapide, de préférence une encre solvantée.
11. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel les moyens d'entraînement et/ou de freinage agissent sur la tôle par serrage.
12. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 11 , dans lequel le moyen d'entraînement comporte une paire de cylindres comprenant un cylindre moteur entraîné en rotation par un moteur, et un premier cylindre de pressage configuré pour presser la tôle contre le cylindre d'entraînement.
13. Système de marquage selon la revendication 12, dans lequel le cylindre moteur est en acier, et le premier cylindre de pressage est en caoutchouc.
14. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, dans lequel le cylindre moteur est mis en rotation par un moteur, de préférence un moteur électrique.
15. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel le moyen d'entraînement comprend un système d'engrenage, configuré pour asservir la rotation du premier cylindre de pressage à celle du cylindre moteur.
16. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, dans lequel le moyen de freinage comporte une paire de cylindres comprenant un cylindre de guidage, et un deuxième cylindre de pressage configuré pour presser la tôle contre le cylindre de guidage.
17. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, dans lequel le moyen de freinage est un système de presse à feutres.
18. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 17, dans lequel le système comprend une cisaille disposée de préférence en aval du système.
19. Système de marquage selon l'une quelconque des revendications 6 à 18, dans lequel le système comprend en outre un moyen de décambrage disposé en amont du système.
20. Système de marquage selon la revendication 19, dans lequel le moyen de décambrage comprend une table de guidage et trois rouleaux de décambrage.
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