FR2464791A1 - Porte-instrument pour machine a commande automatique travaillant sur une matiere en feuille - Google Patents

Abstract

LE PORTE-INSTRUMENT REPRESENTE FAIT PARTIE D'UNE MACHINE COMPORTANT UNE TABLE SUPERIEURE SUR LAQUELLE EST APPLIQUEE LA MATIERE EN FEUILLE QUI DOIT SUBIR L'ACTION D'ECRITURE OU DE DECOUPAGE DE L'INSTRUMENT. LE PORTE-INSTRUMENT EST MONTE SUR UN CHARIOT 50 MOBILE SUIVANT LA DIRECTION TRANSVERSALE DE LA TABLE, AVEC INTERPOSITION D'UN VERIN A AIR COMPRIME 284, QUI MAINTIENT CONSTANTE LA PRESSION EXERCEE SUR LA FEUILLE PAR LA POINTE 348. POUR REGLER LA PENETRATION DANS LA FEUILLE, UN PIED PRESSEUR 350 EST PREVU.

Description

La présente invention se réfère à une machine à commande automatique

destinée à opérer sur les matières en feuille, et elle concerne particulièrement un porte-instrument pour une

telle machine.

On connaît des machines comportant un instrument à com- mande automatique et équipées de chariots qui se déplacent suivant deux axes de coordonnées au-dessus de la surface de travail d'une table. Normalement, un premier chariot parcourt la table suivant un axe de coordonnées, parallèlement à la

surface de travail, et un deuxième chariot monté sur le pre-

mier chariot se déplace par rapport à ce premier chariot sui-

vant un autre axe de coordonnées. Lorsqu'un instrument est monté sur le deuxième chariot, les mouvements composés des deux chariots permettent d'amener l'instrument à n'importe

quel point de la région de la surface de travail qui est par-

courue par les chariots. Le positionnement précis des cha-

riots, et par conséquent de l'instrument, est assuré par des commandes numériques qui peuvent travailler, soit à partir de données fournies par un générateur de données en temps réel, soit à partir de données préalablement programmées. Un tel dispositif de commande numérique est décrit dans le brevet

US 3 887 903.

Les machines à commande automatique de ce type peuvent être utilisées avec une large diversité d'instruments. Les

instruments peuvent comprendre des crayons, styles ou impri-

mantes à jet d'encre servant à tracer des représentations

graphiques d'information sur un papier. Les instruments peu-

vent également comprendre des outils de coupe tels que, par exemple, des couteaux, fraises, découpeurs à jets d'eau, pour découper une grande diversité de matières en feuille, telles

que les tissus et les matières plastiques.

Dans les machines à commande automatique qui ont été mises au point dans la technique antérieure, un instrument

est suspendu à un chariot unique qui parcourt une table sui-

vant un axe de coordonnées et une surface de travail mobile sur laquelle. la matière en feuille est supportée, est formée

par un transporteur orienté suivant un autre axe de coordon-

nées, de sorte que les déplacements relatifs de l'instrument et de la matière suivant l'un ou l'autre des axes sur la table sont engendrés par le chariot et le transporteur. Dans les

machines de ce type, on peut-traiter de longues bandes de ma-

tière en feuille avec une table qui est relativement courte comparativement à la longueur des bandes. Toutefois on se heurte à des difficultés du fait que l'on déplace la matière pendant que l'instrument travaille sur cette matière et ces

difficultés ont nécessité l'utilisation d'une machine à com-

mande automatique utilisant deux chariots pour déplacer un

instrument et positionner cet instrument avec précision pen-

dant que la matière en feuille est maintenue fixe. Dans ces machines la table de travail a des dimensions correspondant

à celles de la matière en feuille.

Dans ces machines à commande automatique il est souhai-

table que l'instrument soit maintenu à une distance constante au-dessus de la matière en feuille à travailler. En raison

du profil de la table parcourue par l'instrument et des irré-

gularités de la surface de la matière en feuille à travailler, l'instrument ne peut pas travailler dans des conditions aussi

constantes qu'on le voudrait sur toutes les parties de la sur-

face de travail de la table. Par exemple, si l'instrument est un couteau, la profondeur des coupes exécutées dans la matière en feuille peut varier avec les irrégularités du profil de la table. Lorsque l'instrument est un style servant à tracer sur un papier, ce style peut être en contact intermittent avec le

papier et manquer par conséquent le tracé en raison des irré-

gularités de la surface du papier et du profil de la table.

Il est donc souhaitable que le porte-instrument soit capable de se déplacer dans une direction perpendiculaire à la table pour compenser les irrégularités de la surface de la matière

en feuille ainsi que celles du profil de la table.

Les porte-instruments connus utilisaient des moteurs intercalés dans des circuits électriques pour maintenir une distance prédéterminée entre l'instrument et la surface de

travail de la table. Malheureusement, ces dispositifs ne com-

pensaient pas les irrégularités de la surface de matière en feuille à travailler, de sorte qu'aucune compensation n'était

prévue pour ces irrégularités.

Il s'est donc manifesté le besoin de réaliser un porte-

instrument qui puisse être utilisé dans une machine à instru-

ment à commande automatique qui soit capable de maintenir un

instrument à une distance prédéterminée au-dessus de la sur-

face de travail d'une table,indépendamment des irrégularités du profil de la table et des variations de l'épaisseur de la matière à travailler. S'est également manifestée l'utilité d'un porte-instrument capable de maintenir une force constante entre le porte-instrument et la surface de travail d'une table de telle manière que le porte-instrument flotte pratiquement au-dessus de la surface de la table pour maintenir une force

constante entre l'instrument et la matière en feuille à tra-

vailler.

L'invention a en conséquence pour objet un porte-

instrument prévu pour être utilisé dans une machine à instru-

ment à commande automatique dans laquelle une matière en feuille est étendue sur la surface porteuse d'une table, et un chariot est supporté au-dessus de la matière en feuille pour positionner un instrument qui travaille sur différentes

zones de la matière en feuille.

Le porte-instrument comprend une structure qui supporte

ce porte-instrument d'une manière qui lui permet de se.dépla-

cer verticalement par rapport au chariot pour- se rapprocher et s'éloigner de la matière en feuille. Une structure est également prévue entre le porte-instrument et le chariot pour supporter l'instrument de façon réglable et par action de fluide au-dessus de la matière en feuille afin de maintenir une force constante entre l'instrument et la matière en feuille. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux

dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la Fig. l est une vue en perspective d'une machine à

instrument à commande automatique qui utilise la présente in-

vention; la Fig. 2 est une vue en plan d'un pupitre de commande utilisé avec Ia machine représentée sur la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue de dessus à plus grande échelle

du porte-instrument suivant l'invention utilisé avec le méca-

nisme d'entraînement suivant l'invention; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 et montrant un instrument de coupe porté par le oorte-instrument et le chariot suivant l'invention

utilisés avec le mécanisme d'entraînement suivant l'inven-

3tion; la Fig. 5 est une vue en élévation arrière du porte-instrument utilisé avec un mécanisme d'entraînement suivant l'invention; la Fig. 6 est une vue en bout du mécanisme d'entraînement d'avance du papier utilisé avec la machine à instrument à commande automatique représenté sur la Fig.l; la Fig. 7 est une vue en élévation de cÈté du

mécanisme d'entraînement d'avance du papier qui est repré-

senté sur la Fig. 6; la Fig. 8 est une coupe suivant les lignes de

coupe 8-8 de la Fig. 6 et qui montre le mécanisme d'entraî-

nement; la Fig. 9 est une vue en perspective éclatée de la table à fixation par dépression suivant l'invention

utilisée avec la machine à instrument à commande automati-

que représentée sur la Fig. 1; la Fig. 10 est une vue en élévation de côté de la table à fixation par dépression utilisée avec la machine

à commande automatique représentée sur la Fig. 1.

La Fig. 1 est une vue en perspective d'une ma-

chine à instrument à commande automatique suivant l'inven-

tion désignée dans son ensemble par la référence 20. La machine 20 peut être utilisée comme on l'a représenté sur la Fig. 1 pour découper une matière en feuille qui peut être constituée, par exemple, par une étoffe, un tissu,

une matière plastique, une pellicule métallique, une feuil-

le de bois ou d'autres matières, cette feuille étant tenue

en position fixe de façon qu'une ligne de coupe prédéter-

minée puisse être parcourue avec précision par un outil

de coupe pendant l'opération de coupe. La matière en feuil-

le peut être présentée en une seule couche ou sous la for-

me de couches multiples dans un empilement.

Par ailleurs, la machine 20 peut être utilisée comme traceuse pour tracer une représentation graphique de données d'information sur un papier. Bien que l'on ait

choisi le dispositif de coupe pour l'illustration de l'in-

vention, cette invention peut également être appliquée dans n'importe quel type de dispositif à commande automa- tique qui comprend un instrument supporte par un chariot de façon à être positionné avec précision au-dessus d'une matière en feuille qui est maintenue fixe sous le chariot mobile pendant le fonctionnement de l'instrument. Dans le présent mémoire, on utilisera le terme d'instrument pour

désigner aussi bien un dispositif de coupe qu'un disposi-

tif de traçage et il peut désigner des instruments tels

que, par exemple les plumes ou styles de traçage, les im-

primantes à jet d'encre, les couteaux, fraises et dispo-

sitifs de coupe à jet d'eau ou à flamme, les dispositifs de coupe à laser ainsi que divers autres instruments. Les différences de fonctionnement des modes de travail de la machine 20 en découpage et en traçage seront indiquées aux

endroits nécessaires tout au long de la description.

La machine 20 comprend deux chariots longitudi-

naux 30 et 32 qui sont montés adjacents à la table à fixa-

tion par dépression suivant l'invention désignée dans son ensemble par la référence 36. La table 36 qui sera décrite plus bas en regard des Fig. 9 et 10 comprend une surface de travail 38 destinée à supporter la matière en feuille 40. Les chariots 30 et 32 sont montés sur la table 36 et

se déplacent sur cette table en coulissant dans la direc-

tion longitudinale ou suivant l'axe de coordonnées X pour

parcourir la table 36.

Les chariots 30 et 32 supportent une poutre dé-

signée dans son ensemble par la référence 44 et qui est

fixée aux chariots 30 et 32 par l'intermédiaire de ferru-

res 42. La poutre 44 est composée d'un élément supérieur 46 et d'un élément inférieur 48. La construction de la

poutre 44 sera décrite plus bas en regard de la Fig. 4.

la patr 4::'..... u. chariot latéral dûsign dans son

ensemble par la référence 50, qui est supporté à l'inté-

rieur de la poutre 44 pour coulisser à l'intérieur de cette poutre. Le chariot 50 se déplace dans une direction

transversale au mouvement des chariots 30 et 32 pour par-

courir la table 36 dans une direction perpendiculaire au mouvement des chariots 30 et 32, c'est-à-dire suivant l'axe Y des coordonnées par rapport a la table 36.

ILe chariot 50 comporte un porte-instrument dési-

gné dans son ensemble par la référence 60, qui est repré-

senté sur la Fig. 1 uniquement à titre illustratif sous la forme d'un outil à fraise 62. Le chariot 50 comprend des organes qui lui sont combinés pour acheminer une pression pneumatique à l'outil 62 au moyen d'un tube 64 et pour envoyer la pression pneumatique à un mécanisme élévateur 68 combiné au porte-instrument 60. Le mécanisme élévateur

o68 sera décrit plus bas en regard des Fig. 4 à 6. Une im-

portante caractéristique de l'invention consiste en ce que le mécanisme élévateur 68 permet à l'instrument porté par

le chariot 50 de se déplacer perpendiculairement à la sur-

ace 38 de la table 36, c'est-à-dire suivant l'axe Z des

coordonnées par rapport à la table 36.

Suivant une importante caractéristique de l'in-

vention, la machine est équipée d'un mécanisme d'entraîne-

ment qui commande le mouvement des chariots 30, 32 et 50 de la machine 20. Un servo-moteur d'entraînement 74 est

monté sur la table 36 à un angle de cette table et un ser-

vo-moteur dtantrainement 76 est monté sur la table 36 à l'angle de ceate table qui est opposé en diagonale. En variante, ces servo-moteurs d'entraînement peuvent être

disDosés sur le même coté de la table 36 mais on a consta-

té que la disposition symétrique des moteurs d'entralne-

ment 74 et 76 donne naissance à une construction plus saine mécaniquement, dans laquelle les tensions sont équilibrées, ainsi qu'on le décrira plus bas. ies moteurs d'entraînement 74 et 76 sont connectés électriquement en série, de sorte

qu'ils travaillent pratiquement comme un seul moteur puis-

que ces deux moteurs tirent la même intensité. Les moteurs

74 et 76 peuvent être constitués, par exemple par des mo-

teurs à refroidissement par air du type U9M4, fabriqués

par Prinrted Motors Inc, de Syossett, New York.

Le moteur 74 est couplé par son arbre de sortie 82 et une courroie de transmission 84 à une poulie motrice 86. La poulie motrice 86 est reliée à une poulie à bande

qui est montée sur un tube 94. de transmission du couple.

L'extrémité opposée du tube 94 porte une poulie à bande 96.

A l'extrémité 36a de la table 36, est prévue

une poulie à bande 98 qui reçoit une bande 100 en combinai-

son avec la poulie à bande 90. Cette bande 100 peut glis-

ser dans un couloir ou une voie 102 et elle supporte le chariot 32 pour déplacer ce dernier suivant l'axe X le long de la table 36. La bande 100 est formée dans une bande de métal continue telle que, par exemple une bande d'acier inoxydable et elle est réunie à ses extrémités par

un tendeur 106. Le tendeur 106 maintient la tension aoPro-

priée dans la bande 100.

De même, le moteur 76 provoque la rotation d'une poulie motrice 110 pour entraîner une poulie à bande 112. Cette poulie à bande 112 est supportée par un tube 116 lequel transmet le mouvement de rotation à la poulie à bande 98 qui supporte la bande 100. La poulie à bande 112, en combinaison avec la poulie à bande 96, supporte une bande 120 logée dans un couloir 122. La bande 120 est construite dans la même matière que la bande 100; elle est

réunie à ses extrémités par un tendeur 124 et elle suppor-

te le chariot 30 pour déplacer ce dernier suivant l'axe X le long de la table 36. On peut donc voir que, grâce aux mouvements simultanés des bandes 100 et l20, les chariots et 32 déplacent simultanément la poutre 44 suivant l'axe X le long de la table 36. Les tendeurs 106 et 124 fonctionnent de manière à maintenir une tension constante

prédéterminée sur les bandes 100 et 120.

La poutre 44 contient une bande 130 qui est en-

traînée par un moteur 132. La bande 130 est supportée par une poulie à bande 134 et une poulie à bande 136. Ainsi qu'on l'a représenté plus clairement sur la Fig. 4, un porte-instrument 60 est monté sur la bande 130 pour se déplacer en travers de la table 36, suivant l'axe Y, entre

les chariots 30 et 32.

Le positionnement du porte-instrument 60 est commandé par le fonctionnement des moteurs 74, 76 et 132 qui reçoivent leurs ordres d'un ordinateur de commande , lequel contient l'information qui définit le trajet ou la ligne de coupe ou de traçage qui doit être suivie par le porte-instrument 60. Un tel dispositif est décrit

dans le brevet US 3 887 905. Les ordres fournis par l'ordi-

nateur de commande 140 sont transmis à la machine 20 par

un câble 142. Par ailleurs, des ordres émis par le conduc-

teur de la machine sont introduits dans la machine 20 par l'intermédiaire d'un pupitre de commande désigné dans son

ensemble par la référence 146 et monté sur un pied 148.

Les signaux du pupitre de commande 146 sont transmis à la

machine 20 par l'intermédiaire d'un câble 150.

La table 36 à fixation par dépression est mon-

tée sur un bâti 160 qui sera décrit plus bas en regard des Fig. 6, 7 et 8. La machine 20 est également reliée à des

câbles et canalisations (non représentés) qui lui fournis-

sent l'énergie électrique et l'air comprimé.

La Fig. 1 montre également des racleurs 166 et 168 destinés à maintenir les couloirs de bande 102 et 122 libres des débris et des pièces découpées qui peuvent 8tre

produites pendant le travail de coupe de la machine 20.

En outre, une barrière de soies en brosse peut être inter-

posée entre le bord de la surface de travail 38 de la

table 36 et les couloirs 102 et 122.

Le dispositif d'entrafnement de la machine 20,

qui comprend les moteurs 74, 76 et 132 ainsi que les ban-

des 100, 120 et 130 et les organes qui leur sont associés,

constituent un dispositif de positionnement de grande pré-

cision pour un instrument tel qu'un outil de coupe à dé-

tourer 62 porté par le porte-instrument 60. Le mécanisme d'entrainement suivant l'invention est d'une construction simple et sans entretien, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication et d'exploitation. L'utilisation des bandes 100, 120 et 130 améliore la rigidité du mécanisme

d'entraînement suivant l'invention et les défauts de ten-

sion et jeux sont parfaitement éliminés dans le fonction-

nement de la machine 20.

Lors de la mise en marche des moteurs 74, 76 et

132, les chariots 30, 32 et 50 répondent pratiquement ins-

tantanément. Cette réponse instantanée est nécessaire pour le positionnement précis de l'instrument 60 et pour que la machine 20 effectue l'opération de coupe ou de tracage désirée. On décrira maintenant le fonctionnement du pupitre de commande 146 en se reportant simultanément aux

Fig. 1 et 2. Le pupitre de commande 146 comprend un in-

terrupteur de marche 180 à bouton poussoir et-un interrup-

teur d'arrêt 182 à bouton poussoir, qui permettent à l'opé-

rateur de transmettre l'énergie à la machine 20. Des in-

terrupteurs à bouton-poussoir 184 et 186 sont prévus pour faire monter et descendre la position du porte-instrument

60. Pour la position haute, l'interrupteur à bouton pous-

soir 184 est éclairé et, pour la position basse, l'inter-

rupteur à bouton poussoir 186 est éclairé. Un interrupteur

à bouton-poussoir 188 est prévu pour permettre à l'opéra-

teur de mettre la machine 20 dans le mode de fonctionnement

automatique, pour la commande par ordinateur. Un interrup-

teur à bouton-poussoir 190 permet d'utiliser la machine 20 dans un mode manuel au moyen d'un manche de commande 192

qui donne à l'opérateur une commande combinée par marche-

arrêt pour amener le porte-instrument 60 à n'importe quelle position dans les limites de la table 36. Un interrupteur à bouton-poussoir 194 permet à l'opérateur d'arrêter le

fonctionnement de la machine 20 en un point quelconque pen-

dant le travail de découpage ou de traçage. Un interrup-

teur de commande d'arrêt d'urgence 196 interrompt la trans-

mission de l'énergie électrique à l'ensemble de la machine automatique 20 tandis qu'un interrupteur à bouton-poussoir 198 interrompt la transmission de l'énergie électrique au

dispositif de fixation à dépression de la table 36.

On décrira maintenant le porte-instrument 60 et le mécanisme élévateur 68 en se reportant simultanément

aux Fig. 3 5. Le chariot 50 comprend une ferrure 208.

Des roues z l k, 214 et 2-i6 sont montées sur la ferrure 208 et coopSrent avec un rail 220 disposé à l'intérieur de

l'élément supérieur 46 de la poutre 44. Ce chariot 50 com-

prend également des roues 224 et 226 ainsi qu'un deuxième jeu de roues (non représentées) qui coopèrent avec un rail

228 discosé dans l'élément inférieur 48 de la poutre 44.

Les roues 210, 212, 214, 216, 224 et 226 coopèrent par friction avec les rails 220 et 228 de la poutre 44 pour rouler à l'intérieur de cette poutre. L'élément supérieur 46 de la poutre définit un couloir de bande 232 pour la

circulation de la bande 130. Cette bande 130 passe au-

dessous de l'élément inférieur 48 de la poutre 44 et elle est fixée rigidement au chariot 50 par montage entre des plaques 234, au moyen de boulons 236 fixés à une ferrure 238. Entre les éléments sucérieur 46 et inférieur 48 de la poutre 44 est interposé un profilé 240 à profil en C qui bute contre des nervures 242 et 244 pour maintenir un

espacement approprié entre l'élément supérieur 46 et l'1élé-

ment inférieur 48 de la poutre.

Le mécanisme élévateur 68 comprend un support de roues 250 comportant luimême des bras 252 et 254. A l'extrémité du bras 252 est montée une roue 256 et à l'extrémité du bras 254 est montée une roue 258. Les roues

256 et 258 sont disposées le long d'un axe commun. Le sup-

port de roues 250 comprend également une roue 260 disposée légèrement audessous de l'axe des roues 256 et 258. Les roues 256, 258 et 260 sont disposées dans un rail 264

(Fig. 4) formé dans l'élément inférieur 48 de la poutre.

En raison de la position décalée de la roue 260 par rap-

port aux roues 258 et 256, on obtient un montage à force entre le su-port de roues 250 et le rail 264, de sorte que les bras 252 et 254 du support de roues 250 se comportent

comme un ressort pour mettre le support de roues 250 posi-

tivement en prise avec la poutre 44 lorsque ce support de

roues se déplace le long de cette poutre.

Le support de roues 250 est monté sur une fer-

rure 270 au moyen de vis 272. La ferrure 208 du chariot est fixée à la ferrure 270 au moyen de vis 274 et la

ferrure 238 est fixée à la ferrure 270 au moyen de vis 276.

Sur la ferrure 270 est monté un boltier 280

contenant le mécanisme élévateur 68. Le boXvier 280 com-

prend un vérin pneumatique 284 monté intérieurement et servant à commander la position verticale, suivant l'axe il Z, de l'instrument porté par le porte-instrument 60. Une importante caractéristique de l'invention consiste dans l'utilisation du vérin pneumatique 284, qui maintient une force constante et réglable entre l'instrument porté par le porte-instrument 60 et la surface de la matière en feuille à découper. Le vérin pneumatique 284 est un vérin pneumatique à double effet qui comprend un piston (non représenté). L'air est transmis au vérin pneumatique 284 pour actionner le piston au moyen de sources d'air 286 et 288. L'air est transmis avec un débit réglable à la face supérieure du piston (non représenté) par l'intermédiaire d'un régulateur 290 pour maintenir une force descendante appliquée au porte-instrument 60. L'air est transmis de façon réglable au côté inférieur du piston (non représenté) par l'intermédiaire d'un régulateur 292 en provenance de la source d'air 288 pour maintenir une force ascendante

appliquée au porte-instrument 60.

L'utilisation du vérin pneumatique 284 permet

au porte-instrument 60 de flotter pratiquement sur la sur-

face de la matière en feuille sur laquelle il s'agit d'ef-

fectuer l'opération de découpage ou de traçage, pour com-

penser les irrégularités du profil de la surface de travail 38 de la table 36 à fixation par dépression (Fig. 1) ou les - irrégularités de la surface de la matière en feuille 40. Le vérin pneumatique 284 peut être constitué par exemple par

un vérin pneumatique à double effet modèle 01.5DX, fabri-

qué et vendu par Bimba Manufacturing Company de Monee, Illinois. La commande est assurée par un distributeur pneumatique à quatre voies à commande électronique et à pilote pneumatique et ce distributeur peut être constitué, par exemple par le distributeur modèle R481, fabriqué et

vendu par Clippard Instrument laboratory, Inc. de Cincin-

nati, Ohio.

Le vérin pneumatique 284 est monté sur la fer-

rure 270 au moyen d'une ferrure de montage 296 et d'un écrou 298. Un ressort 300 est disposé autour du vérin pneumatique-284 pour neutraliser le poids de l'outil de coupe 62 em empêcher cet outil d'entrer en contact avec la surface de la matière en feuille 40 lorsqu'il ne se

produit pas d'opération de coupe.

Le porte-instrument 60 est vissé dans une fer-

rure de montage 306 elle-même fixée à une plaque 308 au

moyen de vis 307. La plaque 308 est fixée au vérin pneu-

matique 284 au moyen d'une ferrure 310, d'un écrou 312 et de vis 314 (Fig. 3) pour permettre au porte-instrument 60 de monter et de descendre suivant l'axe Z sous la commande

dl vérin pneumatique 284. La plaque 308 comporte des sur-

faces de portée 316 et 518 qui reçoivent des roulements à billes 320, 322 324 et 326 (Fig.5) et des roulements à billes 328 et 330 (Fig. 3) ainsi que deux rouleents à billes supplémentaires (non

représentés) pour cooprer avec le boîtier 280 du vérin pneumatique 284.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 4, le porteinstrument 60 porte un outil de coupe

62 constituant une fraise. Cet outil 62 comprend une tur-

bine pneumatique 340 logée dans un manchon 342 prévu à

l'intérieur du porte-instrument 60. Dans la forme de réa-

lisation préférée, la turbine pneumatique 340 tourne à une vitesse extrêmement élevée. Cette turbine pneumatique

340 comprend un mandrin 346 qui retient une pointe de cou-

pe 348, disposée dans un pied presseur 350 qui est vissé sur le porteinstrument 60. On peut donc régler ce pied

* presseur 350 pour pouvoir régler la distance dont la poin-

te 348 émerge du pied presseur 350, ce qui permet de

choisir la profondeur de coupe de la matière en feuille 40.

Dans le fonctionnement du porte-instrument 60

suivant l'invention, on peut obtenir une profondeur déter-

minée de pénétration dans la matière en feuille 40 ou de profondeur de descente à travers toute l'épaisseur de cette matière en feuille indépendamment des irrégularités du profil de la surface 38 de la table 36. De cette façon, même si la surface 38 de la table 36 n'est pas plane, le porte-instrument 60 suivant l'invention découpe la matière en feuille 40 sur toute son épaisseur ou éventuellement entaille cette matière 40 à une profondeur prédéterminée de manière que les pièces découpées dans cette matière en feuille 40 restent attachées au corps de cette matière en feuille et qu'on Duisse ultérieurement les en détacher

simolement en les poussant à la main à travers la feuille.

L'aptitude du porte-instrument 60 suivant l'in-

vention à compenser les irrégularités de la surface 38 de la table 36 est due au fait que le porte-instrument 60 est

capable de flotter sur la surface 38 combiné à la possi-

bilité de régler la distance dont la pointe de coupe 348 fait saillie audessous du pied presseur 350, lequel se

comporte comme un dispositif de butée pour régler la pro-

fondeur de la coupe exécutée dans la matière en feuille par la pointe decoupe 348. Par exemple, si la matière 40 a une épaisseur de 25,4 mm et si l'on désire découper entièrement des pièces dans cette matière 40, on peut ajuster le pied presseur 350 de telle façon que la pointe de coupe 348 émerge de 25,4 mm au-dessous du pied presseur 350. Grace à l'aptitude du porte-instrument 60 à flotter, le pied presseur 350 reste constamment maintenu à 25,4 mm au-dessus de la surface 38 de la table 36 et ne s'enfonce donc pas dans la surface 38 et, en même temps, l'outil ne

fera pas de coupe d'une profondeur inférieure à 25,4 mm.

Si l'on veut découper partiellement des mor-

ceaux dans la matière en feuille 40, on peut régler le

pied presseur 350 de manière que la pointe travaillante 348 âmer-

ge du pied presseur 350 d'une longueur prédéterminée inférieure à ,4 mm. De cette façon, le pied presseur 350 sera maintenu à cette distance prédéterminée au-dessus de la surface 38 grâce à la capacité

de flottement du porte-instrument 60, de sorte qle la pointe travail-

lente 348 ne découpera pas la matière en feuille 40 dans toute son épaisseur, quel que soit le profil superficiel de la table 36. La

seule variable à régler avec la machine suivant l'inven-

tion est la distance dont la pointe travaillante 348 fait

saillie sous le pied presseur 350, puisque toutes les va-

riables inconnues de la table 36 sont neutralisées par le

porte-instrument 60 suivant l'invention.

L'exposé donné plus haut est également applica-

ble à l'utilisation d'un porte-instrument 60 portant un dispositif traceur. Etant donné que le porte-instrument 60 flotte au-dessus de la _tèr? en feuille 40, le dispositif traceur sera toujours maintenu en contact constant avec le papier, pour éviter ainsi toute lacune dans le tracé ainsi que les pressions excessives exercées par le dispositif

traceur sur le papier et qui se traduiraient Dar des dé-

chirures du papJer.

Le porte-instrument 60 comprend en outre un cna-au 356 qui est vissé sur cet instrument 60. Le chaveau 3 Présente une ouverture destinée à recevoir un tube 64

qui achemine l'air à la turbine pneumatique 340 en prove-

nance d'une source. Le flux d'échappement de la turbine pneumatique 340 re.onte de l'extrémité inférieure de cette

turbine en circulant dans des gorges 360.

On décrira maintenant en se reportant maintenant aux Fig. 6, 7 et 8 le dispositif d'avance du papier suivant

l'invention ainsi que le buti 160 de la machine 20 utili-

sée dans son mode de travail en traçage. Dans ce mode de travail, dans lequel le porte-instrument 60 comprend une imprimante à jet d'encre, on peut utiliser en combinaison avec la table 36 un dispositif de fixation électrostatique pour retenir le papier en remplacement du dispositif de

fixation à dépression.

En se reportant tout d'abord à la Fig. 6, on voit qu'un rouleau 380 d'avance du papier est monté sur un arbre 382 qui tourillonne dans des éléments 386 et 388 du châssis. Un élément vertical 392 du châssis (Fig. 7) s'étend entre des éléments horizontaux 394 et 396 de ce chassis. Un élément horizontal 397 du châssis s'étend entre les É!éments 386 et 388. Sur une plaque 400 (Fig.8) est monté un arbre 402 qui porte un rouleau danseur 404 entre les é.. -en.ts 386 et 388 du châssis. L'arbre 402 est muni d'un pignon 408 qui engrène avec une crémaillère 410 fixée à l'élément horizontal 394 du châssis. La plaque 400 porte également des galets 414 (Fig. 8) de sorte que cette plaque peut coulisser le long de l'élément horizontal 394 du châssis. Cette plaque 300 porte également un guide 420 d'avance du papier (Fig. 6) qui s'étend entre les éléments

386 et 388 du châssis.

-I'élément 386 comprend une plaque de montage 428 et une plaque de montage 430. Un arbre 432 est relié

aux olaaues de montage 428 et 430 pour supporter un rou-

leau de papier 434. Les éléments 386, 392 et 396 du châs-

sis sont supportés dans un bâti principal qui comprend un élément 398, un élément horizontal 440, un élément vertical 442 et un élément de base 444. L'élément de base 444 du bâti est relié à des pieds de calage réglables 446

(Fig. 6). L'élément 596 du châssis est monté sur des ga-

lets 45È et 452 de façon à pouvoir se déplacer par rapport à l'élément de base 444 du bâti sous la commande d'un mo-

teur 456 dont le fonctionnement sera décrit ci-après.

Comme on peut le voir sur la Fig. 7, le méca-

nisme d'avance du papier suivant l'invention est actionné par les moteurs 74 et 76 (Fig. 1). Au tube 94 transmettant le couple est fixé un embrayage électrique 460 qui fait tourner une roue à chaîne 462. Cette roue à chaîne 462 attaque une chaîne 464 qui attaque elle-même une roue à chaîne 470. La rotation de la roue 470 fait à son tour tourner une roue à chaîne 472 (Fig. 6) qui entraîne une chaîne 474, laquelle entraîne à son tour une roue à chaîne 476. la roue à chaîne 476 entraîne l'arbre 382 pour faire tourner le rouleau 380 d'avance du papier. L'arbre

382 est ainsi entraîné à une vitesse constante sous l'ac-

tion des moteurs 74 et 76 (Fig. 1).

Un moteur 480 met en mouvement l'arbre 432 du rouleau de papier 434. Le moteur 480 fait tourner une roue à chaîne 482 qui attaque une chaîne 484. Cette chaîne 484 attaque une roue à chaîne 486 (Fig. 8) laquelle entraîne à son tour une roue à chaîne 488 (Fig. 7). La roue à chaîne

488 entraîne à son tour une roue à chaîne 490 pour entraî-

ner l'arbre 432 en rotation. La vitesse à laquelle le mo-

teur 480 est actionné est réglée par un transformateur

variable 500, lequel entraîne le moteur 480 par l'intermé-

diaire d'une courroie 502. La commande du transformateur variable 500 est assurée par un capteur optique 504 monté sur l'élément 392 du châssis. Le capteur 504 capte la

position du rouleau danseur 404 qui constitue une indica-

tion de la tension avec laquelle le papier est acheminé entre le rouleau danseur 404 et le guide 420 de l'avance

du papier.

le déplacement latéral de l'élément 398 du châs-

sis qui, à son tour, fixe la position du bord du papier par rapport à la surface 38 de la table 36 à fixation par dépression, est commandé par un moteur 456. Ce moteur 456 entraîne un arbre 506 en rotation pour faire tourner une vis sans fin 508 à laquelle l'arbre 506 est accouplé par l'intermédiaire d'une poulie 510. La rotation de la vis 508 se traduit par le vissage de cette vis à travers un écrou 512 pour déplacer latéralement l'élément 398 du

châssis. Une tige 514 joue le rôle d'une butée pour l'é-

crou 512. La commande du moteur 556 est assurée par deux

détecteurs de bord 520 (Fig. 7) qui répondent à une pres-

sion pneumatique et sont adjacents à la surface supérieure 38 de la table 36 à fixation par dépression. Les détecteurs

de bord 520 peuvent comprendre, par exemple, un interrup-

teur à pression modèle PSF 103A-2 fabriqué par Fairchild Industrial Products de Commack, New York. Les détecteurs de bord 520 répondent à une pression pneumatique dirigée vers le bord du papier pour transmettre un signal au moteur 456.

Un mécanisme d'avance analogue à celui repré-

senté sur les Fig. 6, 7 et 8 est prévu à l'extrémité 36a de la table 36 pour réenrouler le papier après le passage de ce dernier sur la surface 38 de la table 36 et après l'exécution de l'opération de traçage. Le mécanisme de

réenroulement n'utilise pas d'embrayage 460 et, par con-

séquent, le mécanisme d'entraînement suivant l'invention ne peut pas être utilisé pour faire avancer le papier en

partant de l'extrémité 36a de la table 36.

La Fig. 9 illustre la table 36 suivant l'inven-

tion. Cette table 36 est formée de couches stratifiées telles que, par exemple des couches d'une mousse qui peut

être la mousse "Styro foam type SiM"i qui constitue une nuan-

ce de mousse de polystyrène utilisable pour la construction.

Dans la forme préférée de réalisation, on utilise six cou-

ches de cette mousse qui comprennent les couches 542, 544,

546, 548, 550 et 552 pour former un bloc monolithique stra-

tifié désigné dans son ensemble par la référence 560 pour

constituer la table 36. Chaque couche du bloc 560 est com-

posée de segments; par exemple, la couche 546 comprend les segments 546a. 546b, 546c et 546d de mousse qui sont reliés en un seul bloc au moyen d'une résine époxy telle

que les résines de ce type utilisées en construction aé-

ronautique.

Contre la face supérieure de la couche de mous-

se 542 est disposée une couche de tissu, par exemple de Dacron ou de fibre de verre 562. Contre la couche 562 est disposée une couche de Formica 564. La couche 562 augmente la rigidité de la couche de Formica 564 et améliore la

résistance de cette couche.

Contre la face inférieure de la couche de mous-

se 552 est disposée une couche de tissu 566 telle qu'une couche de tissu de Dacron ou de fibre de verre. Contre la face inférieure de la couche 566 est disposée une couche

de Formica 570.

Une importante caractéristique de la table 36 suivant l'invention consiste dans la nature de la surface supérieure 38 de cette table, qui est disposée sur la surface supérieure de la couche de Formica 568. la surface supérieure 38 est constituée par une feuille poreuse 574 relativement mince, qui peut être constituée, par exemple par une matière utilisable comme doublure de chaussure,

constituée par une feuille de matière plastique de la mar-

que Porox fabriquée par la Porox Division de Glasrock de Fairburn, Georgie. La feuille 574 peut être facilement

remplacée si elle vient à être endommagée par une opéra-

tion de découpage ou de traçage exécutée au moyen de la

machine à commande automatique 20 (Fig. 1).

Le bloc 550 composé des couches de mousse 542, 544, 546, 548, 550 et 552 ainsi que des couches de tissu 562 et 566 et des couches de Formica 564 et 570 présente une série de trous qui traversent tous ces éléments dans le même alignement, de sorte que, lorsqu'une dépression

est transmise à la table 36, un flux d'air circule à par-

tir de l'espace situé sous la couche de Formica 570 à travers la feuille 574 de la surface 38 de la table 36 de sorte qu'une force descendante est appliquée à la matière en feuille 40 pour maintenir cette matière en position

fixe sur la surface de la table 36.

Un important aspect de la table 36 consiste

dans i'utlissation d'une feuille 574 qui possède une fai-

ble porosité en qualité de couche supérieure, en combinai-

son avec plusieurs feuilles de plus forte porosité qui

ccznsituent les couches inférieures. Ceci permet d'engen-

drer une dépression plus uniforme sur toute la surface de la table 36 afin de retenir les pièces découpées ainsi que la matière en feuille de sorte qu'il n'est pas nécessaire que la table 36 soit recouverte sur toute sa surface. La table 36 suivant l'invention utilise une forte dépression lo à un débit r'lat-ivement bas pour assurer les avantages

obtenus suivant l'invention. Un débit d'environ 2 800 li-

tres à la minute à une pression d'environ 2,26 mètres de

hauteur d'eau s'est révélé satisfaisant.

La retenue de la matière en feuille et des pDi-

ces découpées est obtenue suivant l'invention en laissant passer un débit minimal d'air à travers la surface de la table lorsque cette surface n'est pas recouverte par la matière en feuille, pour maintenir par ce moyen une forte différence de pression entre la source de dépression et la surface de la table. Lorsqu'une matière en feuille ou une pièce découpée est placée sur la surface de la table, cette forte différence de pression enfonce légèrement la matière en feuille ou la pièce découpée dans la couche superflicielle de la table pour assurer la grande force de

retenue désirée.

Pour la fabrication de la table 36, on presse

les couches les unes contre les autres au moyen d'une ré-

sine époxy lue l'on fait durcir en même temps que l'on applique une dépression à toutes les couches. Le procédé de fabrication suivant l'invention permet de donner à la table 36 une surface extrêmement plate. Dans ce procédé,

on dispose sur une surface de référence telle qu'une pla-

que de verre le corps 560 et les couches de résine époxy d'assemblage, ainsi que la feuille 574, cette feuille 574 étant en contact avec la plaque de verre. Le bloc 560 est inversé par rapport à la position qu'il occupe dans la

table 36, de sorte que la plaque de verre se trouve au-

dessous de la face supérieure de la feuille 574. Ensuite, on enferme le bloc 560, la feuille 574 et la plaque de verre dans une matière non poreuse et on fait le vide de sorte que le bloc 560 et la feuille 574 sont plaqués sur la plaque de verre. La dépression agit comme une presse mécanique pour comprimer toutes les couches du corps 560 et la feuille 574, en donnant à cette dernière une surface extrêmement plate, qui prend les caractéristiques de la

surface plane de la plaque de verre.

Les matières constituant la table 36 sont choi-

sies de façon à être thermiquement compatibles. Ces ma-

tières comprennent les couches de mousse, la résine époxy et le caisson qui sera décrit plus bas en regard de la Fig. 10. Les couches de mousse sont relativement minces et sont disposées dans des directions croisées, comme on l'a indiqué sur la Fig. 9, afin de réduire à un minimum

l'effet de mémoire de la matière de ces couches. Les cou-

ches forment donc ainsi une structure monolithique ou uni-

taire qui possède un coefficient d'absorption d'humidité constant et des coefficients thermiques compatibles de sorte que la table 36 ne subit qu'une tendance minime au

gauchissement.

La Fig. 10 représente le bloc 560 de la table 36 disposé dans un caisson désigné dans son ensemble par

la référence 590. Le caisson 590 comprend une paroi laté-

rale 592 et des parois terminales 594 et 596. Le caisson 590 comprend également un fond 598. Le caisson 590 peut tre réalisé, par exemple en bois contreplaqué qui est traité pour être rendu étanche de manière-que le caisson 590 ne présente pas de fuites de vide. Entre le fond 598 et la surface inférieure de la couche de Formica 570 du bloc 560 est interposé un intervalle d'air 600 qui joue le rôle de collecteur. La chambre 600 sert à répartir le vide

dans toute la masse du bloc 560 de la table 36.

Le vide est appliqué par quatre orifices de vide dont deux sont représentés sur la Fig. 10 et désignés par les références 602 et 604. La dépression est fournie

par une source de dépression non représentée, par l'inter-

médiaire de tuvaux d'air 608 et 610. La dimension de la

chambre coilectrice 600 est choisie de manière que la dé-

pression créée dans la table 36 puisse être rapidement supprimée pour permettre de séparer la matière en feuille de la surface 38 de la table 36 lorsqu'une opération de

découpage ou-de traçage a été exécutée par la machine 20.

La table 36 est montée sur le bâti 440 au moyen de plaoues de montage 612 et 614 fixées à la face infé- rieure du fond 598 du caisson 590. Les plaques de montage 612 et 614 reçoivent des vis 616 et 618 qui se vissent dans des trous du bâti 440. La source de dépression (non représentée) peut être logée au-dessous de la table 36,

dans le bâti 160 (Fig. 1).

Il est donc visible que le mécanisme d'entraîne-

ment suivant l'invention pour une machine à commande auto-

matique comprenant des chariots qui servent à fixer la position d'un instrument assure à la fois la précision du

fonctionnement et la simplicité de la construction. L'uti-

lisation de bandes pour déterminer la position du chariot garantit le fonctionnement d'un mécanisme d'entraînement fiable, sans entretien et relativement peu coûteux. Le

mécanisme d'entraînement suivant l'invention est par ail-

leurs silencieux en fonctionnement ainsi que léger.

On peut également voir que le porte-instrument suivant l'invention maintient un instrument à une distance prédéterminée au-dessus de la surface de travail d'une

table et de la matière en feuille indépendamment des ir-

régularités du profil de la- table ainsi que des irrégula-

rités de l!éaisseur de la matière sur laquelle il s'agit de travailler. Le porte-instrument suivant l'invention maintient iune force constante entre le porte-instrument

et la surface de travail de la table de sorte que le porte-

instrument flotte pratiquement au-dessus de la surface de

la table pour maintenir une force constante entre l'ins-

trument et la matière en feuille sur laquelle on travaille.

On peut également voit que la table à dépression suivant

l'invention cormposée de parties stratifiées donne une ta-

ble qui est plate, légère et insensible aux effets des variations de l'humidité, ce qui réduit le gauchissement à une valeur minime. L'utilisation d'une forte différence de pression donne une grande capacité de fixation et ne nécessite pas que la totalité de la surface de la table soit recouverte par la matière en feuille pour retenir cette matière en feuille sur la surface de la table. La table à dépression suivant l'invention est par ailleurs

d'une fabrication économiiq-ue et n'exige aucun entretien.

Claims (6)

- REVENDICATIONS -

1 - Porte-instrument pour une machine comportant un ins-

trument à commande automatique dans laquelle une matière en feuille est étendue sur une surface-support d'une table et o un chariot mobile est supporté au-dessus de la matière en feuille pour positionner un instrument qui peut travailler sur

différentes régions de la matière en feuille étendue, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens-supports (308, 310, 270)

pour son montage sur le chariot (50) lui permettant de se dé-

placer verticalement par rapport à la matière en feuille dis-

posée sur la table (36); des moyens (68) interposés entre le porteinstrument et le chariot pour supporter l'instrument, par l'intermédiaire d'un fluide, en position réglable au-dessus de la matière en feuille de façon à entretenir une force à peu près constante entre l'instrument (62) et la matière en feuille pendant le fonctionnement de l'instrument; et une butée (350)

solidaire du porte-instrument, destinée à glisser sur la ma-

tière en feuille pendant le fonctionnement de l'instrument de

façon à limiter la distance séparant l'instrument de la sur-

face (38) de la table (36) afin de permettre de commander sé-

lectivement la profondeur à laquelle l'instrument (62) pénètre

dans la matière en feuille (40)-.

2 - Porte-instrument suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce que la butée présente un trou à travers lequel l'instrument émerge d'une distance prédéterminée pour pénétrer

dans la matière en feuille, cette butée étant réglable de ma-

nière à fixer cette distance prédéterminée.

3 - Porte-instrument suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens servant à

monter l'instrument dans le porte-instrument.

4 - Porte-instrument suivant l'une des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour le montage du

porte-instrument comprennent des galets.

- Porte-instrument suivant l'une des revendications 1

à 4, caractérisé en ce que les moyens interposés entre le porteinstrument et le chariot pour supporter l'instrument en

position réglable et par l'intermédiaire d'un fluide compren-

nent un vérin à fluide réglable (280).

6 - Porte-instrument pour une machine comportant un instrument à commande automatique dans laquelle une matière en feuille est étendue sur une surface-support d'une table et o un chariot mobile est supporté audessus dela matière en feuille pour fixer la position de l'instrument qui travaille sur différentes régions de la matière en feuille, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison servant à relier

l'instrument (62) au chariot (50), ces moyens de liaison don-

nant à l'instrument une suspension à fluide réglable de ma-

nière à maintenir une force réglable prédéterminée à peu près constante entre l'instrument et la matière en feuille; et des moyens fixés au porteinstrument (60) et présentant un trou

à travers lequel l'instrument émerge d'une distance prédéter-

minée, cette distance prédéterminée étant sélectivement com-

mandée par les moyens montés sur le porte-instrument pour éta-

blir une distance fixe entre l'instrument et la surface de la table et, de cette façon, régler sélectivement la profondeur à laquelle l'instrument pénètre dans la matière en feuille (40) indépendamment des irrégularités de la surface de la

table.

7 - Porte-instrument suivant la revendication 6, carac-

térisé en ce que les moyens de liaison comprennent un vérin

pneumatique à double effet (284).