FR2478510A1

FR2478510A1 - Dispositif de coupe pour pieces de forme tridimensionnelles

Info

Publication number: FR2478510A1
Application number: FR8105882A
Authority: FR
Inventors: Walter Roder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1981-09-25
Also published as: CA1152571A; IT1135706B; DE3011244A1; DE3011244C2; GB2074084B; SE8101813L; US4465919A; IT8120672A0; FR2478510B1; JPS6229154B2; JPS5719194A; SE442490B; GB2074084A

Abstract

UN DISPOSITIF POUR COUPER LES RIVES DE - ET POUR FAIRE DES DECOUPES DANS DES PIECES INDIVIDUELLES ET PEUT ETRE EQUIPE DE FACON SIMPLE POUR TOUTES LES FORMES ET TAILLES DE PIECES DE FORME QUI SE PRESENTENT. IL EST PREVU DANS CE BUT UN MANNEQUIN CREUX 1 COMPLEMENTAIRE DE LA PIECE DE FORME CREUSE POUR RECEVOIR, EN REALISANT UNE LIAISON DE PAR LA FORME, CETTE PIECE DE FORME, AVEC POSSIBILITE DE LE CHANGER. AUX EMPLACEMENTS DES RIVES ET DES DECOUPES A DECOUPER, LE MANNEQUIN COMPORTE DES FENTES CONTINUES 4 ET DES DECOUPES CORRESPONDANTES. DE PLUS A LA PIECE DE FORME 1 CORRESPOND UN DISPOSITIF DE COUPE AU LASER 20 DE FACON TELLE QUE PIECE DE FORME ET TETE A RAYON LASER 19 PUISSENT SE DEPLACER L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE LE LONG DES FENTES OU LE LONG DES ARETES DE DECOUPES DE LA PIECE DE FORME.

Description

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La présente invention se rapporte à un dispositif pour couper les rives de - et pour faire des découpes dans des pièces

de forme creuses tridimentionnelles.

Des dispositifs de ce genre sont utilisés pour exécuter des coupes dans des plans perpendiculaires l'un à l'autre, comme celles qui apparaissent typiquement sur des pièces de forme en plastique pour véhicules, par exemple des tableaux de bord, des pièces de pavillon, des tapis-de sol et de coffre, des habillages de tunnel d'arbre à cardan et autres semblables. Dans ce cas il faut entreprendre, sur les pièces de forme relativement minces s'étendant dans les trois dimensions, aussi bien des découpes de rive tridimensionnelles compliquées que des découpes traversantes sur de nombreuses zones de surface, partiellement irrégulières, des

pièces de forme. Ces découpes peuvent être non seulement perpendi-

culaires à la surface de la pièce de forme, ou perpendiculaires à la tangente dans le cas de zones à surface courbe, mais peuvent également être disposées obliquement par rapport à la paroi de la pièce de forme. Comme, en ce qui concerne ces pièces de forme, il s'agit régulièrement depièces massives, les découpes ne peuvent

pas être exécutées à la main, mais doivent l'être mécaniquement.

Dans un dispositif de coupe connue étudiée dans ce but (DE-AS 24 00 897), il est prévu un grand nombre d'éléments de coupe chauffants, qu'un dispositif à vérin peut déplacer, ces dispositifs à vérin étant disposés de façon adaptée à l'allure de la pièce de forme. Les lignes de coupe sont donc respectivement réparties en un grand nombre de coupes individuelles. Ce dispositif de coupe connu se compose donc d'un grand nombre de composants qu'il faut

rapporter, bien alignés l'un par rapport à l'autre avec une dépen-

se notable et une grande précision. De plus, les pièces de ce dis-

positif ne sont adaptées à l'allure que d'une seule pièce de forme ce qui fait que pour chaque pièce de forme de conception différente il faut utiliser un dispositif de découpe complètement différent

d'une construction également coûteuse.

L'invention a pour objet de réaliser un dispositif de découpe du type mentionné au début, qui puisse se réaliser avec peu de pièce et qui puisse être équipé de façon simple pour toutes les

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formes et les dimensions de pièce de forme qui peuvent se présen-

ter. Selon l'invention l'objet indiqué est atteint par le moyen qu'il est prévu un mannequin creux complémentaire de la pièce de forme creuse, pouvant être changé pour recevoir, avec liaison de par la forme, la pièce de forme, mannequin comportant aux emplacements des rives et des découpes à couper des fentes traversantes ou des découpes correspondantes; et qu'il correspond au mannequin un dispositif de découpe au laser de façon telle que mannequin et tête à rayon laser puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre le long des fentes et/ou le long des arêtes des

découpes du mannequin.

Le dispositif selon l'invention ne comporte qu'un seul élément de coupe, à savoir un dispositif de coupe au laser, dont le rayon laser produit, le long des fentes et éventuellement des arêtes de découpe, une arête de coupesprécises, régulières et non fibreuses. Le rayon laser y pénètre l'épaisseur des matériaux de la pièce de forme en passant à travers les fentes et les découpes du mannequin qui maintient avec précision la pièce de&forme. Pour

passer à une autre pièce de forme, il suffit de changer de manne-

quin et d'adapter en conséquence l'asservissement du déplacement relatif entre la pièce de forme et le dispositif de coupe au laser au dessin de coupes ou au dessin des fentes et éventuellement aussi à la position des évidements. Le mannequin peut être aussi bien d'une forme essentiellement convexe sur laquelle la pièce de forme

vient s'enfoncer avec précision; ou être de forme concave c'est-à-

dire en forme d'auge dans laquelle la pièce de forme vient se lo-

ger en s'adaptant avec précision à la périphérie.

Pour procurer au mannequin, ainsi divisé par les fentes prévues pour permettre la découpe des rives de la pièce de forme, la résistance nécessaire, il est prévu, dans la suite de l'idée de l'invention, gue les parties du mannequin séparées par les fentes sont rigidement reliées l'une à l'autre, sur la face opposée à la tête à rayon laser et par des éléments de pompage que ce

rayon laser ne peut pas atteindre.

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Il est de plus important pour l'invention que les fentes et éventuellement les découpes du mannequin sont recouvertes, face

opposée à la tête au rayon laser par des éléments de blindage résis-

tants au laser et fixés à une certaine distance de la paroi du man-

nequin. Ces éléments de blindage ont pour rôle de limiter la pro-

fondeur de pénétration de rayon laser dans le mannequin et de pié-

ger ce rayon laser avant qu'il n'arrive sur d'éventuels composants.

Il est avantageux que le mannequin présente une paroi fermée, uniquement interrompue par les fentes et éventuellement les

découpes et moulée en un matériau choisi dans le groupe bois, plas-

tique, amiante, métal et combinaisons de ces matériaux. Mais il peut également être judicieux que le mannequin soit moulé à partir

d'une paroi à structure en treillis ou autres semblables, par exem-

ple à partir d'un treillis de fils d'acier.

Pour évacuer les gaz et les vapeurs qui se produisent lors de la coupe au laser, il est avantageux que le mannequin soit

fermé par dessous par une paroi à laquelle est raccordé un disposi-

tif d'aspiration.

Dans la suite de l'idée de l'invention, le mannequin et/ ou la tête à rayon laser sont disposés de façon à se placer pour un déplacement relatif et tridimensionnel asservi à un programme. Il est possible ici de déplacer le mannequin sous la têtre à rayon

laser fixe, selon le guidage de la coupe et selon l'angle de l'arê-

te de coupe désirée, ou de guider la tête à rayon laser selon l'arête de coupe désirée, le mannequin restant fixe. Mais il est également possible de répartir entre la tête à rayon laser et le mannequin les composantes de déplacement nécessaires pour obtenir le déplacement relatif tridimensionnel. Par exemple la tête à rayon

laser peut être guidée en mode télescopique dans la direction ver-

ticale, avec possibilité de rotation autour de l'axe télescopique et dans la position oblique, réglable, désirée, l'ensemble de coupes au laser restant fixe, tandis que le mannequin est rapporté sur une table qui peut se déplacer dans toutes les directions d'un

plan. La tête à rayon laser possède donc ici trois degrés de li-

berté de déplacement-tandis que le mannequin en présente deux, de sorte qu'il existe au total cinq degrés de liberté de déplacement

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qui permettent d'atteindre chaque point du mannequin ou de la pièce

de forme.

Dans une forme préférée d'exécution, il est prévu que le mannequin est fixé à l'extrémité de travail d'un manipulateur à programmation libre comportant cinq degrés de liberté de déplace-

ment, tandis que la tête à rayon laser est disposée de façon fixe.

Des manipulateurs de ce type, dénommés robots industriels, sont

des dispositifs usuels du commerce à qui leur possibilité de pro-

grammation libre et leur extrême mobilité-permet de réaliser tous les contours de coupe qui peuvent apparaître sur des pièces de forme des types les plus différents. Pour passer à des pièces de forme différentes, il suffit simplement de changer chaque fois le mannequin et le programme qui asservit les déplacements par rapport à la tête de coupe au laser. Il est possible de modifier rapidement

ces programmes lorsque cela est rendu nécessaire par des modifica-

tions correspondantes sur les pièces de forme.

Mais dans le cadre de l'invention, il est également pos-

sible de concevoir le dispositif de coupe au laser, pour permettre

le déplacement de la tête à rayon laser, sur le type d'un manipu-

lateur à programmation libre, tandis que c'est le mannequin qui

est disposé de façon fixe.

Le mannequin creux ne doit pas obligatoirement avoir la forme d'un corps creux fermé constitué de deux parties reliées l'une à l'autre par un entretoisement interne du fait de la fente périphérique prévue pour la découpe des rives de la pièce de forme, mais, dans la suite de l'idée de l'invention, on peut également avoir une disposition telle que le mannequin et la tête à rayon laser, pour la découpe des rives de la pièce de forme puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre le long de l'arête extérieure du mannequin. Dans cette forme d'exécution, le mannequin a à peu près l'allure d'une coque ouverte, la rive extérieure de la coque suivant à peu près le contour de l'arête de coupe en rive désirée de la pièce de forme. Etant donné le dispositif extrêmement simple ainsi conçue, pour obtenir le déplacement relatif mentionné, on

peut fixer son mannequin avec l'extrémité de travail d'un manipu-

lateur à programmation libre, tandis que c'est la tête à rayon laser qui reste fixe. Mais on peut également adopter la disposition

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inverse des éléments, le dispositif de coupe au laser étant conçu à la façon d'un manipulateur à programmation libre, pour assurer

le déplacement de sa tête à rayon laser, tandis que c'est le manne-

quin qui reste fixe. Il est également possible de répartir les de-

grés de liberté de déplacement entre un support du mannequin et le

dispositif de coupe au laser.

Selon une autre réalisation de l'invention, la disposi-

tion peut être telle qu'au mannequin correspond un serre-pièce et que la pièce de forme peut être bridée entre le mannequin et le serre-pièce, en réalisant une liaison de par la forme. Cette forme d'exécution se met en oeuvre avantageusement là o on a à découper des pièces de forme en matériau non rigide, de forme instable. Du fait que l'on obtient de cette façon un bridage entre le mannequin

et le serre-pièce de forme correspondante, ces pièces de forme ins-

tablesprennent également une excellente stabilité de forme pour la coupe en rive lors de l'utilisation de mannequins ouverts en forme

de coque.

La fixation de la pièce de forme à découper et du serre-

pièce peut se faire de différentes façons. Il est judicieux de fixer l'un contre l'autre, au moyen de ventouses, les mannequins,

la pièce de forme et le serre-pièce. Mais cette situation peut éga-

lement se faire en utilisant des électro-aimants appropriés ou par

une fixation mécanique quelconque.

Il est avantageux de choisir la disposition o on peut

appuyer le serre-pièce contre la pièce de forme logée sur le man-

nequin au moyen de l'extrémité de travail d'un manipulateur. Si l'on déplace alors l'ensemble constitué du mannequin, de la pièce de forme qui s'y trouve et du serre-pièce par rapport à la tête à rayon laser fixe, les organes de manipulation, qui attaquent d'une

part les pièces de forme et d'autre part le serre-pièce, accomplis-

sent les déplacements synchronisés qui maintiennent la pression

entre le mannequin et le serre-pièce, la pièce de forme étant pla-

cée entre les deux, pendant toute la durée du cycle de déplacement.

Si l'on utilise un mannequin ouwert en forme de coque

et éventuellement un serre-pièce de forme correspondante, une dis-

position judicieuse consiste en ce que, la tête à rayon laser étant

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fixe et le mannequin étant déplacé par un manipulateur, en face de

la tête à rayon laser est disposé un tube d'aspiration réglable.

A l'aide du tube d'aspiration, qui peut être fabriqué en un maté-

riau résistant au laser, on aspire les vapeurs provenant de la coupe au laser, bien que le mannequin soit ouvert. Le dispositif de coupe selon l'invention convient pour

tout matériau pouvant se découper au laser et dont l'épaisseur per-

met cette découpe au laser. Lorsqu'on utilise le dispositif selon

l'invention pour des pièces de forme de véhicules, ce sont princi-

palement des plastiques que l'on a à découper, ainsi que des mous-

ses de plastique et des papilles synthétiques. Ces pièces de forme

sont moulées ou pressées sans les évidements et avec des rives ex-

térieures de forme imprécise et doivent être reprises pour une dé-

coupe tridimensionnelle selon les formes précises. Dans tous les cas la mise en oeuvre du dispositif de découpe selon l'invention donne des coupes reproduites types à volonté, exactes, régulières et non fibreuses, éventuellement mène sur des pièces de tôle de forme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

seront mieux compris avec la description qui va suivre de plusieurs

exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente un mannequin en vue de devant, la figure 2 représente le mannequin de la figure 1 en vue de côté, la figure 3 représente le mannequin des figures 1 et 2 en vue de dessus, la figure 4 est une coupe partielle du mannequin selon la ligne IV-IV de la figure 2, la figure 5 représente un mannequin rapporté sur un robot industriel en face d'un dispositif fixe de coupe au laser, la figure 6 représente un dispositif mobile de coupe au laser avec un mannequin rapporté fixe, la figure 7 représente un dispositif mobile de coupe au laser avec un mannequin mobile, la figure 8 est une coupe d'un mannequin en forme d'auge dans laquelle est logée une pièce de forme, avec tête à rayon laser, la figure 9 est une vue en coupe d'un mannequin ouvert,

en forme de coque, rapporté à l'extrémité de travail d'un manipula-

teur, avec pièce de forme maintenue contre ce mannequin, la figure 10 est une vue en coupe semblable à la figure 9, avec serre-pièce prévue en plus,

la figure Il est une vue de devant d'un mannequin sem-

blable à la figure 1, avec pièce de forme à découper enfoncée sur ce mannequin et serre-pièce rapporté par dessus et la figure 12 est une coupe semblable à la figure 8 avec pièce de forme logée dans le mannequin et serre-pièce logé dans la

pièce de forme.

Le mannequin creux convexe 1 représenté sur les figures 1 à 3, pour recevoir, dans une liaison de par la forme, une pièce de forme en forme d'auge (non représentée) se compose d'une partie

supérieure 2 et d'une partie inférieure 3 séparées l'une de l'au-

tre par la fente 4 périphérique et continue, prévue pour la dé-

coupe en rive de la pièce de forme. Comme éléments de pontage pour assurer la liaison fixe des deux pièces 2 et 3, sont prévues un

certain nombre d'entretoises 5 ou autres semblables, dont quel-

ques unes sont représentées en tireté sur la figure 2. La pièce de

forme peut être obtenue par formage à partir d'un matériau appro-

prié de forme rigide, par exemple par injection de plastic ou par

moulage de métal, par exemple de l'aluminium.

En dehors de la fente 4, dont le contour est plusieurs

fois brisé, il est encore prévu sur la partie supérieure 2 du man-

nequin quelques découpes 6 de formes différentes. La ligne en ti-

reté faite sur la partie inférieure 3 des figures 1 et 2 indique à peu près l'arête de bordure, avant découpe en rive, de la pièce de forme qui vient s'enfoncer sur le mannequin 1. A l'extrémité inférieure du mannequin est dessinée sur la figure 2 une paroi 8 qui ferme vers le bas ce mannequin. Sur cette paroi est fixé un

manchon tubulaire 9 qui communique avec le volume creux du manne-

quin et permet l'aspiration hors du volume creux des gaz et des vapeurs qui se produisent lors de la coupe au laser. On peut de

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plus prévoir dans la paroi une trappe 10 pour l'évacuation des chutes provenant des découpes 6 qui tombent dans le volume creux

lors de la coupe.

De façon appropriée, mais non représentée, le mannequin 1 est fixé, dans une position définie par rapport au dispositif de

coupe au laser, sur un bâti (non représenté) ou sur une table mo-

bile placée sur ce bâti ou autres semblables. Mais il peut égale-

ment être fixé à l'extrémité de travail d'un robot industriel,

comme on va le décrire en se référant à la figure 5.

Comme cela apparaît sur la figure 4, dans le volume creux du mannequin I à une certaine distance par rapport à la

paroi de ce mannequin se trouve un élément de blindage Il résis-

tant au laser, par exemple en amiante ou en argile réfractaire.

Cet élément de blindage 11, qui suit la fente 4 sur toute sa lon-

gueur, est fixé de façon appropriée dans le volume creux, par exemple à L'aide d'éléments de pontage (entretoises 5 ou autres semblables) qui relient rigidement l'une à l'autre la pièce supérieure etlapièce inférieure 2, 3. Mais l'élément de blindage Il peut être lui-même conçu comme élément de pontage. Des éléments de blindage correspondants se trouvent également en face

de chacune des coupes 6.

Dans le cas de la forme d'exécution de l'ensemble du dispositif représentée sur la figure 5, le mannequin I se trouve à l'extrémité de travail 12 d'un robot industriel, repéré de façon générale par le nombre 13, qui permet des déplacements en rotation

selon trois axes (flèches 14, 15, 16) et des déplacements en trans-

lation sur deux axes (flèches 17, 18), et qui dispose donc au to-

tal de cinq degrés de liberté de déplacement. A l'aide de ces pos-

sibilités combinées de déplacement, on peut exposer chaque point de la surface du mannequin I ou de la pièce de forme qui s'y trouve enfoncée en face de la tête à rayon laser 19, fixe, et en face du

dispositif de coupe au laser 20 qui se trouve dans une position dé--

finie par rapport au- robot industriel 13.

La forme d'exécution sur la figure 6 présente un dispo-

sitif de coupe au laser 20', qui peut se déplacer selon toutes les directions dans un plan (flèches 21, 22) et un mannequin l rapporté

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en position fixe sur une table 28. La tête à rayon laser 19' se

trouve à l'extrémité d'un mécanisme télescopique 27 tournant (flè-

che 25) et de longueur variable (flèche 26), avec possibilité de

pivotement de 270 ou plus (flèche 24) autour de l'axe 23, de sor-

te que le dispositif permet de disposer également de cinq degrés de liberté de déplacement, représentés par les flèches 21, 22, 24, et 26, et donc d'atteindre chaque point qui se trouve sur le

mannequin et sur la pièce de forme.

La forme d'exécution de la figure 7 offre des possibi-

lités comparables. Ici sur le dispositif, fixe, de coupe au laser, ", est également prévu un mécanisme télescopique 27 tournant

(flèche 25) et de longueur variable (flèche 26) à l'extrémité in-

férieure duquel est rapportée la tête à rayon laser 19', qui peut pivoter (flèche 24) de 2700 ou plus. En face se trouve le mannequin 1 rapporté sur un chariot support 29 qui peut se déplacer selon toutes les directions dans un plan (flèches 21, 22) sur une table non représentée. On obtient donc également de cette façon, pour cette forme d'exécution, cinq degrés de liberté de déplacement

pour le déplacement relatif de la surface de la pièce de forme.

Dans toutes les formes d'exécution possibles du dispo-

sitif, on préfère un asservissement qu'il suffit d'asservir une seule fois et qui est mémorisable, qui met également en circuit et

hors circuit le rayon laser et qui ramène chaque fois à la posi-

tion de départ la pièce de forme terminée de reprise pour garnir

à nouveau le mannequin. Bien entendu, une entrée programmée par or-

dinateur est également possible. Les fentes 4 pour le passage du

rayon laser à travers la paroi du mannequin ainsi que les évide-

ments 6 peuvent être déjà découpés sur le mannequin à l'aide du

rayon laser asservi, dans la mesure o l'on utilise pour le manne-

quin un matériau qui peut se découper au laser.

Toutes les formes d'exécution peuvent être prévues avec une table coulissante ou tournante ou, dans le cas de l'exécution de la figure 5, avec un deuxième robot industriel, permettant d'alimenter alternativement le dispositif de coupe au laser avec deux mannequins pendant la dépose des pièces de forme découpées et

la pose des pièces de forme non découpées.

Le mannequin 1' représenté sur la figure 8 comporte une partie extérieure 30 et une partie inférieure 31 séparées l'une de

l'autre par une fente 4' continue et périphérique et formant ensem-

ble un mannequin en forme d'auge pour recevoir une pièce de forme 32. Comme élément de pontage, il est à nouveau prévu les entretoi-

ses 5'. En face de la fente 4 et éventuellement en face des décou-

pes 6', se trouve à nouveau un élément de blindage Il' résistant au laser. Pour le reste le mannequin 1' correspond, en conception

et en disposition, au dispositif d'ensemble déjà décrit en se réfé-

rant aux figures Ià 4. Dans ce cas également le mannequin est fermé par une paroi 8' qui permet le raccordement d'un manchon

d'aspiration et l'installation de trappes d'évacuation.

Sur toutes les formes d'exécution possibles du mannequin on peut prévoir, en plus de la fixation des pièces de forme de par la forme, des moyens mécaniques convenables. On peut également utiliser une fixation de la pièce de forme sur le mannequin par ventouse, par exemple par l'intermédiaire de l'aspiration des gaz

et des vapeurs.

A la place des découpes 6 entièrement planes décrites,

on peut également avoir une fente périphérique 33 (figure 7) cor-

respondant aux arêtes de découpes, la plaquette 34, encadrée par la fente 33, étant fixée de l'intérieure c'est-à-dire depuis le volume creux du mannequin 1, par des entretoises ou autres semblables (non représentées). Dans cette exécution, les chutes découpées à partir des pièces de forme ne peuvent pas tomber dans le volume creux du mannequin.

Dans la forme d'exécution du dispositif décrite par ré-

férence aux figures 6 et 7, il est nécessaire de dévier le rayon laser lors de son passage depuis le dispositif télescopique 27 dans la tête à rayon laser 19'. On va décrire en se référant à la figure

6 la conception prévue dans ce but de ce dispositif. Cette dévia-

tion se fait sur une paire de miroirs 35, 36 dont l'un 35 est dis-

posé de façon fixe à l'extrémité libre du mécanisme télescopique 27, au point d'intersection de rayon laser 37a dans le mécanisme télescopique et de l'axe 23, en faisant un angle de 450 par rapport

à l'axe, tandis que l'autre miroir 36 est disposé au point d'inter-

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section de l'axe 23 avec le rayon laser 37b dans la tête à rayon laser 19', également en faisant un angle de 450 par rapport à l'axe 23, fixe dans la tête à rayon laser mais pouvant pivoter ou tourner avec celle-ci autour de l'axe 23, cet axe 23 passant par les centres des deux miroirs 35, 36. Du fait de cette disposition, le rayon laser 37a qui traverse le mécanisme télescopique 27 en direction verticale est dévie de 90 sur le miroir 35, de sorte qu'il poursuit tout d'abord horizontalement en co3ncidence avec l'axe 23, jusqu'à ce qu'il soit également dévié de 90 sur le miroir 36, pour traverser alors la tête à rayon laser 19' avec son tracé pivotant 37b. La déviation ainsi décrite du rayon laser est maintenue dans toutes les positions de pivoteènt de la tête

à rayon laser 19'.

Dans la forme d'exécution du dispositif décrite en re-

lation avec la figure 6, une variante préférée du dispositif de

coupe au laser 20' peut consister en ce qu'à la place du déplace-

ment linéaire possible du dispositif de coupe au laser selon la flèche 21, on ait une possibilité de pivotement du dispositif de coupe au rayon laser autour de l'axe 38 vertical indiqué en tireté ponctué sur la figure 6 (flèche 39). Dans cette variante préférée du dispositif de coupe au laser, sa caractéristique de déplacement

et d'asservissement correspond à peu près à celle d'un robot indus-

triel. La possibilité de déplacement linéaire du dispositif de coupe au laser selon la flèche 22 (figure 6) peut se réaliser soit par déplacement de l'ensemble du dispositif de coupe au laser ' soit par une conception télescopique de la partie transversale

supérieure du dispositif de coupe au laser 20'.

La figure 9 met en évidence une autre forme d'exécution du dispositif o un mannequin 1" ouvert et en forme de coque est

fixé à l'extrénité de travail 12 d'un robot industriel 13, partiel-

lement représenté, qui dispose des cinq degrés de liberté de dépla-

cement que l'on a explicités précédemment. La pièce de forme 32' logée dans le mannequin 1" est maintenue dans sa position par un certain nombre d'éléments de fixation 40 rapportés à la périphérie du mannequin 1". Dans la mesure o la pièce de forme 32' est faite

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en un matériau magnétisable, ces éléments de fixation 40 peuvent être conçus sous forme d'électro-aimants. Dans-le cas de pièces de forme en matériau non magnétisable, les éléments de fixation 40 sont des ventouses. Mais il est également possible de maintenir au moyen d'électro-aimants des pièces de forme 32' constituées de ma-

tériau non magnétisable si, en face des électro-aimants et avec in-

terposition de la pièce de forme, on introduit dans cette pièce de forme 32' des éléments métalliques magnétisables, par exemple sous forme d'une couronne de tôle d'acier 41 placée en face des éléments de fixation 40 et représentée sur la figure 9 en tireté ponctué. Cette couronne de tôle 41 est maintenue dans sa position par les éléments de fixation 40 conçus comme électro-aimants et maintient alors elle-même la pièce de forme 32' dans le mannequin 1". En face de la tête à rayon laser 19 disposée de façon fixe, se trouve un tube d'aspiration 42 réglable qui permet d'aspirer les vapeurs provenant de la découpe au laser. Au moins la paroi 43, sur laquelle tombe le rayon laser, est constituée d'un matériau

résistant au rayon laser.

Comme l'indique la figure 9, la coupe de rive de la

pièce de forme 32' se fait le long de l'arête 44 du mannequin 1".

Le dispositif représenté sur la figure 10 présente sen-

siblement la structure de celui que l'on a décrit en référence à la figure 9. En plus toutefois, il est prévu un serre-pièce 45 de forme correspondant au mannequin 1", de sorte que la pièce de forme 32' est bridée entre les pièces 1" et 45 du dispositif, qui

ont la forme de coques supports. Dans le cas o il est en un ma-

tériau magnétique, le serre-pièce 45 peut à nouveau être maintenu

en position au moyen d'éléments de fixation 40 conçus comme électro-

aimants. Dans le cas o il est en un matériau non magnétique, on peut y insérer, aux emplacements situés en face des éléments de fixation 40, des plaquettes ou autres semblables 46 en un matériau magnétique. Mais les éléments de fixation 40 peuvent également être conçus sous forme de ventouses, comme on l'a décrit en rap-

port avec la figure 9. Dans ce cas les plaquettes 46 sont également

des ventouses correspondantes.

En variante ou en plus des éléments de fixation 40 et des plaquettes 46, le serre-pièce 45 peut également être fixé à l'extrémité de travail 47 d'un manipulateur 48 qui comporte cinq degrés de liberté de placement. Sur la figure 10, l'extrémité de travail 47 et le robot industriel 48 sont représentés en tireté ponctué. Lors du déplacement du mannequin 1" et du serre-pièce 45, il doit y avoir une parfaite synchronisation de déplacement entre les robots 13 et 48, de façon que la pièce de forme 32' soit, à chaque phase du déplacement, fermement bridée entre le mannequin 1" et le serre-pièce 45. Le robot 48 peut être un ensemble distinct du robot 13, mais il est également possible, à la place du robot 48, d'utiliser un deuxième bras manipulateur articulé sur le robot 13. Dans chaque cas, pour obtenir un déroulement programmé exact du déplacement, il est nécessaire qu'aussi bien l'extrémité de travail 12 qu'éventuellement aussi l'extrémité de travail 47 soient

fixées dans une position définie avec précision contre le manne-

quin 1" ou contre le serre-pièce 45.

Dans la disposition représentée sur la figure 10, le serre-pièce 45 peut naturellement être également le mannequin

tandis que le mannequin 1" agit comme serre-pièce.

Le mannequin 1 creux représenté sur la figure 11,

correspondant à la figure 1, convexe et constitué de la partie su-

périeure 2 et de la partie inférieure 3, correspond un serre-pièce ' de forme correspondante, de sorte que la pièce de forme 32"

est fermement bridée entre le mannequin 1 et le serre-pièce 45'.

Pour autant qu'il soit nécessaire de fixer le serre-pièce 45', cela

peut se faire de la façon décrite en référence aux figures 9 et 10.

Le serre-pièce 45' est conçu de façon à venir se termi-

ner, par son arête de rive 49, en avant de la fente 4, continue et périphérique, prévue sur le mannequin I pour la coupe de rive. Aux

emplacements des découpes 6 prévues sur le mannequin I le serre-

pièce 45' comporte des découpes 50 correspondantes mais de cotes

un peu supérieures, pour permettre la découpe au laser des évide-

ments correspondants sur la pièce de forme 32".

Même dans le cas de la pièce de forme 1' représentée sur la figure 8, un serre-pièce 45" peut trouver à s'utiliser, comme

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cela se voit sur la figure 12. Dans ce cas également le serre-pièce " présente une forme complémentaire de la pièce de forme 1' de sorte que cette pièce de forme 32 est fermement bridée. L'arête extérieur du serre pièce 45" se termine à nouveau en avant de la fente périphérique 4', tandis qu'en face de la découpe 6' du man- nequin 1' se trouve à nouveau sur le serre-pièce 45" une découpe ' de cotes un peu supérieures. Dans cet exemple d'exécution

également on peut fixer ou presser le serre-pièce 45", si néces-

saire, de la façon décrite en relation avec les figures 9 et 10.

Les serre-pièces 45, 45' et 45" peuvent être moulés en le même matériau que le mannequin respectivement correspondant,

par exemple, également en un plastie armé de fibres de verre.

Bien entendu diverses modifications peuvent être appor-

tées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs sans sortir

du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour couper les rives de - et pour faire des découpes dans des pièces de forme creuses tridimensionnelles,

caractérisé en ce qu'il est prévu un mannequin (1) creux complé-

mentaire de la pièce de forme creuse, pouvant être changé pour re- cevoir, avec liaison de par la forme, la pièce de forme, mannequin comportant aux emplacements des rives et des découpes à couper des fentes traversantes (4) ou des découpes correspondantes (6); et en ce qu'il correspond au mannequin (1) un dispositif de découpe au laser (20) de façon telle que mannequin et tête à rayon laser (19) puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre le long des

fentes et/ou le long des arêtes des découpes du mannequin.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties (2, 3; 30, 31) du mannequin (1; 1') séparées par les fentes (4) sont rigidement reliées l'une à l'autre, sur la face opposée à la tête à rayon laser (19) et par des éléments

de pompage (5; 5') que ce rayon laser ne peut pas atteindre.

3. Dispositif selon l'une des revendications I ou 2,

caractérisé en ce que les fentes (4) et éventuellement les décou-

pes (6) du mannequin (1) sont recouvertes, face opposée à la tête au rayon laser (19) par des éléments de blindage résistants au

laser (11) et fixés à une certaine distance de la paroi du manne-

quin.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que le mannequin (1) présente une paroi fermée, uniquement interrompue par les fentes (4) et éventuellement les découpes (6) et moulée en un matériau choisi dans le groupe

bois, plastique, amiante, métal et combinaisons de ces matériaux.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que le mannequin (1) est moulé, en forme de panier, à partir d'une paroi à structure en treillis ou autre semblable.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

I à 5, caractérisé en ce que le mannequin (1) est fermé par dessous

par une paroi (8) à laquelle est raccordé un dispositif d'aspira-

tion (manchon 9).

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7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 7, caractérisé en ce que le mannequin (1) et/ou la tête à rayon laser (19) sont disposés de façon à se déplacer pour un déplacement

relatif et tridimensionnel asservi à un programme.

8. Dispositif selon les revendications 1 et 7, caracté-

risé en ce que le mannequin (1) est fixé à l'extrémité de travail (12) d'un manipulateur à programmation libre (13) comportant cinq degrés de liberté de déplacement (flèches 14 à 18), tandis que la

tête à rayon laser (19) est disposée de façon fixe.

9. Dispositif selon les revendications 1 et 7, caracté-

risé en ce que le dispositif de coupe au laser (20'), pour permet-

tre le déplacement de sa tête à rayon laser (19'), est conçu sur le type d'un manipulateur à programmation libre, tandis que c'est

le mannequin (1) qui est disposé de façon fixe.

- 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

I à 9, caractérisé en ce que les découpes ont la forme de fentes

(33) périphériques correspondant aux cotes de la découpe, les pla-

quettes (34) que les fentes encadrent respectivement étant fixées au mannequin, en partant du volume creux du mannequin (1), par des

entretoises ou autre semblable.

11. Dispositif selon les revendications 7 et 9, carac-

térisé en ce que le dispositif de découpe au laser (20', 20") com-

porte un mécanisme télescopique vertical, de longueur modifiable et pouvant tourner autour de son axe, à l'extrémité libre duquel

est disposée la tête à rayon laser (19') avec possibilité de pivo-

ter d'au moins 2700 autour d'un axe horizontal (23); et en ce que le rayon laser, pour passer du mécanisme télescopique à la tête à rayon laser, est dévié par une paire de miroirs (35, 36) dont l'un

est disposé de façon fixe à l'extrémité libre du mécanisme téles-

copique (35) au point de croisement du rayon laser (37a) dans le mécanisme télescopique et de l'axe (23), sous un angle de 450 par rapport à l'axe; tandis que l'autre miroir (36) est disposé, au point de croisement de l'axe (23) avec le rayon laser (37b) de la

tête à rayon laser (19'), également sous un angle de 45 par rap-

port à l'axe (23), de façon fixe dans la tête à rayon laser mais avec possibilité de pivoter avec celle-ci autour de l'axe (23),

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cet axe passant par les centres des deux miroirs (35, 36).

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 11, caractérisé en ce que le mannequin (1") et la tête à rayon laser (19), pour la découpe des rives de la pièce de forme (32') peuvent se déplacer l'un par.rapport à l'autre le long de l'arête

extérieure (44) du mannequin.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 12, caractérisé en ce qu'au mannequin (1, 1', 1") correspond un serrepièce (45', 45", 45); et en ce que la pièce de forme

(32, 32", 32') peut être bridée entre le mannequin et le serre-

pièce, en réalisant une liaison de par la forme.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est possible de fixer l'un contre l'autre, au moyen de ventouses (40, 46), le mannequin (1"), la pièce de forme (32')

et le serre-pièce (45).

15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est possible de fixer,l'un contre l'autre au moyen d'électro-aimants (40), le mannequin (1"), la pièce de forme (32')

et le serre-pièce (45).

16. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est possible d'appuyer le serre-pièce (45) contre la

piece de forme (32') logée sur le mannequin (1") au moyen de l'ex-

trémité de travail (47) d'un manipulateur (48).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

12 à 16, caractérisé en ce que, la tête à rayon laser (19) étant fixe et le mannequin (1") étant déplacé par un manipulateur (13), en face de la tête à rayon laser est disposé un tube d'aspiration

(42) réglable.