FR2900078A1

FR2900078A1 - WIRE BENDING MACHINE COMBINING A SEQUENTIAL STITCHING DEVICE AND A DEVICE USING A TOOLING PLATE

Info

Publication number: FR2900078A1
Application number: FR0603596A
Authority: FR
Inventors: Joel Etienne
Original assignee: Numalliance SAS
Current assignee: Numalliance SAS
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-10-26
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: FR2900078B1; CA2642361A1; BRPI0710727A2; US20090056401A1; EP2012950A1; WO2007122354A1

Abstract

L'invention concerne une machine pour le façonnage automatique de pièces par différents pliages réalisés dans un même plan ou dans des plans différents, caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un premier dispositif (1) pour réaliser un façonnage séquentiel à outils standards pli par pli, et un deuxième dispositif mettant en oeuvre une plaque d'outillages (7), les deux dispositifs étant gérés par une commande numérique unique.Le procédé de pilotage d'une telle machine se caractérise en ce que la commande numérique prévoit la possibilité de réaliser une ébauche d'une pièce pli par pli sur le premier dispositif puis de transférer la pièce sur le deuxième dispositif de façon à terminer la pièce, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité de façonner une partie de la pièce sur le premier dispositif et de façonner la ou les parties restantes sur le deuxième dispositif, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité d'utiliser chaque machine seule, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité de mettre en oeuvre les deux machines pour réaliser la même pièce.The invention relates to a machine for the automatic shaping of parts by different folds made in the same plane or in different planes, characterized in that it comprises in combination a first device (1) for performing a sequential shaping with standard tools fold by fold, and a second device implementing a tool plate (7), the two devices being managed by a single numerical control.The control method of such a machine is characterized in that the numerical control provides the possibility to make a blank of a piece folded by fold on the first device and then to transfer the piece on the second device so as to finish the piece, and / or the numerical control provides the possibility of shaping a part of the piece on the first device and shape the remaining part or parts on the second device, and / or the numerical control provides the possibility of using each machine alone, and / or the numerical control provides the possibility of implementing the two machines to produce the same part.

Description

La présente invention concerne un nouveau concept de machine de pliage deThe present invention relates to a novel folding machine concept of

fil et ses procédés de pilotage. Actuellement, il existe deux grands types de machines de pliage de fil. Un premier type de machine travaille de manière séquentielle, plis après plis, en utilisant des outillages standards simples et économiques, par exemple des outils appelés "tournette", avec éventuellement un dispositif de rotation du fil permettant de réaliser des plis dans des plans différents. Ce type de machine convient parfaitement pour façonner de petites séries de pièces, au plan de la qualité du façonnage et au plan de la rentabilité et du coût par pièce. wire and its driving methods. Currently, there are two major types of wire bending machines. A first type of machine works in a sequential manner, folds after folds, using standard tools simple and economic, for example tools called "spinning", possibly with a device for rotating the wire to make folds in different planes. This type of machine is ideal for shaping small series of parts, in terms of the quality of the shaping and in terms of profitability and cost per piece.

Un autre type de machine automatique de pliage permet de façonner une pièce à plusieurs plis sur une plaque d'outillages dont les outils sont actionnés en temps masqué pour augmenter la productivité et travailler à cadence élevée. Une telle machine est commandée par commande numérique et est décrite dans le brevet européen EP 0 301 972. Another type of automatic folding machine makes it possible to shape a multi-ply piece on a tool plate whose tools are operated in masked time to increase productivity and work at a high rate. Such a machine is controlled by numerical control and is described in European Patent EP 0 301 972.

Plus particulièrement, il s'agit d'une machine de pliage de fil et son procédé de pilotage. Une telle machine, en raison de son coût, convient pour le façonnage de pièces en grandes séries. Les machines citées ci-dessus ne présentent pas une rentabilité optimum pour le façonnage de moyennes séries de pièces, en effet la machine séquentielle travaille à cadence trop faible, et la machine à plaque d'outillages représente un investissement important. Dans les deux cas, l'incidence est un coût par pièce non optimisé pour ce type de fabrication en moyenne série. Il n'existe pas actuellement de machine permettant de diminuer le coût par pièce 25 dans le cas de façonnage en moyenne série, et la présente invention a donc pour objectif d'apporter une solution à ce problème. L'invention consiste en une machine pour le façonnage automatique de pièces par différents pliages réalisés dans un même plan ou dans des plans différents, caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un premier dispositif pour réaliser un 30 façonnage séquentiel à outils standards pli par pli, et un deuxième dispositif mettant en oeuvre une plaque d'outillages, les deux dispositifs étant gérés par une commande numérique unique. More particularly, it is a wire bending machine and its driving method. Such a machine, because of its cost, is suitable for shaping parts in large series. The machines mentioned above do not offer an optimum profitability for the shaping of medium series of parts, in fact the sequential machine is working at too slow a rate, and the machine tool plate represents a significant investment. In both cases, the incidence is a cost per piece that is not optimized for this type of average-series production. There is currently no machine to reduce the cost per part in the case of medium-series forming, and the present invention therefore aims to provide a solution to this problem. The invention consists of a machine for the automatic shaping of workpieces by different bends made in the same plane or in different planes, characterized in that it comprises in combination a first device for performing a sequential shaping with standard tools folded by fold, and a second device implementing a tool plate, the two devices being managed by a single digital control.

De façons préférentielles la machine se caractérise en ce que le premier dispositif comporte au moins une tournette et/ou en ce qu'elle comporte en outre au moins une pince tournante et/ou la plaque d'outillages pouvant être montée et actionnée dans un plan différent du plan de façonnage du premier dispositif, et comporte en outre un dispositif de transfert adapté au changement de plan. En outre, le procédé de pilotage selon l'invention se caractérise en ce que la commande numérique prévoit la possibilité de réaliser une ébauche d'une pièce pli par pli sur le premier dispositif puis de transférer la pièce sur le deuxième dispositif de façon à terminer la pièce, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité de façonner une partie de la pièce sur le premier dispositif et de façonner la ou les parties restantes sur le deuxième dispositif, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité d'utiliser chaque machine seule, et/ou la commande numérique prévoit la possibilité de mettre en oeuvre les deux machines pour réaliser la même pièce. In preferential ways, the machine is characterized in that the first device comprises at least one spinner and / or in that it furthermore comprises at least one rotating gripper and / or the tooling plate that can be mounted and actuated in a plane different from the shaping plane of the first device, and further comprises a transfer device adapted to the change of plan. In addition, the control method according to the invention is characterized in that the numerical control provides the possibility of making a blank of a folded part by fold on the first device and then transferring the workpiece to the second device so as to complete the part, and / or the numerical control provides the possibility of shaping a part of the workpiece on the first device and shaping the remaining part or parts on the second device, and / or the numerical control provides the possibility of using each machine alone, and / or the numerical control provides the possibility of implementing the two machines to achieve the same piece.

On comprendra mieux l'invention à l'aide des figures 1 et 2 annexées qui représentent schématiquement en vue de face et en vue en coupe selon AA une machine selon une variante non limitative de l'invention. On rappelle également, à l'aide des figures 3 et 4 annexées, le principe d'une machine numérique selon le brevet européen EP 0 301 972 et son procédé de 20 fonctionnement. La machine représentée sur les figures est une combinaison d'une machine à façonnage séquentiel (1) et d'une machine à façonnage sur table équipée d'une plaque d'outillages (2) telle que décrite dans le brevet EP 0 301 972 cité en introduction. Sur l'exemple des figures 1 à 2 la machine séquentielle (1) comporte des outillages 25 standards, par exemple des tournettes (3.4) mobiles selon deux axes (x) et (y) pour réaliser des plis dans un plan (x,y), et éventuellement une pince tournante (5) lorsque le profil de la pièce nécessite un pli dans une direction inclinée par rapport au plan(x,y). Sur la variante des figures 1 à 2, la deuxième machine dispose d'une table (6) équipée d'une plaque d'outillages (7) chaque outil étant mobile de façon autonome et 30 entraîné mécaniquement par des systèmes à tirants tels que (8) et non représentés en détail sur ces figures, chacun commandé par un programme prédéterminé d'une commande numérique (9). The invention will be better understood from the accompanying FIGS. 1 and 2, which show schematically in front view and in sectional view along AA a machine according to a non-limiting variant of the invention. The principle of a digital machine according to European Patent EP 0 301 972 and its method of operation is also recalled with reference to FIGS. 3 and 4 appended hereto. The machine shown in the figures is a combination of a sequential forming machine (1) and a table-forming machine equipped with a tooling plate (2) as described in patent EP 0 301 972 cited in introduction. In the example of FIGS. 1 to 2, the sequential machine (1) comprises standard tools, for example spinches (3.4) movable along two axes (x) and (y) for making folds in a plane (x, y). ), and possibly a rotating gripper (5) when the profile of the part requires a fold in a direction inclined relative to the plane (x, y). In the variant of Figures 1 to 2, the second machine has a table (6) equipped with a tooling plate (7) each tool being independently movable and mechanically driven by tie rod systems such as ( 8) and not shown in detail in these figures, each controlled by a predetermined program of a digital control (9).

Comme expliqué dans le brevet sus-mentionné, cet ensemble d'outils permet de réaliser des pièces complexes et/ou des pièces à cadence élevée. Dans la variante représentée sur les figures, la plaque d'outillages (7) est positionnée dans le plan (x,y) de travail de la première machine, et le même dispositif d'avance de fil peut transférer directement le fil de la première à la deuxième machine. Un moyen de transfert peut aussi être envisagé pour transférer le fil de la première à la deuxième machine tout en restant dans le plan (x,y). Une même commande numérique gère les outils des deux machines. Selon une autre variante de réalisation non représentée, on peut prévoir de décaler les plans de façonnage des deux machines selon une direction horizontale (z) et il convient dans ce cas de prévoir un bras ou autre moyen de transfert de la pièce du plan de façonnage (x,y) de la première machine au plan de façonnage de la table d'outillage (7). La combinaison des deux machines a donc pour avantage de faciliter le transfert des pièces et de synchroniser les mouvements des outils des deux machines. Le déroulement du façonnage d'une pièce peut s'effectuer selon plusieurs techniques qui sont choisies en fonction de la complexité du profil à obtenir, de l'investissement en outillage spécifique ou de la cadence souhaitée : 1) on peut, par exemple, réaliser une ébauche pli par pli de pièce sur la première machine (1) puis transférer la pièce et effectuer les opérations complexes, et/ou travailler à cadence élevée, sur la deuxième machine de façon à terminer la pièce. Cette technique voit en particulier une application pour des façonnages complexes (par exemple en cas de changement de plan délicat, ou en cas de réalisation de boucles fermées). La réalisation d'une ébauche sur la première machine permet de réduire la complexité de l'outillage de la deuxième machine et donc le coût global par pièce. 2) On peut également envisager de façonner une partie de la pièce sur la première machine (1) et de finaliser la ou les parties restantes sur la deuxième machine (2). 3) On peut également utiliser chaque machine seule en fonction du besoin. Par 30 exemple, pour réaliser des prototypes, seule la première machine est utilisée ou, pour réaliser certaines pièces immédiatement en grande série, c'est la deuxième machine qui sera la plus appropriée. 4) Une solution mettant en oeuvre les deux machines pour la réalisation d'une même pièce peut aussi être envisagée dans les cas suivants : augmentation progressive des cadences à produire, plusieurs pièces avec une partie commune (sur plaque d'outillages) et une partie spécifique (sur tournette par exemple), pièce dont la définition n'est pas complètement figée sur une partie ou évolution d'une pièce initialement prévue sur plaque d'outillages. Ainsi, une machine selon l'invention présente une grande souplesse d'utilisation et peut répondre à tous les besoins industriels du façonnage de fil avec la meilleure optimisation coût/cadence et/ou coût/complexité du façonnage. As explained in the above-mentioned patent, this set of tools makes it possible to produce complex parts and / or high-speed parts. In the variant shown in the figures, the tooling plate (7) is positioned in the working plane (x, y) of the first machine, and the same wire feed device can directly transfer the wire of the first machine. to the second machine. Transfer means may also be considered for transferring the wire from the first to the second machine while remaining in the (x, y) plane. The same numerical control manages the tools of both machines. According to another variant of embodiment not shown, it is possible to offset the shaping planes of the two machines in a horizontal direction (z) and it is appropriate in this case to provide an arm or other means for transferring the workpiece part of the shaping plane (x, y) of the first machine to the forming plane of the tooling table (7). The combination of the two machines therefore has the advantage of facilitating the transfer of parts and synchronize the movements of the tools of the two machines. The workflow of the workpiece can be carried out according to several techniques which are chosen according to the complexity of the profile to be obtained, the investment in specific tooling or the desired rate: 1) one can, for example, realize a blank folded by piece fold on the first machine (1) then transfer the piece and perform complex operations, and / or work at a high rate, on the second machine so as to finish the piece. This technique particularly sees an application for complex shaping (for example in the case of a delicate change of plane, or in the case of making closed loops). The realization of a blank on the first machine reduces the complexity of the tooling of the second machine and therefore the overall cost per piece. 2) It is also conceivable to shape part of the workpiece on the first machine (1) and to finalize the remaining part or parts on the second machine (2). 3) It is also possible to use each machine alone as needed. For example, to make prototypes, only the first machine is used or, to make certain parts immediately in large series, it is the second machine that will be most appropriate. 4) A solution implementing the two machines for producing the same part can also be envisaged in the following cases: progressive increase of the rates to be produced, several parts with a common part (on a tool plate) and a part specific (on spinning wheel for example), the part whose definition is not completely fixed on a part or evolution of a piece initially provided on tooling plate. Thus, a machine according to the invention has a great flexibility of use and can meet all the industrial needs of wire shaping with the best optimization cost / rate and / or cost / complexity of shaping.

Selon ces techniques, la pièce peut être coupée après le premier façonnage, après le transfert entre les deux machines ou après le deuxième façonnage ; un premier façonnage sur la première machine peut s'effectuer sur une pièce, tandis que le façonnage final de la pièce précédente s'effectue sur la deuxième machine ce qui augmente la productivité. According to these techniques, the piece can be cut after the first shaping, after the transfer between the two machines or after the second shaping; a first forming on the first machine can be performed on a part, while the final shaping of the previous part is done on the second machine which increases productivity.

On rappelle ici le principe de fonctionnement d'une machine à plaque d'outillage et son procédé de commande à l'aide des figures 3 et 4. Une machine de ce type comprend des moyens actifs, une plaque de travail, une plaque d'outillages, des tirants et des outils, dont les moyens actifs autonomes, indépendants et solidarisés à la plaque de travail actionnent des leviers reliés par des 20 tirants aux outils montés sur la plaque d'outillages, les moyens actifs étant montés sur un moyen de translation commun par l'intermédiaire d'un moyen débrayable, lesdits moyens actifs (60,61,62,63) étant mus par des moteurs électriques sans balai (70) par l'intermédiaire de vis à billes, et les leviers (50,51,52,53) d'actionnement des outils (21,22,23,24,25) étant reliés aux tirants (30,31,32,33) par des connections 25 (40,41,42,43) par l'une de leurs extrémités (513) et, au moyen de translation, par l'autre extrémité (511). De façon préférentielle, une machine de ce type se caractérise en ce que le moyen de translation commun (45) des moyens actifs (60,61,62,63) est une vis tournante (45) entraînée par un moteur (90) : les moyens débrayables étant des demi-écrous en prise 30 sur cette même vis. De façon préférentielle, une machine de ce type se caractérise en ce que les moyens actifs (60,61,62,63) sont, en position débrayée, fixés à la plaque de travail (1). The principle of operation of a tool plate machine and its control method using FIGS. 3 and 4 is recalled here. A machine of this type comprises active means, a work plate, a plate of tooling, tie-rods and tools, the autonomous, active independent means of which are secured to the working plate actuate levers connected by tie-rods to the tools mounted on the tooling plate, the active means being mounted on a translation means common via a disengageable means, said active means (60,61,62,63) being driven by brushless electric motors (70) via ball screws, and the levers (50,51 , 52,53) of the tools (21,22,23,24,25) being connected to the tie rods (30,31,32,33) by connections (40,41,42,43) by the one of their ends (513) and, by translation means, by the other end (511). Preferably, a machine of this type is characterized in that the common translation means (45) of the active means (60, 61, 62, 63) is a rotating screw (45) driven by a motor (90): the disengageable means being half-nuts engaged 30 on the same screw. Preferably, a machine of this type is characterized in that the active means (60,61,62,63) are, in the disengaged position, fixed to the work plate (1).

En outre, son procédé de pilotage se caractérise en ce que, après étude des mouvements d'outils, on introduit les coordonnées des points de liaison, on mémorise les caractéristiques des moyens actifs (60,61,62,63) et en ce que l'unité de traitement calcule les points de démarrage théorique des moteurs de façon que les outils travaillent en temps masqué. De façon préférentielle, ledit procédé prend en compte l'inertie du système pour déterminer les points réels de démarrage. En outre, de façon préférentielle, l'unité de traitement calcule les déplacements des points de liaison lorsque l'on modifie les caractéristiques des moyens actifs (60,61,62,63) et/ou une des valeurs des coordonnées des points de liaison. Enfin, de façon préférentielle, les débuts et les fins d'amenage coïncident avec les débuts et les fins de cycles. L'homme du métier pourra aisément se reporter à la description correspondante pour se remémorer le fonctionnement de ce type de machine mettant en oeuvre une 15 plaque d'outillages. In addition, its driving method is characterized in that, after studying the movements of tools, the coordinates of the connection points are introduced, the characteristics of the active means are memorized (60, 61, 62, 63) and in that the processing unit calculates the theoretical starting points of the motors so that the tools work in masked time. Preferably, said method takes into account the inertia of the system to determine the actual starting points. In addition, preferably, the processing unit calculates the displacements of the connection points when modifying the characteristics of the active means (60,61,62,63) and / or one of the values of the coordinates of the connection points . Finally, preferably, the beginnings and the ends of feeding coincide with the beginnings and the ends of cycles. Those skilled in the art can easily refer to the corresponding description to recall the operation of this type of machine using a tool plate.

Claims

1. Machine for the automatic shaping of workpieces by different folds made in the same plane or in different planes, characterized in that it comprises in combination a first device (1) for performing a sequential forming of standard tools fold by fold, and a second device implementing a tooling plate (7), the two devices being managed by a single digital control.

2. Machine according to claim 2, characterized in that the first device comprises at least one spin (3 or 4).

3. Machine according to claim 2, characterized in that it further comprises at least one rotating clamp (5).

4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tool plate can be mounted and actuated in a plane different from the shaping plane (x, y) of the first device, and further comprises a device transfer adapted to the change of plan.

5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tool plate device comprises active means, a work plate, a tool plate, tie rods and tools, the active means autonomous, independent and secured to the work plate actuate levers connected by tie rods to the tools mounted on the tool plate, the active means being mounted on a common translation means by means of a disengageable means, said means active (60,61,62,63) being driven by brushless electric motors (70) by means of ball screws, and the levers (50,51,52,53) for actuating the tools (21, 22,23,24,25) being connected to the tie rods (30,31,32,33) by connections (40,41,42,43) at one of their ends (513) and, by means of translation, by the other end (511).

6. Machine according to claim 5, characterized in that the common translation means (45) of the active means (60,61,62,63) is a rotating screw (45) driven by a motor (90): the disengageable means being half-nuts engaged on the same screw.

7. Machine according to claim 5, characterized in that the active means (60,61,62,63) are, in the disengaged position, fixed to the work plate (1).

8. A method of controlling a machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the numerical control provides the possibility of making a blank of a folded piece by fold on the first device (1) and then to transfer the part on the second device (2) so as to finish the part.

9. A method of controlling a machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the numerical control provides the possibility of shaping a part of the workpiece on the first device (1) and to shape the part or parts remaining on the second device (2).

10. A method of controlling a machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the numerical control provides the possibility of using each machine alone.

11. A method of controlling a machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the numerical control provides the possibility of implementing the two machines to achieve the same part.