FR3102077A1

FR3102077A1 - Dispositif d'alimentation en plaques d'une machine de decoupe a partir d'un magasin.

Info

Publication number: FR3102077A1
Application number: FR1911810A
Authority: FR
Inventors: Jean-Jacques Lucas
Original assignee: Lucas France
Current assignee: Lucas France
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2039-10-22
Also published as: FR3102077B1

Abstract

Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), comprenant au moins une tour de stockage (50) comportant au moins un étage (50-1…..50-n), sur lequel au moins étage est disposée au moins une plaque (10) à découper, caractérisé en ce qu'il comprend une structure fixe (16), une motorisation (18) et des moyens de levage (24), un module de transfert (26) comportant un sous-module supérieur (26-2) lié aux moyens de levage (24) et un sous-module inférieur (26-1) lié au sous-module supérieur, ledit module inférieur étant équipé d'un bloc de préhension (44) et d'un bloc de maintien (46). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

DISPOSITIF D'ALIMENTATION EN PLAQUES D'UNE MACHINE DE DECOUPE A PARTIR D'UN MAGASIN.

L’invention concerne un dispositif d'alimentation en plaques d'une machine de découpe à partir d'un magasin, notamment d'au moins une tour de stockage.

Dans l'industrie de fabrication de la construction mécanique, machines, les pièces en 3D sont de plus en plus produites à partir de pièces en 2D. En effet, les structures mécano soudées sont aussi remplacées par des structures de pièces 2D, assemblées mécaniquement. De nouveaux procédés d'assemblage par des liaisons par boulons de plaques découpées munies de lumières adaptées, permettent de relier deux plaques à 90°, notamment. C'est le cas de la demande de brevet européen EP 19156629 au nom du présent demandeur qui propose de tels moyens d'assemblage. De telles structures nécessitent moins de volume à transporter car les pièces sont livrées à plat. Les pièces fabriquées requièrent également du volume de stockage. Une poutre en 3D, réalisée en mécanosoudé et montée, présente un volume important qui est très fortement réduit si l'on compare les 4 plaques qui la constituent, superposées à plat. Il en est de même pour toutes les pièces volumiques. La demande en pièce 2D augmente donc très fortement.

Un autre élément à prendre en compte est celui de l'évolution des découpes de plaques, quel que soit le matériau, découpes qui ne sont plus mécaniques mais qui sont réalisées au moyen d'un laser. La vitesse de découpe, l'augmentation des épaisseurs susceptibles d'être découpées, la précision des découpes facilitent grandement la découpe 2D. Les logiciels de pilotage de découpe des machines de découpe laser sont interfacés directement avec les logiciels de conception, ce qui augmente encore les vitesses de transfert des informations. Les machines de découpe laser sont d'une grande fiabilité et autorisent des cadences de travail de 24h/24h et de 7j/7j. La capacité de travail est très importante mais la contrainte reste l'alimentation en plaques, le retrait des pièces découpées, l'évacuation des chutes s'il en est généré d'une part et le stockage retour de la plaque partiellement utilisée d'autre part.

Une autre contrainte est liée aux délais de fabrication. Les stocks de produits finis sont de plus en plus limités et les entités qui commercialisent ces produits finis souhaitent réduire au minimum les stocks. Les entités chargées de découper et de proposer des pièces détachées, des produits prêts à monter ou des sous-ensembles ou encore des produits finis complets doivent pouvoir répondre aux demandes. Comme cela a été indiqué, les paramètres de découpe se sont fortement améliorés mais les durées d'approvisionnement machine sont toujours trop longs par rapport aux durées de découpe. Or les demandes de découpe concernent différentes pièces, c'est une chose, mais les matériaux dans lesquels ces pièces doivent être découpées, sont également très nombreux sachant qu'il existe non seulement différentes nuances dans un même matériau mais aussi différentes épaisseurs de matériaux, ce qui est encore autre chose. Il faut donc pouvoir changer très rapidement une plaque d'un matériau et/ou d'une épaisseur sur la machine de découpe laser par une autre plaque d'un autre matériau et/ou d'une autre épaisseur afin de respecter les plannings de fourniture et de répondre aux commandes avec un temps de réponse en flux non pas tendu mais avec des cycles très courts. Il est ainsi de plus en plus rare d'avoir une plaque complète découpée sauf pour des séries répétitives, bien entendu, pour lesquelles le changement de plaques est moins crucial. Dans le cas de petites séries ou de séries spéciales, de fabrication de machines spéciales, c'est exactement l'inverse, il faut une agilité certaine dans l'approvisionnement. On constate donc que le rendement n'est plus limité que par la capacité de découpe des machines de découpe laser mais par les délais d'approvisionnement de cette machine de découpe laser. Dans le cas où la série de pièces est longue avec la même nature de matériau, on peut découper toute la plaque avec une optimisation des pièces découpées pour limiter les chutes et on peut avancer la plaque suivante en pré positionnement. On comprend que cela soit beaucoup plus difficile lorsque la nature ou l'épaisseur des pièces varient régulièrement. Certes les découpes validées, à réaliser dans une même plaque, sont immédiatement regroupées afin de toutes les réaliser lorsque la plaque est en place sur la machine de découpe mais il peut être judicieux de préacheminer les plaques en fonction des besoins. Le rangement dans la au moins une tour d'alimentation doit aussi être optimisé pour faciliter l'approvisionnement et limiter le délai de déplacement du dispositif d'alimentation.

Le dispositif d'alimentation doit être parfaitement sécuritaire, outre la diversité des plaques à alimenter, outre l'optimisation des déplacements et doit être extrêmement fiable du fait qu'il alimente une machine de découpe laser performante et elle-même sujette à très peu d'entretien et très peu de pannes. C'est aussi un des objectifs du dispositif de la présente invention.

La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :

représente une vue en perspective du dispositif d'alimentation selon la présente invention.

représente une vue en perspective de détail des moyens de saisie d'une plaque.

représente le détail des moyens de transfert d'un plateau support de plaques d'une tour jusqu'aux moyens de saisie d'une plaque.

représente le détail des moyens de manœuvre ascensionnelle du module de saisie d'une plaque.

représente une étape du synoptique de fonctionnement du dispositif selon la présente invention.

représente une autre étape du synoptique de fonctionnement du dispositif selon la présente invention.

Le dispositif d'alimentation en plaques 10, selon l’invention, d'une machine de découpe 14 des plaques, notamment une table de découpe au moyen d'un laser est illustré sur les différentes figures, l'alimentation s'effectuant à partir d'un magasin 12.

Sur la figure 1, notamment, on a représenté le dispositif d'alimentation en plaques 10 selon l'invention qui comprend une structure fixe 16 avec 4 poteaux 16-1 à 16-4, fixés au sol par leurs pieds. Ces quatre poteaux sont maintenus à leur autre extrémité par des traverses, 16-5 à 16-8. Ces traverses permettent de disposer d'une structure parallélépipédique, voire cubique. Les poteaux et traverses sont avantageusement réalisés à partir de plaques assemblées mécaniquement par des ensembles boulon/écrou. Ces poteaux et traverses sont creux si bien que le volume intérieur peut être utilisé. En partie supérieure, il est prévu, outre des poutres de renfort et de contreventement, une motorisation 18, centrale avec un arbre d'entraînement 20 transversal, issu de ladite motorisation et se prolongeant vers le milieu de deux poutres transversales opposées 16-6 et 16-8. La motorisation 18 est apte à assurer le levage, par exemple au moyen de chaînes de levage, avantageusement disposé à l'intérieur de chaque poteau.

En plus de la structure 16, fixe en mouvement, il est prévu un module de transfert 26 mobile au sein de la structure fixe. Ce module de transfert 26 comprend un sous-module inférieur 26-1 et un sous-module supérieur 26-2.

Le sous-module inférieur 26-1 comprend un premier bras latéral 28-1 et un second bras latéral et 28-2, parallèles entre eux. Chaque bras 28-1, 28-2 coulisse dans la structure fixe 16, entre deux des poteaux. Chaque extrémité coulissante de chaque bras est munie de moyens de verrouillage temporaire 30. Ces moyens de verrouillage temporaire 30 comprennent des lumières 32, ménagées dans une des faces de chaque poteau en vis-à-vis de ladite extrémité et un doigt de verrouillage mobile en translation apte à prendre deux positions : la première position active dans laquelle le doigt est introduit dans une des lumières, immobilisant le module inférieur en translation verticale et la seconde position dans laquelle le doigt est rétracté et laisse libre en translation la module inférieur. Tout autre moyen de verrouillage est envisageable. Les deux bras latéraux du sous-module inférieur 26-1 comportent, sur la face supérieure, des rails 34-1 et 34-2 de circulation. Ce sous-module inférieur 26-1 comprend des axes de guidage 36-1 à 36-4, à proximité de chacune des extrémités des deux bras. Ces axes de guidage sont orientés verticalement, c’est-à-dire parallèlement aux poteaux de la structure 16, fixe en mouvement Ces axes de guidage sont solidarisés aux dites extrémités des bras et excentrées pour ne pas perturber les mouvements des sous-modules. Les axes de guidage 36-1 à 36-4 sont munis à leur extrémité supérieure d'une butée.

Le sous-module supérieur 26-2 comprend un cadre 40 qui est déplacé en translation verticale par les moyens de levage. Ce sous-module supérieur 26-2 porte sur chaque angle un manchon de guidage 42-1 à 42-4, aptes à coopérer par coulissement avec les axes de guidage 36-1 à 36-4 du sous-module inférieur. Les manchons de guidage 42-1 à 42-4 sont bloqués en partie supérieure des axes de guidage 36-1 à 36-4 par les butées. Le sous-module supérieur 26-2 comprend un bloc de préhension 44 et un bloc de maintien 46.

Le bloc de préhension 44 comporte plusieurs ventouses électropneumatiques, 44-1, chaque ventouse étant montée à l'extrémité d'un vérin 44-2, orienté suivant l'axe vertical, parallèlement aux poteaux. Le corps du vérin est, dans le mode de réalisation représenté, solidaire du bloc de préhension et la tige est mobile par rapport au corps dudit vérin et porte la ventouse. Chaque tige de chaque vérin peut prendre deux positions, une première position de préhension avec le piston en saillie et une seconde position de retenue avec le piston rétracté.

Le bloc de maintien 46 comprend deux peignes 46-1 et 46-2 avec des dents, lesdits peignes étant en vis-à-vis, mobiles dans le plan horizontal, et aptes à prendre deux positions, par exemple à partir d'un vérin de manœuvre. La première position est une position de maintien dans laquelle les deux peignes 46-1 et 46-2 sont rapprochés, les extrémités des dents du premier peigne étant à proximité immédiate des extrémités des dents du second peigne. La seconde position est une position de libération dans laquelle les dents des deux peignes sont en position écartée d'une distance maximale. Dans la seconde position de libération, les deux peignes libèrent intégralement la zone surfacique occupée par les ventouses électropneumatiques du bloc de préhension. Avantageusement, les dents de chacun des deux peignes sont guidées à travers une grille de guidage et de reprise mécanique 48-1 et 48-2. Avantageusement, les peignes sont à dents multiples de façon à limiter l'épaisseur tout en assurant la reprise des efforts mécaniques comme cela sera expliqué plus avant. De même les extrémités libres des dents des peignes présentent des biseaux.

Le dispositif selon la présente invention comprend au moins un magasin 12 notamment sous la forme d'au moins une tour de stockage 50. Ce magasin est disposé dans le prolongement des deux bras latéraux du sous-module inférieur 26-1 comportant, sur la face supérieure, des rails 34-1 et 34-2 de circulation. Chaque tour de stockage 50 comprend au moins deux étages 50-1…..50-n, superposés les uns aux autres, au sein d'une structure fixe annexe 51, accolée à la structure fixe 16. Chaque étage 50-1…..50-n comporte une partie fixe munie de rails et un chariot mobile 52 roulant sur lesdits rails. Ces rails sont identiques aux rails 34-1 et 34-2 de circulation des deux bras latéraux du sous-module inférieur 26-1. Lorsque le module inférieur est au droit d'un étage, les rails sont en continuité. Des moyens de manœuvre du chariot, non représentés, assurent les mouvements de déplacement en translation dudit chariot sur les rails 34-1 et 34-2 de circulation des bras mais aussi sur la partie des rails de la partie fixe de chaque étage. Chaque chariot est destiné à recevoir, en empilement vertical, des plaques 10 d'un même matériau et dans les mêmes dimensions, complètes ou en partie découpées. Les plaques 10 empilées d'un autre étage peuvent être identiques mais sont le plus souvent différentes. Selon un mode de réalisation complet, le magasin comprend deux tours, une de chaque côté de la structure fixe 16.

Sous la structure fixe, entre les poteaux, sous le module de transfert 26, il est prévu de disposer un convoyeur de mise en place 54 de chaque plaque 10 issue du dispositif d'alimentation selon la présente invention, et destinée à la machine de découpe 14 desdites plaques 10, notamment une table de découpe au moyen d'un laser.

Le dispositif d'alimentation selon la présente invention fonctionne de la façon qui va maintenant être décrite. Des plaques 10 de différents matériaux ont été mises en place sur certains des étages de l'une au moins des tours 50 de stockage, avec des épaisseurs différentes, suivant les besoins. La machine de découpe 14 est soumise à une programmation et le programme requiert une plaque 10-1 d'un matériau donné et dans des dimensions données pour réaliser des pièces définies. La motorisation 18 est mise en service pour amener le sous-module inférieur 26-1 du module de transfert 26, au niveau de l'étage 50-1….50-n comprenant au moins une plaque 10-1 recherchée, dans le matériau donné et des dimensions données. Les moyens de levage sont liées au sous-module supérieur 26-2 et le module inférieur 26-1 est lié au sous-module supérieur par les butées des axes de guidage 36-1 à 36-4 qui sont retenues par les manchons de guidage 42-1 à 42-4, qui retiennent lesdits axes de guidage 36-1 à 36-4 par leurs extrémités supérieures, respectivement. Les bras 28-1, 28-2 du sous-module ont coulissé entre les deux poteaux. Les moyens de verrouillage temporaire 30 sont actionnés lorsque les bras 28-1, 28-2 du sous-module inférieur sont positionnés au droit des lumières 32 correspondantes des poteaux. Chaque doigt de verrouillage, mobile en translation, prend la première position active dans laquelle le doigt est introduit dans une des lumières 32, immobilisant ainsi le module inférieur en translation verticale. Les rails 34-1 et 34-2 de circulation de la partie fixe de l'étage choisi sont alignés avec les rails 34-1 et 34-2 de circulation des deux bras et en continuité. Les moyens de manœuvre translatent le chariot 52 supportant au moins une plaque 10 du matériau donné et des dimensions données de l'étage de la tour de stockage 50. Le chariot est conduit sous et au droit du sous-module 26-2 supérieur du module de transfert 26. Les peignes du bloc de maintien 46 sont dans la seconde position, dents écartées et les pistons des vérins de manœuvre des peignes sont en position rétractée dans le corps dans la seconde position de retenue. Le sous-module supérieur du module de transfert 26est supporté par les 4 chaînes et le sous-module inférieur est immobilisé en translation. La motorisation 18 est mis en service ce qui a pour effet de descendre le sous-module supérieur dont les manchons de guidage 42-1 à 42-4, coulissent sur les axes de guidage 36-1 à 36-4 jusqu'à venir à proximité immédiate du sous-module inférieur. Les pistons des vérins sont alors mis en saillie, ce qui a pour effet de venir plaquer les ventouses électropneumatiques sur la plaque supérieure portée par le chariot. La dépression générée dans les ventouses assure un placage et une retenue de la plaque par chacune des ventouses. Si une des ventouses vient en dehors de la plaque ou dans une découpe ménagée préalablement, la ventouse n'est pas alimentée en dépression. Les vérins sont alors ramenés dans la seconde position de retenue avec le piston rétracté si bien que la plaque est soulevée et décollée des éventuelles autres plaques et/ou du chariot. La course des pistons des vérins est suffisante pour générer un espace suffisant pour le passage des dents des deux peignes. Les deux peignes sont mus pour les positionner dans la première position de maintien dans laquelle les deux peignes 46-1 et 46-2 sont rapprochés, les extrémités des dents du premier peigne étant à proximité immédiate des extrémités des dents du second peigne. Le chariot est ses éventuelles plaques 10 restantes, est ramené dans la tour de stockage en temps masqué. Parallèlement, la motorisation 18, mise en service dans le sens inverse, soulève le sous-module supérieur 26-2. Les manchons de guidage 42-1 à 42-4 du sous-module supérieur coulissent sur les axes de guidage 36-1 à 36-4 jusqu'aux butées. Dès lors la motorisation 18 s'interrompt et les doigts de verrouillage sont ramenés dans la seconde position dans laquelle les doigts sont rétractés et laissent libre en translation le sous-module inférieur 26-1.

La motorisation 18 assure alors une inversion de mouvement pour descendre l'ensemble du module de transfert 26. En temps masqué, les ventouses ont cessé d'être alimentées si bien que la plaque 10-1 sélectionnée repose sur les dents des peignes. Le module de transfert descend jusqu'à venir sur le convoyeur de mise en place 54 et d'alimentation de la machine de découpe 14. Ce convoyeur de mise en place 54 peut être muni de rouleaux motorisés. Les dents des peignes passent entre les rouleaux jusqu'à déposer la plaque sur lesdits rouleaux motorisés. Les peignes peuvent alors revenir dans la seconde position de libération dans laquelle les dents des deux peignes sont en position écartée d'une distance maximale. La plaque sélectionnée 10-1 est libérée et peut être déplacée par les rouleaux motorisés du convoyeur de mise en place 54. Le module de transfert 26 est alors ramené vers une position d'attente au plus près de l'étage sur laquelle est située la plaque 10-2 suivante si la première plaque 10-1 est intégralement découpée et utilisée.

Dans le cas où la première plaque 10-1 sélectionnée n'est pas intégralement utilisée, la plaque 10-1 est ramenée sur le convoyeur de mise en place 54, le dispositif d'alimentation selon la présente invention assure les étapes inverses pour ramener la plaque 10-1 partiellement découpée sur le chariot correspondant de la tour de stockage 50, avant de saisir la nouvelle plaque 10-2 et de la conduire à son tour sur le convoyeur de mise en place 54.

Le dispositif selon la présente invention est d'une agilité certaine, limite le nombre d'éléments mobiles en offrant une très grande compacité pour assurer ce type d'alimentation d'une machine de découpe. Le dispositif d'alimentation selon la présente invention propose ainsi des cycles de l'ordre de 20 s pour amener une plaque d'une tour de stockage 50 jusqu'à la table de mise en place 54. On note également que les peignes sont extrêmement avantageux dans le cadre de l'agilité de découpe pour répondre aux demandes. En effet, ces peignes tout comme les ventouses sont des modes avantageux car ils permettent la saisie et le retenue de plaques partiellement découpées.

Le dispositif d'alimentation selon la présente invention peut être réalisé avec des variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que les chaînes 54 peuvent être remplacées par des câbles poulies, ce qui ne serait qu'un équivalent technique ou encore par des vérins.

Claims

Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), comprenant au moins une tour de stockage (50) comportant au moins un étage (50-1…..50-n), sur lequel au moins un étage est disposée au moins une plaque (10) à découper, caractérisé en ce qu'il comprend une structure fixe (16), une motorisation (18) et des moyens de levage (24), un module de transfert (26) comportant un sous-module supérieur (26-2) lié aux moyens de levage (24) et un sous-module inférieur (26-1) lié au sous-module supérieur, ledit module inférieur étant équipé d'un bloc de préhension (44) et d'un bloc de maintien (46).
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sous-module inférieur (26-1) comprend un premier bras latéral (28-1) et un second bras latéral et (28-2), parallèles entre eux, chaque bras (28-1, 28-2) coulissant dans la structure fixe.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier bras latéral (28-1) et le second bras latéral et (28-2) comprennent des extrémités et en ce que chaque extrémité est munie de moyens de verrouillage temporaire (30) par rapport à la structure fixe (16).
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure fixe comprend des poteaux (16-1, 16-4), les moyens de verrouillage temporaire (30) comprennent des lumières (32) ménagées dans une des faces de chaque poteau en vis-à-vis de ladite extrémité et en ce qu'un doigt de verrouillage mobile en translation est apte à prendre deux positions, la première position active dans laquelle le doigt est introduit dans une des lumières et la seconde position dans laquelle le doigt est rétracté.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux bras latéraux du sous-module inférieur (26-1) comportent, sur la face supérieure, des rails (34-1, 34-2) de circulation.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sous-module inférieur (26-1) comprend des axes de guidage (36-1, 36-4), à proximité de chacune des extrémités des deux bras, munis à leur extrémité supérieure d'une butée (38-1, 38-4) et ce que le sous-module supérieur (26-2) comprend des manchons de guidage de guidage (42-1, 42-4), aptes à coopérer par coulissement avec lesdits axes de guidage (36-1, 36-4) du sous-module inférieur.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque étage (50-1…..50-n) comporte une partie fixe munie de rails et un chariot mobile (52) sur lesdits rails.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de préhension (44) comporte plusieurs ventouses électropneumatiques, (44-1), chaque ventouse étant montée à l'extrémité d'un vérin (44-2) avec une tige et un corps, chaque tige de chaque vérin pouvant prendre deux positions, une première position de préhension avec le piston en saillie du corps et une seconde position de retenue avec le piston rétracté dans le corps.
Dispositif d'alimentation d'une machine de découpe (14) de plaques (10) à partir d'un magasin (12), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de maintien (46) comprend deux peignes (46-1, 46-2) avec des dents, lesdits peignes étant en vis-à-vis, mobiles dans le plan horizontal et aptes à prendre deux positions, la première position étant une position de maintien dans laquelle les deux peignes (46-1, 46-2) sont rapprochés, les extrémités des dents du premier peigne étant à proximité immédiate des extrémités des dents du second peigne et la seconde position étant une position de libération dans laquelle les dents des deux peignes sont en position écartée d'une distance maximale.