La présente invention a trait aux machines à poinçonner utilisées pour la perforation de tôles et, notamment, aux machines de ce type qui fonctionnent sous commande automatique et qui comprennent divers outils sélectionnables pour réaliser différents types de perforations dans les tôles d'application, en apportant ainsi, relativement à ces particularités, des améliorations qui simplifient la réalisation de la machine et la dotent d'une plus grande précision de fonctionnement.
Comme le décrit le Modèle d'Utilité espagnol
Dans une solution traditionnelle, les postes de poinçonnage permettent aux ensembles d'outils poinçon-matrice d'occuper différentes orientations radiales fixes, définies par clavetage. Ce positionnement par clavetage restreint le nombre de positions et nécessite l'arrêt fréquent de la machine pour changer les postes et/ou les outils et offrir ainsi d'autres possibilités de travail.
On a remédié à cet inconvénient en disposant des postes de poinçonnage dotés d'une rotation autonome sur les tourelles porteuses, conformément à la solution dite à indexage automatique permettant de disposer plusieurs ensembles d'outils poinçon-matrice dans chaque poste. Dans ce cas, et en marge de la disposition des différents postes par rapport à la position de travail de leur tourelle correspondante, il est possible, grâce à la commande rotative des postes mêmes, de sélectionner successivement les différents ensembles d'outils de chaque poste par rotation de celui-ci, ce qui permet d'augmenter le nombre de possibilités et donc de réduire les arrêts nécessaires de la machine.
Il existe une solution d'indexage automatique qui, relativement à chaque groupe porte-poinçons et à chaque groupe porte-matrices d'un poste, présente des dispositifs de commande, un pour chaque groupe. Cette solution est le résultat d'une réalisation complexe et très coûteuse, du fait du grand nombre de dispositifs de commande de rotation nécessaires, puisque chaque groupe porte-poinçons et chaque groupe porte-matrices comporte son propre dispositif de commande.
Le Modèle d'Utilité
Dans le brevet
Dans ce brevet italien, on décrit également une solution de rotation du percuteur permettant de placer celui-ci en correspondance avec le poinçon de travail sélectionné grâce à une combinaison avec le mouvement de la commande rotative de sélection des poinçons par rapport à la position de travail, en prévoyant pour ce faire une relation de couplage et de découplage mobile entre les deux pièces, laquelle s'avère complexe.
Le concept d'un percuteur de type excentrique se mettant, par rotation, en position radiale pour percuter le poinçon de travail sélectionné est également connu par d'autres propositions antérieures, notamment celles décrites, par exemple, dans les brevets
D'autre part, les machines à poinçonner mentionnées disposent de griffes pour maintenir et entraîner les tôles à poinçonner, lesquelles griffes sont susceptibles de modifier leur position pour s'adapter aux différentes dimensions des tôles à poinçonner, un dispositif de blocage étant prévu à cet effet pour libérer lesdites griffes de façon à les déplacer jusqu'aux positions correspondantes et à les fixer en place, ledit dispositif de blocage étant traditionnellement un dispositif à actionnement manuel ou nécessitant, tout au plus, un automatisme de commande rotative directe de précision réduite.
Le document
La présente invention propose des améliorations qui procurent des caractéristiques constructives et fonctionnelles avantageuses aux machines à poinçonner automatiques susmentionnées, en donnant ainsi lieu à une réalisation perfectionnée par rapport aux machines déjà connues de ce type.
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une machine à poinçonner selon la revendication 1.
En ce sens, conformément à la présente invention, la machine possède des tourelles porte-poinçons et porte-matrices respectives situées en position relative excentrique les unes par rapport aux autres, la position en regard correspondant à la zone de travail, alors que, dans la zone opposée, la tourelle inférieure porte-matrices est exposée par rapport à la tourelle supérieure porte-poinçons, ce qui facilite l'échange des matrices.
Les tourelles peuvent incorporer des groupes fixes de poinçons et de matrices, ou des groupes susceptibles de sélection rotative (indexage automatique), pour définir les postes de poinçonnage, des dispositifs de commande respectifs étant prévus relativement aux groupes de sélection rotative des poinçons et des matrices, chacun desquels comprend un actionneur incorporé sur un support disposé en montage basculant articulé sur une pièce en « U », un poussoir linéaire étant également prévu relativement audit support basculant pour pousser celui-ci en le faisant ainsi basculer pour assurer le couplage et le découplage de l'engrènement de transmission correspondant de l'actionneur moteur par rapport au groupe devant être actionné.
On obtient ainsi une machine dans laquelle la position excentrique des tourelles porteuses des poinçons et des matrices facilite la charge et la décharge des tôles à poinçonner, dans la mesure où les moyens de commande de la rotation des groupes de poinçons et de matrices (indexage automatique) définissent une disposition gyroscopique, avec un montage totalement rigide, ce qui permet d'assurer des réglages et de garantir un fonctionnement d'une précision absolue.
Les groupes porteurs de poinçons et de matrices multiples incorporent en outre un dispositif de blocage rotatif occupant une position zéro, grâce à un dispositif formé d'une bille poussée par un ressort, celui-ci permettant de fixer avec exactitude une position angulaire de référence desdits groupes, pour assurer la commande automatique des ensembles de poinçon-matrice à utiliser.
Le percuteur destiné à venir frapper les poinçons pour effectuer les poinçonnages est du type rotatif et orientable radialement, un actionneur de la rotation étant lié à celui-ci au moyen d'une transmission simple par courroie ou similaire, en déterminant ainsi une disposition de montage très simple, laquelle peut être commandée automatiquement seule ou en association avec la rotation des groupes porteurs de poinçons-matrices multiples, en permettant ainsi d'établir une rotation combinée pour la sélection des poinçons de travail à utiliser.
Les griffes de maintien et d'entraînement des tôles à perforer incorporent un système de blocage formé d'un axe et d'un actionneur rotatif susceptible de se déplacer axialement pour se coupler audit axe et se découpler de celui-ci, l'axe étant lié au moyen d'une transmission par engrènement avec un élément fileté pouvant effectuer un petit déplacement pour bloquer ou libérer la griffe correspondante.
On obtient ainsi, grâce au dispositif de blocage des griffes de maintien et d'entraînement des tôles à poinçonner, un mécanisme simple et de grande précision permettant d'établir également une commande automatique de la mise en place des griffes.
Grâce aux améliorations préconisées, on obtient donc une machine aux caractéristiques particulièrement avantageuses, dont la réalisation acquiert une vie propre et un caractère préférable vis-à-vis des machines connues assurant la même fonction.
L'objet de l'invention se rapporte à une machine à poinçonner du type de celles utilisées pour perforer des tôles dans un processus d'usinage, au moyen de poinçons présentant les formes souhaitées et de matrices correspondantes disposées en opposition, comprenant des tourelles respectives (1 et 2), dans lesquelles sont respectivement incorporés les poinçons et les matrices dans des ensembles réciproques formant des postes sélectifs de poinçonnage, lesdites tourelles (1 et 2) étant dotées d'actionneurs moteurs synchronisés (3 et 4) respectifs, pour en assurer la commande rotative dans le but de placer le poste de poinçonnage à utiliser dans chaque cas dans une position de travail déterminée.
Selon l'invention, les tourelles (1 et 2) sont de préférence superposées dans une position excentrique l'une par rapport à l'autre, comme le montrent les figures 1 et 7, de manière à ce que, dans la zone (5) correspondant à la position de travail des deux tourelles (1 et 2), celles-ci soient en regard, mais que dans la zone opposée (6), la tourelle inférieure (2) soit exposée par rapport à la tourelle supérieure (1).
Ladite disposition relative des tourelles (1 et 2) facilite l'échange des matrices, dans la mesure où les tôles à poinçonner sont disposées entre les deux tourelles (1 et 2), ce qui permet d'introduire et d'extraire facilement les tôles par la zone (6) opposée à la zone (5) de poinçonnage.
Sur la tourelle supérieure (1) se trouvent les poinçons en groupes (7) correspondant aux groupes (8) des matrices sur la tourelle inférieure (2), lesdits groupes comprenant divers poinçons et matrices, de façon à permettre la sélection de l'ensemble de poinçon-matrice requis pour effectuer le poinçonnage souhaité dans chaque cas, en effectuant ainsi le poinçonnage au moyen d'un percuteur (9) qui vient frapper le poinçon (10) correspondant, comme cela est représenté à la figure 9.
Les groupes (7 et 8) de poinçons et de matrices correspondants peuvent être fixes, la sélection des poinçons à utiliser s'effectuant par rotation des tourelles (1 et 2) jusqu'à ce que les groupes (7 et 8) dans lesquels se trouvent le poinçon et la matrice à utiliser parviennent dans la zone (5) de travail, le percuteur (9) étant alors entraîné en rotation jusqu'à la position angulaire correspondante sur le poinçon (10) appelé à effectuer le poinçonnage, conformément au mode de sélection représenté par la séquence des figures 10A à 10D.
Pour la rotation jusqu'aux positions angulaires de sélection relativement aux poinçons (10) des postes de poinçonnage, le percuteur (9) est associé, au moyen d'une transmission par courroie ou similaire (11), à un actionneur rotatif (12), comme l'illustrent les figures 8 et 9.
L'actionneur rotatif (12) est un moteur dont l'axe incorpore une poulie (42) dans laquelle s'engage la courroie (11) pour transmettre le mouvement rotatif à une courroie crantée (43) solidaire du corps du percuteur (9) de façon à transformer la rotation du moteur (12) en une rotation du percuteur (9).
Les groupes de poinçons et de matrices peuvent également être incorporés dans des supports rotatifs (13 et 14) respectifs, de façon à ce que la sélection des poinçons (10) à utiliser et de leurs matrices correspondantes puisse se faire de la même manière par rotation du percuteur (9) jusqu'à la position angulaire correspondante, en maintenant les supports (13 et 14) des poinçons et des matrices fixes, conformément au mode de sélection représenté par la séquence des figures 11A à 11C ; il est toutefois également possible d'effectuer la sélection en entraînant en rotation les supports (13 et 14) des poinçons et des matrices jusqu'à la position correspondant au percuteur (9), en le maintenant fixe, conformément au mode de sélection représenté par la séquence des figures 12A à 12C ; il est également possible d'effectuer la sélection au moyen d'un mouvement combiné de rotation du percuteur (9) et des supports (13 et 14) des poinçons et des matrices, conformément au mode de sélection représenté par la séquence des figures 13A à 13C.
Dans le cas des rotations de sélection des poinçons (10) de travail et de leurs matrices respectives, appelé indexage automatique, il est prévu deux dispositifs de commande (15 et 16), tels que ceux illustrés aux figures 2 à 4. Chacun desdits dispositifs (15 et 16) se compose d'un moteur (17), lequel, grâce à une poulie (44) et d'une transmission par courroie (18), actionne la poulie (45) d'un corps rotatif (19) qui, par le biais d'un pignon (46), s'engrène avec un pignon (20), par l'intermédiaire duquel il est possible d'établir un couplage d'engrènement avec le porte-poinçons (13) ou le porte-matrices (14) correspondant.
Le corps rotatif (19), avec sa poulie (45) et son pignon (46), ainsi que le pignon (20), sont incorporés dans un support (21) disposé en montage basculant par rapport à un axe (22) monté dans une pièce en « U » (47), de façon à ce que, suivant la disposition dudit support basculant (21), le pignon (20) reste accouplé ou découplé par rapport à son engrènement avec le porte-poinçons (13) ou le porte-matrices (14) correspondant.
En relation avec le support basculant (21), un dispositif poussoir linéaire (23) fournit la poussée nécessaire pour faire basculer ledit support (21) par rapport à la pièce en « U » (47) jusqu'à la position d'engrènement du pignon (20) avec le porte-poinçons (13) ou le porte-matrices (14) correspondant, comme l'illustre la figure 3, alors que, lorsque ledit poussoir (23) se retire, le support (21) bascule dans une position dans laquelle le pignon (20) reste découplé de l'engrènement avec le porte-poinçons (13) ou le porte-matrices (14) respectif, comme l'illustre la figure 2, selon un montage de type gyroscopique.
Il convient de noter que le basculement du support (21) entre les positions de couplage et de découplage est rendu possible par le jeu offert par la courroie (18), de sorte que, lorsque le support (21) occupe la position de découplage représentée à la figure 2, les courroies (18) sont légèrement détendues, alors que, dans la position de couplage de la figure 3, les courroies (18) sont tendues juste assez pour assurer une transmission parfaite.
De cette manière, grâce à la commande rotative transmise au pignon (20) par l'intermédiaire du corps (19) et au basculement du support (21) par l'actionnement du poussoir (23), on obtient un mouvement gyroscopique permettant de coupler le pignon (20) en engrènement avec le porte-poinçons (13) ou le porte-matrices (14) correspondant, pour sélectionner ainsi l'ensemble de poinçon-matrice correspondant dans chaque cas au poinçonnage à réaliser.
Cette réalisation gyroscopique du dispositif de commande de l'indexage automatique a une conséquence importante du fait que la pièce en « U » (47) et l'axe (22) marquent un point de référence fixe par rapport auquel le support basculant (21) ne se déplace pas mais ne fait que basculer, de telle sorte que, en réglant l'angle de rotation du support basculant (21), il est possible de régler avec une précision totale le couplage ou le découplage du pignon (20). Le réglage de l'angle de rotation du support basculant (21) est très simple puisqu'il est fonction du déplacement linéaire du poussoir (23).
Il convient de noter que le poussoir (23) peut être un cylindre pneumatique à actionnement linéaire ou tout autre mécanisme type came ou similaire. Qui plus est, le basculement du support (21) par rapport à l'axe (22) permet de faire en sorte que la position de découplage soit une position que le support (21) atteindra par simple gravité, si bien qu'il est possible de faire appel à un poussoir linéaire (23) à effet simple qui, une fois que son action de poussée cesse, se relève dans sa position non opérante par basculement gravitaire du support (21), facilité dans tous les cas par un moyen élastique de reprise quelconque, de façon à garantir ainsi et dans tous les cas le découplage du pignon (20).
Pour la sélection des poinçons et des matrices, les porte-poinçons (13) et les porte-matrices (14) doivent être commandés depuis une position de référence ou position « zéro », lesdits porte-poinçons (13) et porte-matrices (14) disposant pour ce faire d'un dispositif de blocage permettant de fixer la position de référence ou position « zéro ».
Selon une réalisation non limitative, le dispositif de blocage est défini par une bille (24) poussée par un ressort (25) pour définir une sorte de détente susceptible de venir s'encastrer dans une encoche (26) pour fixer dans une position concrète la partie mobile (27) du porte-poinçons (13) ou du porte-matrices (14), comme l'illustre la figure 6.
Pour le maintien et l'entraînement des tôles (28) sur lesquelles s'effectuent les poinçonnages, la machine dispose de griffes (29) dont le nombre peut varier en fonction des dimensions des tôles (28) pour lesquelles l'application est prévue, lesdites griffes (29) étant dotées d'une pince (30) permettant de saisir les tôles (28).
Les griffes (29) sont montées sur un chariot (31) susceptible de se déplacer selon « X » (mouvements horizontaux) pour entraîner les tôles (28) et les placer aux positions des poinçonnages à effectuer. Les griffes (29) sont montées coulissantes sur le chariot (31) par rapport à un guide (32), comme le montrent les figures 16 et 18, de façon à pouvoir déplacer lesdites griffes (29) et les placer dans la position convenable sur ledit chariot (31), comme le montrent les figures 14 et 15.
Ce chariot (31) se déplaçant selon « X » est monté sur un chariot, non illustré, susceptible de se déplacer selon « Y » (mouvement dans la direction verticale) de façon à ce que la combinaison des mouvements des deux chariots permette de positionner la tôle à poinçonner comme il convient pour chaque travail.
Pour la fixation aux emplacements souhaités, les griffes (29) disposent d'un mécanisme de blocage sur le guide (32) de montage, ledit mécanisme comprenant, comme le montrent les figures 16 à 19, un élément de pression (33) venant s'appuyer sur le guide (32), sur lequel agit un élément poussoir (34) disposé en montage fileté de façon à ce que, lors de sa rotation, il se déplace axialement d'une petite distance, ledit élément (34) étant solidaire d'un secteur denté (35) qui s'engrène sur un pignon (36) incorporé sur un axe (37) pourvu d'une tête rainurée (38) par rapport à laquelle il peut coupler et découpler un élément actionneur rotatif (39).
L'élément actionneur (39) peut se déplacer axialement grâce à un cylindre (non illustré) et est lié, par le biais d'une bielle radiale (40), à un cylindre (41) à action perpendiculaire dont l'actionnement entraîne ledit élément (39) en rotation.
Ainsi, pour débloquer la griffe (29) de sa fixation sur le guide de montage (32), le cylindre correspondant provoque le déplacement axial de l'élément (39) pour coupler ledit élément (39) à la tête (38) de l'axe (37) et, une fois l'élément (39) dans cette position, le cylindre transversal (41) correspondant entraîne cet élément (39) en rotation, qui, à son tour entraîne l'axe (37) en rotation, pour faire ainsi tourner le poussoir (34) par le biais du pignon (36) et du secteur denté (35).
Dans ces conditions, selon le sens de la rotation transmise à l'élément poussoir (34), celui-ci se déplace vers l'avant, en poussant l'élément (33) contre le guide (32), ou se déplace vers l'arrière en libérant la pression de l'élément (33) contre le guide (32), de manière à fixer, dans le premier cas, la position de la griffe (29) correspondante sur le chariot (31), tandis que, dans le deuxième cas, la fixation de la griffe (29) est débloquée, ce qui permet de la déplacer pour la mettre dans la position souhaitée sur le chariot (31).
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