La présente invention concerne une installation support pour la fabrication d'armatures métalliques, en particulier d'armatures pour béton constituées de barres filantes longitudinales assemblées par des cadres transversaux.
Les armatures métalliques pour béton, constituées de barres filantes longitudinales assemblées par des cadres transversaux, sont classiquement fabriquées sur des installations ou des postes comportant un plan support de hauteur définie formé par les traverses supérieures parallèles d'une pluralité de tréteaux ou chevalets convenablement espacés.
Ayant connaissance de la structure de l'armature qu'il doit fabriquer, l'opérateur positionne les barres longitudinales de haut sur le plan support. Il soude la partie supérieure des cadres transversaux sur ces barres de haut. Il soude ensuite les éventuelles barres latérales (appelées barres de peau) sur les côtés desdits cadres transversaux, et enfin, les barres filantes de bas sur la partie inférieure des cadres.
Dans certains cas, des cadres, épingles ou étriers additionnels sont rapportés après soudage des barres de haut.
Cependant, ces différentes opérations de soudage sont réalisées avec les barres de haut en appui constant sur les tréteaux ou chevalets précités, ceci à une hauteur prédéterminée qui est fixe. Par conséquent, l'opérateur doit réaliser des points de soudage à différentes hauteurs. Il est donc amené à travailler fréquemment de manière courbée, ainsi qu'à s'abaisser puis se relever à de maintes reprises, ce qui s'avère pénible et peut entraîner l'apparition de maladies professionnelles, en particulier des troubles musculo-squelettiques (TMS)
D'autre part, l'opérateur doit soutenir certaines barres longitudinales au cours de l'opération de soudage, pour les positionner au niveau correct requis (ceci est valable en particulier pour le soudage des barres de peau), ce qui augmente l'inconfort et la pénibilité de l'opération d'assemblage, et ce qui est source d'erreurs et de malfaçons. De plus, une fois les barres de haut soudées aux cadres, pour les autres barres filantes, le soudeur n'a pas d'autre choix que de les enfiler dans la cage, ce qui en raison de la longueur des pièces, et donc du porte-à-faux, nécessite l'intervention de plusieurs personnes.
Le document
La présente invention propose une installation support originale, en particulier pour la fabrication d'armatures métalliques pour béton, qui permet de faciliter les opérations d'assemblage (notamment par soudage) des différents éléments constitutifs de ladite armature, en rendant lesdites opérations moins pénibles et plus précises
A cet effet, l'installation support conforme à l'invention comprend :
Le plan support mobile peut notamment être utilisé pour recevoir les barres filantes de haut de l'armature, les barres de peau et les barres de bas pouvant être positionnées en attente sur le second plan support. L'opérateur peut alors positionner le plan support mobile à la hauteur souhaitée, en fonction de ce qu'il considère être sa meilleure posture, pour réaliser le soudage des cadres transversaux sur les barres de haut (le plan support mobile est pour cela placé juste au-dessus du second plan support, en particulier à peu près 100 mm au-dessus). Une fois cette opération réalisée, il élève le plan support mobile pour souder les éventuelles barres de peau en appui sur le second plan support (cette opération pouvant être réalisée à plusieurs reprises, en fonction du nombre de couches de barres de peau), puis il soulève encore la plan support mobile à la hauteur souhaitée, pour souder la partie inférieure des cadres transversaux sur les barres filantes de bas.
Le cas échéant, des opérations de pose de cadres transversaux, épingles ou étriers additionnels peuvent être réalisées après la pose des barres de haut.
Du fait que les seconds bras supports sont montés pivotants sur leur structure porteuse, autour d'un axe vertical, pour permettre leur escamotage en dehors d'une partie au moins de l'encombrement vertical du premier plan support, après fabrication, l'armature terminée peut être reposée sur le sol ou sur une structure de réception appropriée, simplement par la descente du premier plan support mobile, sans être gênée par la présence du second plan support (dont les bras constitutifs auront été escamotés préalablement).
Une telle installation support s'avère particulièrement ergonomique du fait qu'elle permet à l'opérateur de souder toujours pratiquement à la même hauteur choisie. Elle permet de limiter les efforts physiques des soudeurs et de minimiser les gestes et les manipulations. Elle contribue ainsi à améliorer les conditions de travail et donc la qualité de celui-ci, et elle permet aussi de prévenir les risques de maladies professionnelles.
D'autre part, cette installation offre une réponse aux exigences industrielles en matière de délai et de qualité. Elle permet de réaliser des gains de productivité et de limiter les risques de rupture des flux.
Cette installation support propose des appuis coordonnés qui assurent l'alignement des soudures et la mise en hauteur. Elle permet un accès plus aisé aux points à souder et assure ainsi des soudures de meilleure qualité.
Selon une forme de réalisation particulièrement intéressante, la structure porteuse est constituée d'une pluralité de poteaux verticaux qui sont équipés chacun d'un desdits premiers bras supports mobiles, et d'un desdits seconds bras supports. Dans ce cadre, les poteaux verticaux sont avantageusement montés roulants sur une structure de rails qui s'étend selon une direction perpendiculaire aux premiers et seconds bras supports, de manière à autoriser un réglage de l'écartement entre lesdits poteaux, et aussi à permettre un choix du nombre de poteaux nécessaires à la fabrication de l'armature souhaitée.
Toujours dans ce cadre, chaque poteau est avantageusement équipé d'une pédale de commande reliée à un automate programmable qui, après sélection des différents poteaux choisis pour fabriquer l'armature souhaitée, permet à l'opérateur d'assurer la montée ou la descente synchronisée des différents bras supports mobiles constituant le premier plan support (cette opération peut être réalisée à partir de l'une ou l'autre desdites pédales de commande),
Selon une forme de réalisation particulière, les premiers bras supports sont chacun montés sur leur structure porteuse par l'intermédiaire d'un chariot mobile verticalement, lequel chariot est manoeuvré en translation au moyen d'une vis sans fin verticale entraînée en rotation par une motorisation.
Toujours selon l'invention, la structure support comporte au moins deux logements pour la réception de deux bras supports supplémentaires, amovibles, parallèles entre eux et parallèles auxdits premiers et seconds plans supports, permettant la formation d'un troisième plan support au-dessus dudit second plan support.
De préférence, l'installation comporte deux ensembles de logements superposés, pour la réception desdits bras supplémentaires, conférant un choix de positionnement permettant d'adapter le niveau vertical dudit troisième plan support, ou conférant la possibilité de créer plusieurs plans supports complémentaires.
Selon encore une autre particularité, la structure porteuse comporte un dispositif de mesure permettant de déterminer la hauteur du premier plan support mobile par rapport à une référence, et en particulier par rapport au niveau du second plan support.
L'invention concerne encore le procédé de fabrication d'une armature métallique constituée de barres filantes longitudinales assemblées sur plusieurs niveaux de hauteur par des cadres transversaux, lesdites barres filantes longitudinales constituant des barres de haut, des barres de bas et éventuellement des barres intermédiaires dites de peau, pour la mise en oeuvre de l'installation, définie ci-dessus, ce procédé consistant
Plus précisément, ce procédé consiste avantageusement
L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'une forme de réalisation particulière, donnée uniquement à titre d'exemple et représentée sur les dessins annexes dans lesquels :
Comme on peut le voir sur la
Chaque premier bras horizontal 3 s'étend en porte-à-faux à partir de son poteau support 2. Il est monté sur un chariot coulissant 5 mobile verticalement.
Le chariot 5 est équipé de galets et il est guidé par des glissières ménagées sur la face avant du poteau 2, ou à l'intérieur de celui-ci. Son déplacement, avec le bras en porte-à-faux 3 est réalisé au moyen d'une vis sans fin verticale, schématisée par la ligne en pointillés 6, intégrée au sein du poteau 2 et entraînée en rotation par une motorisation 7 (par exemple de type motoréducteur frein asynchrone). La coopération entre la vis sans fin 6 et le chariot 5 s'effectue de manière classique par l'intermédiaire d'un écrou en bronze. De préférence, un second écrou assure la sécurité du chariot en cas d'usure des filets du premier écrou en bronze.
Ce premier bras support 3 peut être manoeuvré en translation verticale pratiquement depuis le sol, au moins jusqu'à une hauteur de 1,5 m, et de préférence plus. Sa structure et sa robustesse, ainsi que celles du poteau support 2, sont adaptées selon les charges maximales destinées à être supportées.
La motorisation 7 est pilotable au moyen d'une pédale de commande 8, de type double contacteur, directement accessible à l'opérateur à proximité du poteau 2, du côté du premier bras support 3. Cette pédale de commande 8 permet la manoeuvre de ce premier bras support 3 à volonté, en montée ou en descente.
D'autre part, la pédale 8 et la motorisation 7 sont reliées à une armoire de commande intégrant un automate programmable 9, dont la fonction sera détaillée plus loin.
Le second bras support 4 s'étend horizontalement en porte-à-faux à partir du poteau 2. Sa surface d'appui horizontale 10 se situe à une hauteur fixe par rapport au sol, correspondant à un niveau permettant d'assurer une opération de soudage avec confort. Cette hauteur est comprise entre 0,7 m et 1,30 m, de préférence entre 0,90 m et1,10m.
Ce second bras support 4 est monté pivotant sur le poteau 2, autour d'un axe vertical 11, afin de pouvoir être escamoté sur le côté, de la manière illustrée sur la
Le second bras support 4 est légèrement décalé sur le côté, par rapport au plan vertical de déplacement du premier bras support 3, pour ne pas gêner le déplacement vertical de ce dernier. Il s'étend de préférence sur une longueur un peu supérieure à celle du premier bras support 3, de manière, comme on le verra plus loin, à faciliter la réception de barres filantes préalablement stockées en appui sur ledit premier bras support 3.
Comme on peut le voir sur la
Juste au-dessus du second bras support 4, on remarque la présence de deux platines verticales parallèles, l'une avant 13 et l'autre arrière 13', solidaires du poteau 2, espacées l'une de l'autre ici d'une distance correspondant à la largeur dudit poteau 2. Ces deux platines 13 et 13' sont chacune munies d'une série d'orifices superposés 14, 14', alignés verticalement. Les orifices 14 de la platine avant 13 sont chacun disposés en correspondance avec l'un des orifices 14' de la platine arrière 13' (c'est-à-dire de manière coaxiale), pour former un logement horizontal 15, apte à recevoir un bras complémentaire 16, représenté en pointillés.
La série de logements 15 superposés forme une sorte de râtelier qui permet un positionnement amovible d'un bras support supplémentaire 16 au niveau souhaité, ou encore un positionnement de plusieurs bras supplémentaires 16, sur plusieurs niveaux. Ce ou ces bras supplémentaires 16 s'étendent parallèlement aux premier et second bras support 3, 4. Il est ou ils sont légèrement décalés sur le côté par rapport au plan vertical de déplacement du premier bras support 3, pour ne pas gêner le déplacement vertical de ce dernier.
Les différents poteaux 2 sont montés roulants sur une même structure de rails 17, pour permettre leur rapprochement ou leur écartement à volonté les uns des autres par simple poussée manuelle, cela selon une direction qui est perpendiculaire aux bras supports 3, 4 et éventuellement 16 précités.
D'autre part, chaque poteau 2 est équipé d'un dispositif de mesure 18 permettant d'indiquer à l'opérateur le niveau en hauteur de la surface d'appui du premier bras support 3, par rapport au niveau du second bras support 4. Ce dispositif de mesure 18 peut être constitué d'une simple règle graduée ; il peut aussi s'agir d'un encodeur avec affichage digital, tenant compte de la rotation de l'arbre du motoréducteur 7.
L'installation support 1 comprend une pluralité de poteaux 2, tous identiques ou similaires, disposés les uns à côté des autres sur leur structure de guidage 17. Les différents poteaux 2 sont tous orientés dans le même sens de sorte que leurs bras supports 3, 4 et éventuellement 16 s'étendent tous parallèlement les uns aux autres.
Les moyens de manoeuvre 7, 8 des bras mobiles 3 de tous les poteaux 2 sont connectés à l'automate programmable 9 assurant la gestion de l'ensemble des configurations. En particulier, cet automate 9 est programmé de manière, tenant compte de la sélection préalable des poteaux 2 choisis pour fabriquer une armature (parmi l'ensemble des poteaux disponibles), à assurer le positionnement des premiers bras supports 3 au même niveau en hauteur, puis à permettre la montée et la descente synchronisées des différents bras supports 3 correspondants, ceci à partir d'une seule des pédales de commande 8 associée à l'un des poteaux sélectionnés.
Outre cette gestion des configurations de groupes, l'automate 9 assure la gestion des fins de course haut et bas des chariots mobiles 5, ainsi que des arrêts d'urgence éventuels ; il assure également le contrôle thermique des motoréducteurs 7.
A partir du plan de l'armature qu'il doit fabriquer, l'opérateur sélectionne donc les poteaux supports 2 qu'il souhaite utiliser (en emplacement et en nombre). Ensuite, il positionne correctement les différents poteaux supports 2 les uns par rapport aux autres, par déplacement manuel sur la structure de guidage 17.
On comprend que les premiers bras supports 3 des différents poteaux 2 sélectionnés, juxtaposés, forment un plan support horizontal 3' (appelé premier plan support horizontal 3'), qui est propre à servir de plan de dépose et de réception pour certaines des barres filantes longitudinales constitutives de l'armature. Ce premier plan support 3' est mobile verticalement et son niveau peut être adapté à volonté par l'opérateur par le pilotage de l'une des pédales de commande 8, entre des hauteurs inférieure et supérieure extrêmes.
Les seconds bras supports 4 des différents poteaux 2 sélectionnés forment un plan support horizontal 4' (appelé second plan support 4'), dont le niveau en hauteur est fixe, propre, lui aussi, à servir de plan de dépose et de réception pour certaines des barres filantes longitudinales constitutives de l'armature.
En outre, les éventuels bras complémentaires 16 forment un ou plusieurs plans supports supplémentaires horizontaux 16'.
Ces différents plans supports 3', 4' et éventuellement 16' sont disposés les uns au-dessus des autres (ou confondus pour certains, en fonction du positionnement du premier plan support 3') ; ils sont au moins partiellement superposés, c'est-à-dire disposés au moins partiellement dans le même encombrement vertical.
Dans le mode de réalisation illustré, les différents plans supports 3', 4' et 16' ont la même longueur, délimitée par les poteaux supports 2 d'extrémités ; ils ont également sensiblement la même largeur, correspondant à la longueur des bras 3, 4 et 16, et ils sont quasiment intégralement superposés.
Comme on peut le voir sur la
A partir de cette installation, l'opérateur utilise la mobilité du premier plan support 3' pour souder à une hauteur qui est la plus confortable pour lui les barres filantes de haut sur la partie supérieure des cadres transversaux (cette hauteur de soudage est à priori la plus proche possible du second plan support 4'). Dans la suite de la procédure, les barres filantes de haut restent en permanence en appui sur les différents bras supports mobiles 3.
Cette mobilité permet ensuite à l'opérateur d'élever la cage formée par l'ensemble barres de haut/cadres transversaux pour positionner correctement ces cadres transversaux (et éventuellement des cadres intermédiaires) par rapport au(x) lit(s) de barres filantes de peau et de bas, préalablement disposées sur le second plan support 4' et éventuellement sur le ou les plans supports supplémentaires 16'. Cela évite à l'opérateur d'avoir à porter lesdites barres filantes lors de l'opération de soudage. Pour réaliser ce positionnement convenable, défini par le plan de l'armature, l'opérateur est assisté par le dispositif de mesure 18.
Une fois l'assemblage finalisé, l'armature est déposée au sol, ou sur une structure de stockage mobile, par abaissement du plan mobile 3', après escamotage des bras supports 4 et retrait des éventuels bras supplémentaires 16.
Une manière possible d'utiliser cette installation support 1, pour la fabrication d'armatures simples, est illustrée en différentes séquences sur les
Tel qu'illustré sur la
Ensuite, on transfère manuellement les barres filantes de peau 21 et de bas 22 sur le second plan support 4' ; les barres filantes de haut 20 restant sur le premier plan support mobile 3' (
Une fois cette opération de transfert finalisée, on positionne les cadres transversaux 23 en appui sur les barres filantes de haut 20, elles-mêmes en appui sur le premier plan support mobile 3', et on soude lesdites barres de haut 20 sur la partie supérieure desdits cadres transversaux 23 (
L'opération suivante, illustrée sur la
La soudure correspondante est alors réalisée par l'opérateur.
Tel qu'illustré sur la
L'armature 24 ainsi fabriquée est soulevée pour libérer le second plan support 4'. Les seconds bras supports 4 peuvent alors être escamotés latéralement pour libérer l'encombrement vertical de l'armature (
Il suffit ensuite d'abaisser le premier plan support 3' pour déposer l'armature 24 sur un transbordeur 25 adapté, préalablement convenablement positionné par-dessous (
On évacue enfin l'armature 24 fabriquée vers le stock tampon (
L'installation est prête pour un nouveau cycle de fabrication, après repositionnement des seconds bras supports 4 parallèlement aux premiers bras mobiles 3.
La mise en oeuvre opérationnelle de l'installation pourra être quelque peu différente de celle décrite ci-dessus, en fonction de la structure de l'armature à fabriquer, ou en fonction des habitudes ou expériences des soudeurs.
Par exemple, les cadres transversaux 23 peuvent très bien être positionnés autour des différentes barres filantes 20, 21, et 22 en appui sur les bras mobiles 3 (avant le transfert des barres de peau 21 et de bas 22 sur les bras 4), de manière à limiter leur ouverture d'insertion nécessaire.
Des bras supplémentaires 16 tels que mentionnés précédemment, sont utilisés pour la création de plans supports complémentaires, en particulier pour la fabrication d'armatures plus complexes, comportant notamment des cadres intermédiaires (en particulier on créera un plan horizontal additionnel par cadre fermé additionnel dans la section de la pièce).
A titre de variante, on notera que l'ensemble des bras supports 3, 4 et 16 peuvent être montés sur une même structure porteuse, par exemple fixée à un mur d'appui. D'autre part, une installation simplifiée peut être constituée d'un poteau support unique équipé d'une structure mobile (formée d'au moins deux bras parallèles) constituant le premier plan support mobile 3', et d'une structure fixe (formée d'au moins deux bras parallèles) constituant le second plan support 4' ; la structure mobile peut alors avantageusement être constituée d'un ou de plusieurs bras centraux, associé(s) à des bras d'extrémités mobiles latéralement.
On comprend que le poste de soudage ergonomique conforme à l'invention soulage le travail des soudeurs en limitant leurs efforts physiques et en minimisant les gestes et les manipulations de pièces. Il contribue à améliorer les conditions de travail et donc la qualité de celui-ci.
D'autre part, ce poste optimise l'assemblage. Il respecte le flux naturel de la production et le travail de l'opérateur qui conduit jusqu'au produit fini sans création artificielle de produits semi-finis.
L'alignement en hauteur des barres filantes sur les cadres transversaux s'effectue naturellement par la synchronisation des appuis. Il n'est plus nécessaire de soulever les barres pour pointer la soudure. Ce poste optimise donc l'assemblage et permet de réaliser des gains de productivité.
En outre, cette installation s'adapte à toutes les configurations. Les différents poteaux supports 2, alignés sur rails, permettent une utilisation par groupe, en fonction de la géométrie de l'armature à assembler, la gestion des différentes configurations étant assurée par l'automate programmable.
D'autre part, en association avec une série de transbordeurs 25, l'installation permet de supprimer les pertes de temps liées aux attentes fréquentes des ponts roulants classiques.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.