EP3762223A1 - Presse electrique a moteur torque - Google Patents

Presse electrique a moteur torque

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EP3762223A1
EP3762223A1 EP19707031.1A EP19707031A EP3762223A1 EP 3762223 A1 EP3762223 A1 EP 3762223A1 EP 19707031 A EP19707031 A EP 19707031A EP 3762223 A1 EP3762223 A1 EP 3762223A1
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EP
European Patent Office
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electromechanical
plane
press
forming
frame
Prior art date
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EP19707031.1A
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German (de)
English (en)
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EP3762223B1 (fr
Inventor
Yves BEAUMANN
Michael DEUBEL
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ARCOFIL SA
Original Assignee
ARCOFIL SA
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Publication date
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Publication of EP3762223A1 publication Critical patent/EP3762223A1/fr
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Publication of EP3762223B1 publication Critical patent/EP3762223B1/fr
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/041—Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/266—Drive systems for the cam, eccentric or crank axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
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    • B30B1/28—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks the cam, crank, or eccentric being disposed below the lower platen or table and operating to pull down the upper platen or slide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses

Definitions

  • the present invention relates to the field of machining machines and more particularly relates to an electromechanical press Torque motor.
  • the present invention aims to provide an electromechanical press meeting these needs.
  • the invention relates to an electromechanical press as defined in claim 1. More particularly the press of the invention is dedicated to the forming of parts by deformation and / or cutting of material in a sample, and comprises: a work table defining, in an orthonormal coordinate system XYZ, a work plane P1, coinciding with the plane XZ of the marker, on which may be arranged, in one or more determined positions, one or more samples to be formed, and a forming device of parts by deformation and / or cutting of material in said samples arranged on the working plane of said table, the parts forming device comprising a forming tool arranged movable in translation in a perpendicular and perpendicular plane P2 of the work plane P1 of the table, and an electromechanical device for actuating the forming device, supported on a fixed frame in position relative to the working plane P1, the electromechanical actuation device being arranged in kinematic connection with the forming device for moving said forming tool in a back and forth movement over a determined
  • the press of the invention thus has a more compact and stable structure by the integrated, substantially central arrangement of the actuating device and more particularly of its Torque motor under the working table and in the plane of movement of the tool. job.
  • Torque motor provides the press of the invention a versatility and flexibility of operation without common measure.
  • the use of a torque motor allows a direct drive of the forming device, without reducers, with great torque and high responsiveness. It also has other advantages described more particularly later.
  • the frame comprises partition walls fixed integrally on the worktable and the anchoring base so as to encase the electromechanical actuating device on the frame.
  • These partition walls advantageously make it possible to considerably stiffen and weigh down the frame in order to increase the resonant frequency of the press, avoiding the movements and jumps of the press during its operation and singularly increasing the safety factor K of the latter. this.
  • lateral movements on the ground less than 0.01 mm and a maximum Von Mise stress (safety factor) of K 1000 were measured.
  • the partition walls comprise an internal soundproofing lining for absorbing the operating noise of the actuating device and also at least partially the vibrations of the frame.
  • the electromechanical actuation device comprises at least one connecting rod rotatably mounted at a first end on the eccentric axis of the Torque motor and at a second end on the forming device.
  • the Torque type electric motor is provided with two opposite eccentric axes each connected to a connecting rod rotatably mounted at a first end on said eccentric axis of the Torque motor and at a second end on the forming device.
  • the forming device is movably mounted in translation in the plane P2 on said work table.
  • the forming device comprises a sliding gantry on said table, said gantry comprising a mounting crossbar of the forming tool integral at its respective ends with a first end of a connecting arm mounted at a second end to a said connecting rod of the electromechanical actuating device.
  • the press comprises guide members in translation, in particular of slide type, of the forming device in the plane P2 on the work table.
  • the translation guide members are arranged on the sliding gantry arms on the one hand and in lateral guide openings of said arms formed for this purpose in the table relative to the plane P2 symmetrically.
  • the press of the invention comprises moving means and dynamic adjustment of the distance of the movable crossbar to the work table in the P2 plane.
  • These means of movement and adjustment may include a trapezoidal screw dale for adjusting the bottom dead center of the forming tool mounted on the crosspiece.
  • the actuating device is arranged movable in translation along the Y axis relative to the work table on the frame.
  • the actuating device is slidably mounted on the frame by means of complementary linear guide members fixed on the actuating device and the frame and in kinematic connection with a motor assembly linear displacement in translation according to the invention. Y axis relative to the work table.
  • This sliding installation of the actuating device of the press is particularly advantageous for offering great versatility and simplicity of adjustment of the press.
  • the actuating device By moving the actuating device, it is not only this but also the forming device which is kinematically connected to it at the level of the connecting rods which is mobilized along the Y axis, and which is therefore adjusted in position relative to at the work table, which defines the reference plane P1 of the press.
  • the engine assembly may include a hydraulic piston or flywheel secured to a screw-endless.
  • the electromechanical press of the invention further preferably comprises a digital control device of the actuating device.
  • This numerical control device is notably configured to regulate in real time the operation of the Torque motor of the actuating device, in particular to ensure the proper punch rate of the forming tool, for example.
  • the numerical control device is also configured to control the motor assembly linear displacement of the actuating device. It is thus possible to change the configuration of the press to switch from one series to another automatically, an operator or a robotic assembly associated with the press then having only to change the forming tool on the device of forming in masked time during the adjustment
  • the press of the invention can also offer an even more evolutionary configuration by the possibility offered to vary its power by associating in the actuating device a plurality of electric motors type Torques electrically connected in series and kinematically coupled one to the other at their respective driving axes.
  • Figure 1 is a perspective view of an electromechanical press according to the invention in a preferred embodiment
  • Figure 2 shows a sectional view along a median sagittal plane P2 of the press of Figure 1;
  • Figure 3 shows a sectional view along a median transverse plane P3 of the press of Figure 1;
  • Figure 4 is a view similar to Figure 1 in a second preferred embodiment
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 of the press of the invention in the second embodiment of FIG. 4.
  • the present invention relates to an electromechanical press 1 for forming parts by deformation and / or cutting of material in a sample, represented in a first preferred embodiment of FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 and 5 in a second preferred embodiment. .
  • the press 1 comprises firstly a frame 2 on which is mounted an electromechanical actuating device 4 of a forming device 3 of parts in a reciprocating movement in translation in a vertical plane P2 of the press 1.
  • the forming device 3 is arranged kinematically in a form described below with the actuating device 4 so as to move a forming tool 35 integral with the forming device 3 in the movement back and forth to and from a work table 5, fixed on the frame 2 and stationary on the latter.
  • the forming tool 35 may be of various type depending on the forming operation to be performed, including cutting, stamping, stamping or recovery for example.
  • the working table 5 defines, in an orthonormal coordinate system XYZ, an upper horizontal working plane P1, coinciding with the XZ plane of the marker, on which can be arranged, in one or more determined positions, one or more samples to be formed by impact of the forming tool 35, conventionally for a press.
  • the worktable 5 has an opening in the middle of the work tool 35 to provide a clearance space for the embossing chips upon each strike of the forming tool.
  • the vertical plane P2 in which the forming device 3 is moved is perpendicular and secant of the work plane P1 of the table 5.
  • the frame 2 consists of a weighted base formed of a metal plate 23 or concrete under which are fixed feet 22, if adjustable.
  • a weighted base formed of a metal plate 23 or concrete under which are fixed feet 22, if adjustable.
  • four pillars 21 formed for example of metal girders are anchored on the base, by any suitable means such as bolting and / or welding and / or embedding. These pillars 21 support at their upper end the working table 5, itself firmly anchored on the pillars 21.
  • the frame 2 and the work table 5 can be formed in a one-piece assembly, typically metallic.
  • the pillars 21 are replaced by 4 partitioning and stiffening walls 25 formed preferably of steel or aluminum alloy forging, these walls 25 being anchored on the base 23 and on the working table 5, by any appropriate means such as bolting and / or welding and / or embedding.
  • the walls 25 allow complete embossing of the electromechanical actuating device 4 on the frame 2, and increased stiffening thereof compared to the embodiment of Figures 1 to 3. Indeed, the walls 25 are shaped to fit on their longitudinal edges, which eliminates or in any case substantially reduce any effects of twisting of the work table 5 relative to the base 23 during the operating cycles of the press 1, and also to reduce the vibrations significantly.
  • this second embodiment with partitioning and stiffening walls advantageously makes it possible to double the resonant natural frequency of the press with respect to the embodiment of FIGS. 1 to 3, while reducing the movements on the ground during operation. a factor greater than 10.
  • the walls 25 are further coated or integrate into a metal structure sheet metal in the form of a sandwich a layer of acoustic insulation and antivibration layer.
  • a facing may consist of any suitable flame retardant insulation, especially based on natural fibers and synthetic compacted or thermoformed synthetic foams. This improves the safety and comfort of operators on production sites by increasing the absorption of noise from operating the press.
  • the electromechanical actuating device 4 is mounted on the frame 2 in an intermediate position between the plate 23 of the base and the table 5, therefore in a central position in the plane of displacement of the forming device 3 and ideally on the V axis of the forming tool, located under the worktop P1.
  • the forming device 3 is coupled to the actuating device such that the forming tool 35 is held in any position in or above the work plane P1 of the work table 5.
  • the electromechanical actuating device 4 comprises an electric motor 41 of Torque type, mounted integral and movable in translation along the pillars 21 of the frame 2 by means of a carriage 45 on rails or rails 7 fixed in internal reservations of the pillars 21.
  • the carriage 45 and the slideways 7 thus form complementary linear guiding members of the actuating device 4 on the frame 2.
  • the electromechanical actuating device 4 is further arranged in kinematic connection with a set motor 6 linear displacement in translation along a central vertical axis V contained in the plane P2 relative to the work table 5.
  • the electromechanical actuating device 4 is thus adjustable in height in the plane P2.
  • the motor assembly 6 is advantageously arranged on the plate 23 of the base of the frame 2 and fixed thereto by any suitable means, as well as the housing 42 of the motor 41 of the actuating device 4.
  • the motor assembly 6 comprises a screw-endless 61 rotatably mounted along the axis V on the plate 23 in a central hole thereof.
  • the worm 61 has a lower section 611 forming a drive shaft secured to a flywheel 62 mounted coaxially on the drive shaft.
  • the worm 61 also has a threaded upper section 612 extending in the extension of the lower section 611 along the axis V through a bell 63 of the flywheel 62 in the orifice 231 of the plate 23 to avoid any translation of the screw 61 along the axis V, and into a blind bore along the axis V of internal diameter substantially equal to the outer diameter of the threaded section of the screw 61.
  • the flywheel 62 can be advantageously controlled by a mechanical drive system, electronic and / or hydraulic, according to standard techniques in the field of industrial automation.
  • this actuation is electro-controlled by the central control numerical control of the entire press and the electric motor 41 as described in more detail below.
  • the electric motor 41 of the electromechanical actuating device is preferably a Torque type motor.
  • One such motor has the advantage of being able to be actuated and controlled essentially by a reference electronic signal in a substantially instantaneous manner, that is to say without inertia.
  • This type of motor is also fully electronically controllable, where appropriate with variations in speed and power / torque during the cycle depending on the parts worked.
  • the Torque motor finally makes it possible to vibrate the forming device during a cycle, possibly with an adjustable pitch, to improve the surface conditions of stamped parts, for example. It is thus possible to initiate coin stamping cycles incorporating vibrations of the forming device 3, which is not permitted by any another type of electromechanical press to date, further providing a possibility of adjusting the frequencies and amplitudes of vibrations.
  • the motor 41 preferably comprises two eccentric axes 43d, 43g mounted on bearings to each of which is coupled by a first ball joint (or any similar coupling) a first end of a connecting rod 44d, 44g whose second end is mounted by a second ball joint (or any similar coupling) on the forming device 3.
  • the two eccentric axes 43d, 43g are such that they are exactly symmetrical to one another with respect to the planes medians P2, P3 of the press 1. Indeed, the slightest axial offset of the eccentric relative to these two planes can be critical to the operation of the press, including the regular guidance of the forming device and the integrity of the engine 41.
  • Torque motor 41 also has the advantage of offering a great versatility of configuration to the actuating device 4, in particular to vary the power. It is in particular possible to associate in series a plurality of Torque motors 41 and to couple them axially in order to double the power of the press.
  • the forming device 3 is mounted movably in translation in the vertical plane P2 on or with respect to said work table 5. It advantageously comprises a sliding gantry by slides 8 on said table 5, said gantry comprising a crossmember 31 mounting a forming tool 35 via a tool holder 34, said cross member being integral at its respective ends, for example by welding or bolting, with a first end of a connecting arm 32d, 32g mounted rotating at a second end by an axis 36d, 36g to one of said connecting rod 44d, 44g of the electromechanical actuating device 4 via a second ball joint traversed by said axis 36d, 36g according to conventional methods for the skilled person.
  • the forming device 3 is thus driven in translation on the table 5 in the plane P2 by a conventional rod-crank system in the field of machining presses.
  • the slides 8 are preferably arranged on the arms 32d, 32g of the sliding gantry on the one hand and in lateral openings 51 for guiding said arms. formed for this purpose in the table 5 symmetrically to the plane P2.
  • displacement means and dynamic adjustment of the movable crosspiece distance 31 -table 5 work are provided on the forming device for adjusting the bottom dead center and the absolute rule located at the table and a compensation for dilation during use of the press.
  • the press 1 of the invention advantageously further comprises a digital control device, not shown in the figures.
  • This numerical control device well known in itself to those skilled in the field of machine tools and industrial automation, is preferably preferably configured to electronically control the actuating device 4 according to work cycles. desired and preprogrammed in the digital control or loaded into it via an enterprise network.
  • the numerical control can thus in particular perform the continuous adjustment of the feed parameters and speed of rotation of the Torque motor 41 to deliver a given power of the press.
  • the numerical control can also advantageously control the motor assembly 6 linear displacement before adjusting the height of the Torque motor 41 on the frame 2 and thus the strike height of the forming tool 35 relative to the plane P1 of the table work 5 as needed.
  • the numerical control can also be associated with auxiliary automatic machines for loading the press 1 and for changing the forming tool 35 on the tool holder 35.
  • the operation of the press 1 is in itself conventional to that of a press with crank-handle actuation, well known to those skilled in the art.
  • the activation of the Torque motor 41 causes the eccentrics 43d, 43g and the end of the link rod 42d, 42g which is coupled thereto to rotate, which transmits to the forming device 3, which is guided in translation on the work table 5 a translatory movement back and forth in the plane P2 which causes the working tool 35 alternately in the plane P1 to perform a forming operation of a sample.
  • a sample refers to any piece or piece of metal raw material to be formed or preformed part to be taken back.
  • the location of the electromechanical actuating device under the work table 5 gives the press compactness and increased stability.
  • the use of a Torque motor provides the advantage of an essentially electronic instantaneous engine control, which optimizes the power consumption of the engine according to the work performed.
  • the proposed press structure a horizontal press, in which the frame 2 is pivoted by 90 ° as well as the actuating device 4 and forming device 3.
  • the vertical orientation of the motor torque 41 does not interfere with its operation and linear guide rails of the forming device 3 on the work table 5 ensures in any event, with adequate lubrication, a good performance of the press even in an inclined position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une presse électromécanique (1) comportant : - une table de travail (5) définissant un plan horizontal supérieur de travail P1 sur lequel peuvent être disposés un ou plusieurs échantillons à former, et - un dispositif de formage (3) de pièces comportant un outil de formage (35) agencé mobile en translation dans un plan vertical P2 perpendiculaire et sécant du plan de travail P1 de la table, et - un dispositif électromécanique (4) d'actionnement du dispositif de formage (3), supporté sur un bâti (2) fixe en position relativement au plan de travail P1, le dispositif électromécanique d'actionnement (4) étant agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage (3). Selon l'invention le dispositif électromécanique d'actionnement (4) comporte au moins un moteur électrique de type Torque (41) à axe excentrique (43d, 43g), agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage (3), le dispositif électromécanique d'actionnement (4) étant supporté sur le bâti (2) dans une position sécante du plan P2 de déplacement du dispositif de formage et située entre un socle (23) du bâti au sol et la table de travail (5) sous le plan de travail P1 alors que l'outil de formage (35) est maintenu dans toutes positions dans ou au-dessus du plan de travail P1 de la table de travail (5), la table de travail étant solidaire du bâti (2).

Description

Description
PRESSE ELECTRIQUE A MOTEUR TORQUE
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine des machines d’usinage et concerne plus particulièrement une presse électromécanique à moteur Torque.
Etat de la technique
On connaît depuis longtemps dans le domaine de la déformation et mise en forme de matériaux, notamment métalliques, de nombreuses variantes des presses hydrauliques, pneumatiques et mécaniques. Ces presses divergent notamment par leur puissance, exprimée en tonnes (T), leurs productivités, leurs versatilités d’outillages et d’applications (emboutissage, découpe, estampage etc...). Les presses mécaniques, dans leurs grandes majorités, reposent sur la mise en œuvre d’un dispositif d’actionnement de type bielle-manivelle déplaçant en va et vient selon une cadence réglée un outil de haut en bas linéairement en direction d’une surface de travail disposée sous l’outil et le dispositif d’actionnement de ce dernier. Par ailleurs, la quasi- totalité des presses hydrauliques, pneumatiques et mécaniques existantes possèdent un ensemble moteur/actionneur situé en hauteur au-dessus du plan de travail, ce qui exige des dimensionnements d’installation conséquents, des contraintes de sécurisation et d’ancrage importantes, sans compter les difficultés et coûts de mise en œuvre et d’entretien et de service de ces installations..
Pour des petites séries de pièces de faibles dimensions (millimètres ou centimètres), ne nécessitant pas une grande puissance de frappe de l’outil des presses électromécaniques à vérins ont été proposées. Ces presses procurent une plus grande facilité d’utilisation, les changements d’outils sont facilités et peuvent être automatisés par commande numérique ; elles sont donc plus polyvalentes de manière générale. Toutefois, leur encombrement vertical, lié à la taille des vérins, reste généralement très important (1 m ou plus). De plus, leurs cadences de frappent restent limitées.
Il existe donc un besoin à fournir une technologie de presses compactes qui puissent être pilotées par commande numérique et en association avec des automates de changement d’outils pour procurer une grande polyvalence d’utilisation tout en procurant également une cadence de fonctionnement similaires aux presses mécaniques connues.
Par ailleurs, il est également nécessaire outre l’encombrement et la facilité d’usage de presses électromécaniques d’assurer une parfaite sécurité de celles-ci pour les utilisateurs quels que soient leurs régimes de fonctionnement, ainsi qu’une grande flexibilité et réactivité de réglage et de fonctionnement, que ce soit en cours de cycles de frappe ou en cas d’arrêt soudain.
La présente invention a pour but de procurer une presse électromécanique répondant à ces besoins.
Divulguation de l’invention
Selon un premier aspect, l’invention concerne une presse électromécanique telle que définie à la revendication 1. Plus particulièrement la presse de l’invention est dédiée au formage de pièces par déformation et/ou découpe de matière dans un échantillon, et comporte : une table de travail définissant, dans un repère orthonormé XYZ un plan de travail P1 , confondu avec le plan XZ du repère, sur lequel peuvent être disposés, en une ou plusieurs positions déterminées, un ou plusieurs échantillons à former, et un dispositif de formage de pièces par déformation et/ou découpe de matière dans desdits échantillons disposés sur le plan de travail de ladite table, le dispositif de formage de pièces comportant un outil de formage agencé mobile en translation dans un plan P2 perpendiculaire et sécant du plan de travail P1 de la table, et un dispositif électromécanique d’actionnement du dispositif de formage, supporté sur un bâti fixe en position relativement au plan de travail P1 , le dispositif électromécanique d’actionnement étant agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage pour déplacer ledit outil de formage suivant un mouvement de va et vient sur une course déterminée dans le plan P2, La presse de l’invention se caractérise par le fait que le dispositif électromécanique d’actionnement comporte au moins un moteur électrique de type Torque à axe excentrique agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage, le dispositif électromécanique d’actionnement étant supporté sur le bâti dans une position sécante du plan P2 de déplacement du dispositif de formage et située entre un socle du bâti au sol et la table de travail sous le plan de travail P1 alors que l’outil de formage est maintenu dans toutes positions dans ou au-dessus du plan de travail P1 de la table de travail, la table de travail étant solidaire du bâti.
La presse de l’invention présente ainsi une structure plus compacte et plus stable par la disposition intégrée, sensiblement centrale du dispositif d’actionnement et plus particulièrement de son moteur Torque sous la table de travail et dans le plan de déplacement de l’outil de travail.
En outre l’utilisation du moteur Torque procure à la presse de l’invention une versatilité et flexibilité de fonctionnement sans commune mesure. L’utilisation d’un moteur torque permet en effet un entrafnement direct du dispositif de formage, sans réducteurs, avec un grand couple et grande réactivité. Il présente en outre d’autres avantages décrits plus particulièrement par la suite.
De façon préférée selon l’invention, le bâti comporte des parois de cloisonnement fixées solidairement sur la table de travail et le socle d’ancrage de manière à embofter le dispositif électromécanique d’actionnement sur le bâti. Ces parois de cloisonnement permettent de manière avantageuse de rigidifier et alourdir considérablement le bâti afin d’augmenter la fréquence de résonnance de la presse, évitant les déplacements et sauts de la presse lors de son fonctionnement et augmentant singulièrement le facteur de sécurité K de celle-ci. On a ainsi mesuré pour la presse de l’invention des déplacements latéraux au sol inférieurs à 0,01 mm et une contrainte de Von Mise (facteur de sécurité) maximale de K= 1000.
Avantageusement encore les parois de cloisonnement comportent un parement interne d’isolation phonique permettant d’absorber les bruits de fonctionnement du dispositif d’actionnement et également au moins partiellement les vibrations du bâti. Selon une forme de réalisation, le dispositif électromécanique d’actionnement comporte au moins une bielle montée en rotation à une première extrémité sur l’axe excentrique du moteur Torque et à une seconde extrémité sur le dispositif de formage.
Dans une forme de réalisation particulière, le moteur électrique de type Torque est muni de deux axes excentriques opposés reliés chacun à une bielle montée en rotation à une première extrémité sur ledit axe excentrique du moteur Torque et à une seconde extrémité sur le dispositif de formage.
Avantageusement encore, le dispositif de formage est monté mobile en translation dans le plan P2 sur ladite table de travail.
De façon préférée, le dispositif de formage comporte un portique coulissant sur ladite table, ledit portique comportant une traverse de montage de l’outil de formage solidaire en ses extrémités respectives d’une première extrémité d’un bras de liaison monté à une seconde extrémité à une dite bielle du dispositif électromécanique d’actionnement.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la presse comporte des organes de guidage en translation, notamment de type glissière, du dispositif de formage dans le plan P2 sur la table de travail.
Plus particulièrement, les organes de guidage en translation sont agencés sur les bras du portique coulissant d’une part et dans des ouvertures latérales de guidage desdits bras formées à cet effet dans la table par rapport de manière symétrique au plan P2.
Avantageusement encore, la presse de l’invention comporte des moyens de déplacement et de réglage en dynamique de la distance de la traverse mobile à la table de travail dans le plan P2. Ces moyens de déplacement et de réglage peuvent notamment comporter une vis trapézoï dale pour le réglage du point mort bas de l’outil de formage monté sur la traverse. En outre cela permet une compensation de la dilatation en cours de journée et une usure des outils. Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le dispositif d’actionnement est agencé mobile en translation suivant l’axe Y par rapport à la table de travail sur le bâti. En particulier, le dispositif d’actionnement est monté coulissant sur le bâti par l’intermédiaire d’organes de guidage linéaire complémentaires fixés sur le dispositif d’actionnement et le bâti et en liaison cinématique avec un ensemble moteur de déplacement linéaire en translation suivant l’axe Y par rapport à la table de travail.
Ce montage glissant du dispositif d’actionnement de la presse est particulièrement avantageux pour offrir une grande polyvalence et simplicité de réglage de la presse. En déplaçant le dispositif d’actionnement, c’est non seulement celui-ci mais également le dispositif de formage qui lui est cinématiquement lié au niveau des bielles qui se trouve mobilisé selon l’axe Y, et qui donc est ajusté en position par rapport à la table de travail, qui définit le plan de référence P1 de la presse.
A titre d’exemples particuliers, l’ensemble moteur peut notamment comporter un piston hydraulique ou à volant solidaire d’une vis-sans-fin.
La presse électromécanique de l’invention comporte en outre de préférence un dispositif de commande numérique du dispositif d’actionnement. Ce dispositif de commande numérique est notamment configuré pour réguler en temps réel le fonctionnement du moteur Torque du dispositif d’actionnement, notamment pour assurer la bonne cadence de frappe de l’outil de formage par exemple. Avantageusement, le dispositif de commande numérique est également configuré pour piloter l’ensemble moteur de déplacement linéaire du dispositif d’actionnement. Il est ainsi possible de changer la configuration de la presse pour passer d’une série à une autre de manière automatique, un opérateur ou un ensemble robotisé associé à la presse n’ayant alors qu’à changer l’outil de formage sur le dispositif de formage en temps masqué pendant l’ajustement
La presse de l’invention peut également offrir une configuration encore plus évolutive par la possibilité offerte de faire varier sa puissance en associant dans le dispositif d’actionnement une pluralité de moteurs électriques de type Torques montés électriquement en série et accouplés cinématiquement l’un à l’autre au niveau de leurs axes d’entrainement respectifs. Brève description des dessins
Les caractéristiques et détails particulier de la presse de l'invention apparaftront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d’une presse électromécanique selon l’invention dans un mode préféré de réalisation ;
La figure 2 représente une vue en coupe suivant un plan sagittal médian P2 de la presse de la figure 1 ;
La figure 3 représente une vue en coupe suivant un plan transversal médian P3 de la presse de la figure 1 ;
La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 dans un second mode de réalisation préféré de réalisation ;
La figure 5 est une vue analogue à la figure 2 de la presse de l’invention dans le second mode de réalisation de la figure 4.
Description d’un mode de réalisation de l’invention
La présente invention concerne une presse électromécanique 1 de formage de pièces par déformation et/ou découpe de matière dans un échantillon, représentée dans un premier exemple préféré de réalisation aux figures 1 à 3 et aux figures 4 et 5 dans un second mode de réalisation préféré.
Dans tous les deux modes de réalisation présentés, la presse 1 comporte en premier lieu un bâti 2 sur lequel est monté un dispositif électromécanique d’actionnement 4 d’un dispositif de formage 3 de pièces selon un mouvement de va-et- vient en translation dans un plan vertical P2 de la presse 1. Le dispositif de formage 3 est agencé en liaison cinématique selon une forme décrite ci-après avec le dispositif d’actionnement 4 de manière à déplacer un outil de formage 35 solidaire du dispositif de formage 3 dans le mouvement de va-et-vient vers et depuis une table de travail 5, fixée sur le bâti 2 et immobile sur ce dernier. L’outil de formage 35 peut être de type divers en fonction de l’opération de formage à réaliser, notamment découpe, emboutissage, estampage ou reprise par exemple.
La table de travail 5 définit, dans un repère orthonormé XYZ, un plan horizontal supérieur de travail P1 , confondu avec le plan XZ du repère, sur lequel peuvent être disposés, en une ou plusieurs positions déterminées, un ou plusieurs échantillons à former par impact de l’outil de formage 35, de manière classique pour une presse. De préférence, la table de travail 5 comporte une ouverture située au milieu de l’outil de travail 35 afin de procurer un espace de dégagement des copeaux d’estampage à chaque frappe de l’outil de formage. Le plan vertical P2 dans lequel est déplacé le dispositif de formage 3 est lui perpendiculaire et sécant du plan de travail P1 de la table 5.
Le bâti 2 se compose d’un socle lesté formé d’une plaque 23 métallique ou de de béton sous laquelle sont fixés des pieds 22, le cas échant réglables. Dans le premier mode de réalisation des figures 1 à 3, quatre piliers 21 formés par exemple de poutres métalliques sont ancrés sur le socle, par tous moyens appropriés tels que boulonnage et/ou soudage et/ou encastrement,. Ces piliers 21 supportent en leur extrémité supérieure la table de travail 5, elle-même solidement ancrée sur les piliers 21. Dans un mode de réalisation alternatif non représenté, le bâti 2 et la table de travail 5 peuvent être formés dans un ensemble monobloc, typiquement métallique.
Afin de stabiliser les piliers 21 sur le socle et la table 5 sur les piliers 21 des équerres 24 de renforcement sont fixées aux angles entre chacun des piliers 21 et la plaque 23 d’une part et les piliers 21 et la table 5 d’autre part. On obtient ainsi un bâti 2 rigide et stable sur lequel est installé le dispositif électromécanique d’actionnement 4 et par rapport auquel le dispositif de formage 3 est mû par ce dernier comme décrit par la suite.
Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, les piliers 21 sont remplacés par 4 parois de cloisonnement et rigidification 25 formées de préférence de forge en acier ou en alliage d’aluminium, ces parois 25 étant ancrés sur le socle 23 et sur la table de travail 5, par tous moyens appropriés tels que boulonnage et/ou soudage et/ou encastrement. Les parois 25 permettent un emboftage complet du dispositif électromécanique d’actionnement 4 sur le bâti 2, et une rigidification accrue de ce dernier comparativement au mode de réalisation des figures 1 à 3. En effet, les parois 25 sont conformées pour s’encastrer sur leurs bords longitudinaux, ce qui permet de supprimer ou en tout cas réduire considérablement tous effets de torsions de la table de travail 5 par rapport au socle 23 lors des cycles de fonctionnement de la presse 1 , et aussi de réduire les vibrations de manière considérables.
En outre, ce second mode de réalisation avec parois de cloisonnement et rigidification 25 permet avantageusement de doubler la fréquence propre de résonnance de la presse par rapport au mode de réalisation des figures 1 à 3, tout en réduisant les déplacement au sol lors du fonctionnement d’un facteur supérieur à 10. Enfin le facteur de sécurité K de la presse, qualifié par la contrainte de Von Mise est maximisé à une valeur considérable de Kmax= 1000.
De façon avantageuse, les parois 25 sont en outre revêtues ou bien intègrent dans une structure métallique en tôles sous forme d’un sandwich une couche de parement isolant phonique et antivibratoire. U n tel parement peut être constitué de tout isolant idoine ignifuge, notamment à base de fibres naturelles et ou synthétiques compactée ou encore de mousses synthétiques thermoformées. On améliore ainsi la sécurité et le confort des opérateurs sur les sites de productions par une absorption accrue des nuisances sonores de fonctionnement de la presse.
Bien entendu, on peut envisager dans un autre mode de réalisation non représenté de combiner purement et simplement les deux modes de réalisation des figures 1 à 3 et 4 à 5, en fixant des parois de cloisonnement 25 sur les piliers 21 , table 5 et socle 23 de la presse 1 des figures 1 à 3 par exemple.
De façon avantageuse selon l’invention le dispositif d’actionnement électromécanique 4 est monté sur le bâti 2 dans une position intermédiaire entre la plaque 23 du socle et la table 5, donc dans une position centrale dans le plan de déplacement du dispositif de formage 3 et idéalement sur l’axe V de l’outil de formage, située sous le plan de travail P1. De plus, le dispositif de formage 3 est accouplé au dispositif d’actionnement de telle sorte que l’outil de formage 35 soit maintenu dans toutes positions dans ou au-dessus du plan de travail P1 de la table de travail 5.
Plus particulièrement, le dispositif électromécanique d’actionnement 4 comporte un moteur électrique 41 de type Torque, monté solidaire et mobile en translation le long des piliers 21 du bâti 2 par l’intermédiaire d’un chariot 45 sur des rails ou glissières 7 fixés dans des réservations internes des piliers 21. Le chariot 45 et les glissières 7 forment ainsi des organes complémentaires de guidage linéaire du dispositif d’actionnement 4 sur le bâti 2. Le dispositif électromécanique d’actionnement 4 est en outre agencé en liaison cinématique avec un ensemble moteur 6 de déplacement linéaire en translation suivant un axe vertical central V contenu dans le plan P2 par rapport à la table de travail 5. Le dispositif électromécanique d’actionnement 4 est ainsi réglable en hauteur dans le plan P2. L’ensemble moteur 6 est avantageusement disposé sur la plaque 23 du socle du bâti 2 et fixé sur ce dernier par tous moyens idoines, ainsi qu’au carter 42 du moteur 41 du dispositif d’actionnement 4.
Selon une forme de réalisation particulière représentée sur les figures 1 à 3, l’ensemble moteur 6 comporte une vis-sans-fin 61 montée libre en rotation suivant l’axe V sur la plaque 23 dans un orifice central de celle-ci. La vis sans fin 61 comporte une section inférieure 611 formant arbre d’entrainement solidaire d’un volant moteur 62 monté coaxialement sur l’arbre d’entrainement. La vis sans fin 61 comporte également une section supérieure filetée 612 étendant dans le prolongement de la section inférieure 611 suivant l’axe V au travers d’une cloche 63 de plaquage du volant moteur 62 dans l’orifice 231 de la plaque 23 pour éviter toute translation de la vis 61 selon l’axe V, et jusque dans un alésage borgne selon l’axe V de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de la section filetée de la vis 61. Afin de permettre le déplacement de l’ensemble moteur 4 dans le plan P2 par la vis 61 selon le sens de rotation de celle-ci la vis 61 est accouplée au moteur par sa portion filetée via un écrou 64 fixé sur le carter 42 du moteur 41 coaxialement au dit alésage borgne. Ainsi, une rotation du volant 62 dans un sens entraine la vis 61 en rotation dans le même sens sur elle-même ce qui par effet de prise dans l’écrou 64 induit une translation verticale du dispositif d’actionnement 4 guidé par son chariot 45 sur les glissières 7 du bâti 2 vers le haut ou le bas. U ne rotation du volant 62 en sens inverse induit alors corollairement une translation verticale en sens opposé du dispositif d’actionnement 4.
Le volant moteur 62 peut être avantageusement piloté par un système d’entrainement mécanique, électronique et/ou hydraulique, selon des techniques standards dans le domaine de l’automatisme industriel. Préférentiellement, cet actionnement est électro-commandé par commande numérique centrale de pilotage de l’ensemble de la presse et du moteur électrique 41 comme décrit plus en détail par la suite.
Le moteur électrique 41 du dispositif d’actionnement électromécanique est préférentiellement un moteur de type Torque. U n tel moteur présente l’avantage de pouvoir être actionné et piloté essentiellement par un signal électronique de consigne de manière sensiblement instantanée, c’est-à-dire sans inertie. On peut donc atteindre très rapidement un régime de fonctionnement souhaité, ou arrêter instantanément la rotation du moteur et donc du dispositif de formage 3 qui lui est associé. Il est également possible de régler la consigne de pilotage du moteur de telle sorte à optimiser la consommation électronique du moteur. On peut ainsi ajuster le pilotage de fonctionnement du moteur à la cinématique particulière du dispositif de formage 3 selon les besoins.
Ce type de moteur est en outre entièrement pilotable électroniquement, le cas échéant avec des variations de vitesse et de puissance/couple en cours de cycle en fonction des pièces travaillées.
Il procure en outre une sécurité de fonctionnement extrême avec des angles d’arrêt très court de l’ordre de -10° -20° à une cadence de frappe de l’outil de formage de 500 coups/min, là ou une presse mécanique à volant muni de freins présente un angle d’arrêt de l’ordre de ~120°-150° à 350 coups/min.
Le moteur Torque permet enfin de faire vibrer le dispositif de formage en cours de cycle, le cas échéant à pas réglable, pour améliorer les états de surface de pièces étampées par exemple. On peut ainsi initier des cycles d’étampage de pièces incorporant des vibrations du dispositif de formage 3, ce qui n’est permis par aucun autre type de presse électromécanique à ce jour, en outre en procurant une possibilité de réglage des fréquences et amplitudes de vibrations.
Le moteur 41 comporte de préférence deux axes excentriques 43d, 43g montés sur roulements à chacun desquels est accouplée par une première rotule (ou tout accouplement analogue) une première extrémité d’une bielle 44d, 44g dont la seconde extrémité est montée par une seconde rotule (ou tout accouplement analogue) sur le dispositif de formage 3. Bien évidemment, comme cela est représenté sur les figures, les deux axes excentriques 43d, 43g sont tels qu’ils sont exactement symétriques l’un de l’autre par rapport aux plans médians P2, P3 de la presse 1. En effet, le moindre décalage axial des excentriques par rapport à ces deux plans peut être critique au fonctionnement de la presse, notamment au guidage régulier du dispositif de formage ainsi qu’à l’intégrité du moteur 41.
L’utilisation d’un moteur Torque 41 présente également l’avantage d’offrir une grande versatilité de configuration au dispositif d’actionnement 4, notamment pour en faire varier la puissance. Il est notamment possible d’associer en série une pluralité de moteurs Torques 41 et de les accoupler axialement afin de doubler la puissance de la presse.
Le dispositif de formage 3 est lui monté mobile en translation dans le plan vertical P2 sur ou par rapport à ladite table de travail 5. Il comporte avantageusement un portique coulissant par des glissières 8 sur ladite table 5, ledit portique comportant une traverse 31 de montage d’un outil de formage 35 par l’intermédiaire d’un porte-outil 34, ladite traverse étant solidaire en ses extrémités respectives, par exemple par soudage ou boulonnage, d’une première extrémité d’un bras de liaison 32d, 32g monté à rotation en une seconde extrémité par un axe 36d, 36g à une des dites bielle 44d, 44g du dispositif électromécanique d’actionnement 4 via une dite seconde rotule traversée par ledit axe 36d, 36g selon des modalités classiques pour l’homme du métier. Le dispositif de formage 3 est ainsi entraîné en translation sur la table 5 dans le plan P2 par un système bielle-manivelle classique dans le domaine des presses d’usinage.
Les glissières 8 sont agencées de préférence sur les bras 32d, 32g du portique coulissant d’une part et dans des ouvertures 51 latérales de guidage desdits bras formées à cet effet dans la table 5 de manière symétrique au plan P2. Avantageusement, des moyens de déplacement et réglage en dynamique de la distance traverse mobile 31 -table de travail 5 sont procurés sur le dispositif de formage pour le réglage du point mort bas et de la règle absolue située au niveau de la table ainsi qu’une compensation de la dilatation en cours d’utilisation de la presse.
La presse 1 de l’invention comporte en outre avantageusement un dispositif de commande numérique, non représenté sur les figures. Ce dispositif de commande numérique, bien connu en soi de l’Homme du métier dans le domaine des machines- outils et de l’automatisme industriel, est prioritairement configuré de préférence pour piloter électroniquement le dispositif d’actionnement 4 en fonction de cycles de travail souhaités et préprogrammés dans la commande numérique ou chargés dans celle-ci via un réseau d’entreprise. La commande numérique peut ainsi notamment effectuer le réglage en continu des paramètres d’alimentation et vitesse de rotation du moteur Torque 41 pour délivrer une puissance déterminée de la presse. La commande numérique peut également avantageusement piloter l’ensemble moteur 6 de déplacement linéaire avant de régler la hauteur du moteur Torque 41 sur le bâti 2 et ainsi la hauteur de frappe de l’outil de formage 35 par rapport au plan P1 de la table de travail 5 en fonction des besoins.
Le cas échéant, la commande numérique peut également être associée à des automates auxiliaires de chargement de la presse 1 et de changement d’outil de formage 35 sur le porte-outil 35.
Le fonctionnement de la presse 1 est en soit classique à celui d’une presse à actionnement bielle-manivelle, bien connu de l’Homme de l’art. La mise en fonction du moteur Torque 41 entraîne la mise en rotation des excentriques 43d, 43g et de l’extrémité de la bielle 42d, 42g qui lui est accouplé, ce qui transmet au dispositif de formage 3, qui est guidé en translation sur la table de travail 5 un mouvement de va et vient translatif dans le plan P2 qui entraîne l’outil de travail 35 de manière alternative dans le plan P1 pour effectuer une opération de formage d’un échantillon. Au sens de l’invention, un échantillon s’entend de toute pièce ou lopin de matière première métallique à former ou de pièce préformée à reprendre. La localisation du dispositif électromécanique d’actionnement sous la table de travail 5 procure à la presse une compacité et une stabilité accrue. De plus, l’utilisation d’un moteur Torque procure l’avantage d’un pilotage du moteur instantané essentiellement électronique, ce qui permet d’optimiser la consommation électrique du moteur en fonction des travaux effectués.
Il est enfin possible d’envisager par la structure de presse proposée une presse horizontale, dans laquelle le bâti 2 est pivoté de 90° de même que le dispositif d’actionnement 4 et dispositif de formage 3. L’orientation à la verticale du moteur torque 41 ne perturbe pas son fonctionnement et le guidage linéaire par glissières du dispositif de formage 3 sur la table de travail 5 assure en tout état de cause, avec une lubrification adéquate, une bonne performance de la presse même dans une position inclinée.

Claims

Revendications
1. Presse électromécanique (1) de formage de pièces par déformation et/ou découpe de matière dans un échantillon, comportant :
- une table de travail (5) définissant, dans un repère orthonormé XYZ un supérieur de travail P1 , confondu avec le plan XZ du repère, sur lequel peuvent être disposés, en une ou plusieurs positions déterminées, un ou plusieurs échantillons à former, et
- un dispositif de formage (3) de pièces par déformation et/ou découpe de matière dans desdits échantillons disposés sur le plan de travail de ladite table (5), le dispositif de formage de pièces (5) comportant un outil de formage (35) agencé mobile en translation dans un plan P2 perpendiculaire et sécant du plan de travail P1 de la table, et
- un dispositif électromécanique (4) d’actionnement du dispositif de formage (3), supporté sur un bâti (2) fixe en position relativement au plan de travail P1 , le dispositif électromécanique d’actionnement (4) étant agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage (3) pour déplacer ledit outil de formage (35) suivant un mouvement de va et vient sur une course déterminée dans le plan P2,
caractérisée en ce que le dispositif électromécanique d’actionnement (4) comporte au moins un moteur électrique de type Torque (41) à axe excentrique (43d, 43g), agencé en liaison cinématique avec le dispositif de formage (3), le dispositif électromécanique d’actionnement (4) étant supporté sur le bâti (2) dans une position sécante du plan P2 de déplacement du dispositif de formage et située entre un socle (23) du bâti au sol et la table de travail (5)sous le plan de travail P1 alors que l’outil de formage (35) est maintenu dans toutes positions dans ou au-dessus du plan de travail P1 de la table de travail (5), la table de travail étant solidaire du bâti (2).
2. Presse électromécanique (1) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le dispositif électromécanique d’actionnement (4) comporte au moins une bielle (44d, 44g) montée en rotation à une première extrémité sur ledit axe excentrique du moteur Torque (41) et à une seconde extrémité sur le dispositif de formage (3).
3. Presse électromécanique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bâti (2) comporte des parois de cloisonnement (25) fixées solidairement sur la table de travail (5) et le socle d’ancrage (23) de manière à embofter le dispositif électromécanique d’actionnement (4) sur le bâti.
4. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de formage (3) est monté mobile en translation dans le plan P2 sur ladite table de travail (5).
5. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le dispositif électromécanique d’actionnement (4) comporte un moteur électrique (41) de type Torque muni de deux axes excentriques (43d, 43g) opposés reliés chacun à une bielle (44d, 44g) montée en rotation à une première extrémité sur ledit axe excentrique (43d, 43g) du moteur Torque (41) et à une seconde extrémité sur le dispositif de formage (3).
6. Presse électromécanique (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de formage (3) comporte un portique coulissant sur ladite table (5), ledit portique comportant une traverse (31) de montage de l’outil de formage (35) solidaire en ses extrémités respectives d’une première extrémité d’un bras de liaison (32d, 32g) monté à rotation en une seconde extrémité à une dite bielle (44d, 44g) du dispositif électromécanique d’actionnement (4).
7. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle comporte des organes (8) de guidage en translation, notamment de type glissière, du dispositif de formage (3) dans le plan P2 sur la table de travail (5).
8. Presse électromécanique (1) selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les organes de guidage en translation (8) sont agencés sur les bras (32d, 32g) du portique coulissant d’une part et dans des ouvertures (51) latérales de guidage desdits bras formées à cet effet dans la table (5) par rapport de manière symétrique au plan P2.
9. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens de déplacement et de réglage en dynamique de la distance de la traverse mobile (31) à la table de travail (5) dans le plan P2
10. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le dispositif électromécanique d’actionnement (4) est agencé mobile en translation suivant un axe V parallèle à l’axe Y par rapport à la table de travail (5) sur le bâti (2).
11. Presse électromécanique (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif d’actionnement (4) est monté coulissant sur le bâti (2) par l’intermédiaire d’organes de guidage linéaire (7) complémentaires fixés sur le dispositif d’actionnement (4) et le bâti (2) et en liaison cinématique avec un ensemble moteur (6) de déplacement linéaire en translation suivant l’axe V par rapport à la table de travail (5).
12. Presse électromécanique (1) selon la revendication 11 , caractérisée en ce que l’ensemble moteur (6) comporte un vérin hydraulique ou à volant solidaire d’une vis- sa ns-fin.
13. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un dispositif de commande numérique du dispositif d’actionnement (4).
14. Presse électromécanique (1) selon la revendication 13 et l’une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce le dispositif de commande numérique est configuré pour piloter l’ensemble moteur (6) de déplacement linéaire.
15. Presse électromécanique (1) selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le dispositif d’actionnement (4) comporte une pluralité de moteurs électriques (41) de type Torque montés électriquement en série et accouplés cinématiquement l’un à l’autre au niveau de leurs axes d’entrainement respectifs.
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