FR2564017A1

FR2564017A1 - Table pour decoupe au laser de feuilles non rigides

Info

Publication number: FR2564017A1
Application number: FR8407132A
Authority: FR
Inventors: Marcel Lafaye
Original assignee: LASER TECH SARL C BENEDITE
Current assignee: LASER TECH SARL C BENEDITE
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1985-11-15

Abstract

CETTE TABLE COMPREND UNE BANDE SANS FIN 11 RIGIDE TRANSVERSALEMENT ET INCURVABLE AUTOUR D'UN AXE TRANSVERSAL 10 A LA SURFACE DE LAQUELLE EST FIXEE UNE STRUCTURE 1 EN QUASI-NIDS D'ABEILLES RESULTANT D'UN DEVELOPPEMENT A 50-60 SEULEMENT, FAISANT APPARAITRE DES LOSANGES 6 DONT LA PLUS GRANDE DIMENSION EST MISE TRANSVERSALEMENT A LA BANDE SANS FIN 11 ET PERMET L'INCURVATION DE CETTE STRUCTURE 1 AVEC LA BANDE 11 AUTOUR DE CYLINDRES EXTREMES PARALLELES A L'AXE 10, CE QUI PROCURE UNE TABLE SANS LIMITE DE LONGUEUR, PEU ENCOMBRANTE ET PEU COUTEUSE, A POSTES SUCCESSIFS DE CHARGEMENT, DE COUPE ET DE DECHARGEMENT.

Description

L'invention a pour objet une table spécialement conçue pour le découpage au laser de feuilles non rigides, c'est-àdire ne pouvant pas se soutenir elle-mêmes sans reposer sur un support en des points de contact très rapprochés.

On sait que dans les machines à découper à l'aide d'un rayon laser le trait de coupe est d'autant plus fin et la vitesse de coupe d'autant plus grande que le rayon est focalisé en une tache focale plus petite. La grandeur de la tache focale dépend de la distance focale de la lentille de focalisation ; par exemple avec une distance focale f = 127 mm le diamètre de la tache focale est de 80 microns ; avec une valeur de f = 65 mm le diamètre est de 50 microns. En même temps que diminue la grandeur de la tache focale, la marge de focalisation dans le sens de l'axe de la lentille diminue aussi cette marge est de - 0,5 mm avec f = 127 mm et de + 0,1 mm avec f = 65 mm.

Il est donc évident que l'on doit établir et maintenir entre la tête de découpe au laser et la feuille ou la première feuille d'un empilement de feuilles une distance aussi constante que possible, avec une grande précision. Cette condition n'est pas toujours facile à observer avec des feuilles rigides (tôles, bois, ...) en raison de la planéité imparfaite de leur surface ; elle devient difficile à respecter avec des feuilles non rigides (étoffe, crin, etc...) qu'il est nécessaire de soutenir sur presque la totalité de leur surface pour que leur face supérieure soit proche d'un plan.

Or, il n'est pas possible pour plusieurs raisons de supporter les feuilles non rigides au moyen d'une table pleine à surface continue. D'une part, le rayon laser risque d'attaquer cette surface mais, surtout, celle-ci risque de réfléchir le rayon, partiellement mais suffisamment pour que la face inférieure de la feuille supportée présente des traces de brûlures.De plus, il est souhaitable de souffler un gaz au moyen d'une buse traversée par le rayon laser afin d'éviter que les fumées et les débris de coupe s'élèvent jusqu'à l'intérieur de la tête de coupe Il est souhaitable aussi que la feuille découpée ou les feuilles empilées découpées soient tenues en place pendant l'opération de coupe ; le moyen le mieux adapté est une chambre à dépression ayant une surface supérieure perméable à l'air ; ainsi on fait tenir en place la matière découpée et on aspire par le dessous les fumées et les débris de la coupe
Pour toutes ces raisons, on a été conduit à adopter comme moyen de soutien une structure en nids d'abeilles ayant généralement une hauteur de 5 mm.Cette structure est réalisée à partir de feuilles minces souvent en aluminium d'une épaisseur de 50 microns environ qui sont collées ensemble en des endroits espacés déterminés puis un effort de traction est exercé dans un plan perpendiculaire aux axes des futurs nids d'abeilles si bien que la structure se développe et que les nids apparaissent progressivement jusqu'à leur configuration finale qui est, en section droite, celle d'un hexagone régulier ayant en général des côtés à l'intérieur desquels on peut inscrire un cercle tangent de 3,17 mm de diamètre. Une telle structure est connue en soi ainsi que ses procédés de fabrication, notamment dans le domaine de lraviation ; il n'est donc pas nécessaire d'en donner une description plus complète.

Une structure en nids d'abeilles, réalisée à partir de tôles d'aluminium minces, ayant une hauteur ou épaisseur de 5 mm environ a une rigidité telle qu'il est impossible de l'incurver sans la détériorer, sauf avec un rayon de courbure extremement grand. Mais comme elle est réalisée à partir de tôles minces (50 microns) afin de ne pas accroître la fraction réfléchie du rayon qui serait plus forte avec des tôles plus épaisses, elle n'est pas suffisamment rigide pour rester parfaitement plane de sorte qu'elle doit elle-même être soutenue par une grille rigide ; la structure en nids d'abeille est alors une pièce d'usure qui est progressivement détériorée par le rayon laser au fur et à mesure des opérations de coupe et qui est remplacée périodiquement.

Les tables de découpe classiques constituées comme on vient de l'expliquer conviennent bien et n'apportent aucune difficulté spéciale tant qu'il n'est pas nécessaire de leur donner des dimensions importantes et tant qu'on n'est pas conduit à faire des découpes de pièces à cadence élevée.

Dès que l'on atteint des dimensions de l'ordre de 4 x 2 m et que l'on veut découper plusieurs feuilles superposées (jusqu'à 12 feuilles par exemple), le temps de préparation sur la table de découpe des feuilles à découper dépasse largement le temps de l'opération de coupe qui est extrêmement rapide.

Une solution classique consisterait à utiliser au moins trois tables mobiles se remplaçant successivement sous la tête de coupe, une première table étant mise à un poste de préparation des feuilles à découper, une deuxième table étant mise à un poste de coupe sous la tête de coupe, la troisième table étant mise à un poste de déchargement et d'évacuation des pièces découpées. Cette solution nécessite une place considérable et un investissement élevé en raison de l'encombrement important des tables rigides et des moyens nécessaires à les guider et à les déplacer entre les trois postes de travail.

Une autre solution connue consiste à se servir de panneaux successifs en nids d'abeilles, articulés entre eux comme des patins d'une chenille de char, pour obtenir une bande sans fin tournant autour de deux cylindres espacés. Mais en raison des nombreuses articulations intermédiaires entre les panneaux il est difficile de les faire rester dans un plan pendant leur passage sous la tête de découpe au laser.

L'invention a pour but principal d'apporter une conception nouvelle de table de travail grâce à laquelle il devient possible de réaliser des tables de travail pour découpe au laser sans limite de dimensions, déplaçables entre trois postes de travail au moins dans un encombrement général réduit et à un coût peu élevé, avec une planéité satisfaisante.

Une table de travail pour découpe au laser comprend une bande sans fin tournant autour de deux cylindres espacés et présentant de nombreuses ouvertures totalisant un pourcentage de sa surface suffisant à la transmission de la dépression couramment utilisée pour le maintien des feuilles à découper, cette bande étant souple et incurvable au moins autour d'un axe transversal à sa dimension longitudinale pour être guidée et déplacée autour des deux cylindres espacés, avec des glissières ou des rouleaux intermédiaires de soutien, la surface extérieure de cette bande étant garnie d'une structure en quasi nids d'abeilles, c'est-à-dire en structure développée incomplètement par exemple entre 40 % et 80 % environ, de préférence entre 50 % et 60 %, de son développement total possible dans le sens de la dimension longitudinale de la bande sans fin.

Une structure en quasi-nids d'abeilles conforme à l'invention ne présente pas en section droite des hexagones accolés mais des losanges accolés dont la plus grande dimension est transversale à la dimension longitudinale de la bande sans fin.

La conception nouvelle apportée par l'invention est utilisable pour la réalisation de tables de faible longueur, allant jusqu'à trois mètres par exemple, et de largeur limitée, jusqu'à un mètre par exemple, au moyen de bandes sans fin qui sont souples et incurvables aussi autour d'un axe parallèle à leur dimension longitudinale, par exemple une bande sans fin réalisée par tricotage d'un fil métallique entre dans le cadre de l'invention. Mais quand une bande en tricot de ce genre a des dimensions importantes, il devient difficile d'empêcher qu'elle prenne entre les cylindres espacés autour desquels elle circule une flèche longitudinale et une flèche transversale importantes. Le brin supérieur de cette bande peut facilement être supporté par sa face inférieure mais il est difficile de soutenir le brin inférieur en raison de la présence de la structure en quasi-nids d'abeilles qui est fragile (tole d'aluminium de 50 microns d'épaisseur). De plus, une structure en quasi-nids d'abeilles s'incurve facilement autour d'un axe parallèle à la plus grande dimension des losanges, mais elle est rigide et ne fléchit pratiquement pas autour d'un axe perpendiculaire à cette dimension, c'est-à-dire dans le sens de la flexion transversale de la bande sans fin. En général, le poids par unité de surface de celle-ci dépasse la charge à laquelle la structure en quasi-nids d'abeilles est capable de résister à la flexion dans ce sens, de sorte que cette structure risque d'être détériorée.

Il est donc préférable d'utiliser dans le cadre de l'invention, principalement pour les tables de travail de grandes dimensions, une bande sans fin souple autour d'un axe transversal et rigide autour d'un axe longitudinal. Il existe plusieurs types de bandes sans fin qui répondent à cette définition ; en général ces types comprennent des tiges ou des broches ou des axes rigides transversaux, espacés, parallèles, réunis et articulés par des fils ou par des éléments longitudinaux d'articulation, comme dans les chaînes à mailles du type galle par exemple.

De cette façon, le risque de flexion en sens transversal du brin inférieur est éliminé ; une flexion excessive en sens longitudinal est supprimée au moyen de glissières ou de galets sur lesquels reposent les bords longitudinaux opposés du brin inférieur de la bande sans fin, au-delà en sens transversal d'une zone centrale où est fixée la structure en quasinids d'abeilles.

On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description de deux exemples de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus d'une structure en quasi
nids d'abeilles représentée seule, - la figure 2 est une vue de dessus d'une partie d'un brin
d'une première bande sans fin garnie de la structure de la
figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'un brin d'une seconde
bande sans fin garnie de la structure de la figure 1, - la figure 4 est une vue agrandie en coupe selon IV-IV de la
figure 3, - la figure 5 est une vue générale schématique d'une table de
travail pour découpe au laser, à trois postes successifs de
travail, comprenant la bande sans fin des figures 3 et 4.

La figure 1 montre une structure 1 en quasi-nids d'abeilles conforme à l'invention. Jusqu'à présent, on obtient une structure en nids d'abeille parfaits en exerçant deux forces opposées F1, F2 sur des bandes métalliques minces 2, 3, 4, 5, ... préalablement collées ensemble, à plat, deux par deux, en des endroits espacés 2-3, 3-4, 4-5, etc... qui ont chacun une largeur égale à la largeur désirée d'un côté d'un nid d'abeilles et qui sont espacés d'une distance facile à calculer.

Selon l'invention, on arrête le développement à 50-60 % environ du développement total qui ferait apparaÎtre des nids d'abeilles parfaits. On obtient des losanges 6 accolés, à six côtés égaux mais qui ont une plus grande dimension Li dans un sens transversal perpendiculaire à la direction des forces opposées de développement Fl, F2. Dans cet état, la structure 1 est rigide et résiste à l'incurvation autour d'un axe 7 perpendiculaire à cette plus grande dimension Li ; elle peut être incurvée dans une certaine limite mais sans détérioration ni déformation permanente autour dtun axe 8 parallèle à cette plus grande dimension L1.

Pour réaliser une bande sans fin conforme à l'invention, on peut utiliser une bande 9 (figure 2) en fil métallique tricoté qui s'incurve facilement autour d'un axe 10 perpendiculaire à sa dimension longitudinale L. Sur une face de cette bande 9 on fixe par tous moyens, de préférence par collage, la structure 1 de la figure 2.

Il est préférable, pour ne pas risquer de détériorer la structure 1, d'employer une bande sans fin 11 (figure 3) qui est également souple et incurvable autour d'un axe 10 perpendiculaire à sa dimension longitudinale L mais qui est rigide en sens transversal. Une telle bande 11 comprend des broches transversales rigides 12, espacées et parallèles, qui sont réunies par des éléments longitudinaux 13, parallèles, articulés chacun par leurs parties extrêmes opposées autour de deux broches 13 successives. La structure 1 est collée sur la face principale extérieure de la bande sans fin 11 ; celle-ci est supportée par deux cylindres espacés parallèles 14, 15 dont l'un au moins est moteur en rotation. Cette structure 1 a généralement une hauteur H de 5 mm (figure 4).La plus grande dimension L1 des losanges 6 est, bien entendu, disposée transversalement à la bande 9,11 dans le sens des axes 10.

Une table pour découpe au laser comprend entre les deux cylindres 14, 15, d'une part des glissières de soutien 16 (qui peuvent être pourvues de rouleaux ou de billes) qui supportent le brin supérieur 17 par sa face inférieure, d'autre part des galets espacés 18 qui soutiennent le brin inférieur 19 afin de l'empêcher de prendre une flèche excessive vers le bas sous l'effet de son poids. Ces galets 18 ne sont pas en contact avec la structure 1. Celle-ci est moins large, en sens transversal, que la bande sans fin 11 de sorte que cette dernière repose directement sur les galets 18, espacés transversalement, par ses bords longitudinaux opposés.

Entre les cylindres 14, 15, au-dessus du brin supérieur 17, se trouvent au moins trois postes de travail successifs A,
B, C, un poste A de préparation avant coupe, un poste B de coupe au laser, un poste C de déchargement des pièces coupées, dans le sens rationnel F d'exécution des opérations. En-dessous du poste de coupe B, est installée, sous la glissière de soutien 16, une chambre de dépression 20.

Une table conforme à l'invention n'est pas limitée en longueur ; elle peut atteindre 24 m, ou plus. Les cylindres 14, 15 doivent avoir un diamètre assez grand pour ne pas imposer un rayon de courbure trop faible à la bande sans fin ; un diamètre de 300 mm au moins convient.

Quand il s'agit d'une bande 11 rigide en sens transversal, à éléments successifs rigides 13 articulés, l'incurvation se fait par pivotement autour des broches transversales 12, en faisant apparaître des faces planes successives 11A, 11B, liC, 11D, ... faisant un angle entre elles autour des cylindres 14, 15. Il est préférable de donner à ces derniers un profil polygonal en section droite faisant apparaÎtre autant de faces planes procurant un bon appui aux éléments 13. L'angle que font entre eux deux éléments successifs en tournant autour des cylindres 14, 15 ne dépend pas seulement du diamètre de ceux-ci mais aussi de la distance ou du pas P (figure 4) qui sépare les broches transversales 12. Un pas P de 30 mm permet avec des cylindres 14, 15 de 300 mm de diamètre de limiter l'angle à une valeur que la structure 1 peut supporter sans se détériorer et sans se décoller de la bande sans fin.

Claims

REVENDICATIONS 1 / Table de travail pour découpe au laser caractérisée en ce qu'elle comprend entre deux cylindres (14, 15) espacés, une bande sans fin (9,11) présentant de nombreuses ouvertures suffisantes à la transmission d'une dépression de maintien à travers cette bande, celle-ci étant souple et incurvable au moins autour d'un axe d'incurvation (10) transversal à sa plus grande dimension longitudinale (L), la face extérieure de cette bande (9,11) étant garnie d'une structure (1) en quasi-nids d'abeilles se présentant comme des losanges ayant une plus grande dimension (L1) disposée transversalement à ladite bande dans le sens de l'axe d'incurvation (10).

20/ Table de travail selon la revendication 1 caractérisée en ce que la bande sans fin (9) est réalisée par tricotage d'un fil métallique.
30/ Table de travail selon la revendication 1 caractérisée en ce que la bande sans fin (11) est rigide en sens transversal à sa dimension longitudinale (L).
40/ Table de travail selon la revendication 3 caractérisée en ce que la bande sans fin comprend des broches rigides transversales (12), espacées, réunies par des moyens d'articulation (13).
50/ Table de travail selon la revendication 4 caractérisée en ce que les moyens d'articulation (13) sont des éléments rigides articulés par leurs parties extrêmes opposées avec les broches rigides transversales (12), celles-ci étant espacées d'un pas (P) et ayant une valeur maximum de 30 mm environ.
60/ Table de travail selon la revendication 1 caractérisée en ce que la structure (1) a une largeur inférieure à la largeur en sens transversal de la bande sans fin (11) et le brin inférieur (19) de celle-ci repose sur des galets espacés (18) directement par ses bords opposés longitudinaux en dehors de la structure (1).
70/ Table de travail selon la revendication 1 caractérisée en ce que la structure (1) en quasi-nids d'abeilles résulte d'un développement incomplet limité entre 40 % et 80 %, de préférence entre 50 % et 60 % du développement qui aboutit à des nids d'abeilles parfaits.