Découpe squelette manuel intégré aux machines de coupage plasmaManual skeleton cutting integrated in plasma cutting machines
automatiques 5 La présente invention concerne le domaine du coupage plasma, laser ou de l'oxycoupage de pièces, notamment de pièces métalliques. En coupage plasma automatique ou automatisé, comme illustré en Figure 1, on utilise 10 une machine équipée d'une torche 4 de coupage plasma pour découper par jet 5 de plasma des pièces 2 de dimensions et formes souhaitées au sein d'une tôle 1 de plus grandes dimensions,. Une fois les pièces 2 découpées et récupérées, se pose systématiquement le problème de l'évacuation des chutes de tôle, c'est-à-dire de la partie 3 de tôle non découpée, comme représenté en Figure 2, étant donné qu'une tôle n'est jamais totalement découpée et qu'il 15 existe toujours de telles chutes, couramment appelées squelettes . La plupart du temps, les dimensions de la chute 3 de tôle atteignent plusieurs mètres et sont donc incompatibles avec un déchargement direct de la chute 3 en vue d'une évacuation aisée. Il est donc nécessaire de segmenter la chute de tôle ou squelette en morceaux 6 de 20 plus petites dimensions, qui peuvent alors être plus facilement évacués. Dans les installations de coupage plasma automatique classiques, la segmentation de la chute ou squelette 3 est réalisée par l'opérateur qui passe l'installation en contrôle semi automatique du système de coupage plasma. Il déplace alors la torche plasma 4 de zone en zone, et à chaque zone, il réalise une coupe en ligne droite 7 et démantèle ainsi le squelette 3 25 en morceaux 6, comme montré en Figure 2. Toutefois, il s'avère que cette opération est particulièrement délicate car elle nécessite un positionnement très précis en bord de tôle pour chacune des lignes droites 7 de démantèlement de manière à pouvoir opérer les découpes 8 successives. En effet, en cas de défaut de positionnement initial, la coupe ne peut s'initier car la 30 torche se trouve alors trop loin du bord de tôle 3 pour que l'arc plasma puisse venir s'y accrocher (Fig. 3) et donc réaliser la découpe 8. A l'inverse, la séparation du morceau découpé 6 n'est pas toujours effective, en particulier lorsque le début de découpe 8 se fait trop à l'intérieur de la matière de la tôle 3 car, dans ce cas, le morceau imparfaitement coupé reste retenu par un talon 9 au reste du 35 squelette 3 de tôle (Fig. 4). 2910361 2 On comprend donc immédiatement que ce positionnement est d'autant plus délicat à réaliser que l'installation et/ou la tôle est de grandes dimensions et, par ailleurs, est très coûteux en temps pour l'opérateur, ce qui abaisse la productivité de la machine et du procédé de coupage mis en oeuvre sur cette machine. The present invention relates to the field of plasma cutting, laser cutting or oxycutting of parts, including metal parts. In automatic or automated plasma cutting, as illustrated in FIG. 1, a machine equipped with a plasma cutting torch 4 is used to cut by plasma 5 pieces 2 of desired dimensions and shapes within a metal sheet 1. larger dimensions ,. Once the pieces 2 cut and recovered, systematically raises the problem of the evacuation of sheet metal, that is to say the part 3 of uncut sheet, as shown in Figure 2, since a Sheet metal is never completely cut and there are still such falls, commonly called skeletons. Most of the time, the dimensions of the sheet metal fall 3 reach several meters and are therefore incompatible with a direct unloading of the chute 3 for easy evacuation. It is therefore necessary to segment the falling sheet or skeleton into pieces 6 of smaller dimensions, which can then be more easily evacuated. In conventional automatic plasma cutting plants, the segmentation of the fall or skeleton 3 is performed by the operator who passes the installation into semi-automatic control of the plasma cutting system. He then moves the plasma torch 4 from zone to zone, and to each zone he makes a straight cut 7 and thus dismantles the skeleton 3 into pieces 6, as shown in FIG. 2. However, it turns out that this operation is particularly delicate because it requires a very precise positioning at the edge of the sheet for each straight line 7 of dismantling so as to operate the successive cuts 8. Indeed, in case of initial positioning defect, the cut can not be initiated because the torch is then too far from the edge of sheet 3 so that the plasma arc can come hang (Fig. 3) and therefore, to cut 8. Conversely, the separation of the cut piece 6 is not always effective, especially when the beginning of cutting 8 is too much inside the material of the sheet 3 because, in this case In this case, the imperfectly cut piece remains retained by a heel 9 to the remainder of the skeleton 3 of sheet metal (FIG 4). 2910361 2 We understand immediately that this positioning is even more difficult to achieve that the installation and / or the sheet is large and, moreover, is very time-consuming for the operator, which lowers productivity of the machine and the cutting method used on this machine.
En outre, cette manière de découper les squelettes engendre également une consommation élevée de pièces d'usure, c'est-à-dire de tuyères et d'électrodes utilisées dans la torche à plasma. En effet, en fin de découpe en ligne droite 7, le plasma d'arc délivré par la torche débouche de la tôle, c'est-à-dire va au-delà de la bordure de tôle. Ce faisant, il perd sa zone d'accrochage électrique et finit par se souffler , c'est-à-dire par s'éteindre selon un processus incontrôlé . D'une part, l'arc est étiré vers son point d'accroche sur la tôle et cette déviation finit par éroder les tuyères. D'autre part, il est connu que, lors d'une extinction incontrôlée de l'arc plasma, une partie de la surface de l'insert émissif des électrodes, tel du hafnium ou du zirconium, qui est alors en fusion, est éjectée dans la chambre d'arc. Cette éjection constitue en soi un important facteur d'usure pour les électrodes et, de plus, en impactant la paroi interne de la tuyère, ces gouttelettes de matériau de l'insert en fusion la dégradent également. Par ailleurs, des problèmes identiques ou similaires se posent en coupage automatique par faisceau laser et en oxycoupage automatique. Un but de l'invention est alors de proposer une machine et un procédé de coupage, notamment de coupage plasma, laser ou d'oxycoupage, permettant de réaliser une découpe aisée des squelettes de tôle, lesquels ne conduisent pas aux inconvénients et problèmes susmentionnés. In addition, this way of cutting the skeletons also generates a high consumption of wear parts, that is to say nozzles and electrodes used in the plasma torch. Indeed, at the end of cutting in a straight line 7, the arc plasma delivered by the torch opens out of the sheet, that is to say goes beyond the sheet edge. In doing so, it loses its electric hooking area and eventually blow, that is to say, to die in an uncontrolled process. On the one hand, the arc is stretched towards its point of attachment on the sheet and this deflection eventually erodes the nozzles. On the other hand, it is known that, during an uncontrolled extinction of the plasma arc, a part of the surface of the emissive insert of the electrodes, such as hafnium or zirconium, which is then in fusion, is ejected. in the arc chamber. This ejection constitutes in itself an important wear factor for the electrodes and, in addition, by impacting the inner wall of the nozzle, these droplets of material of the molten insert also degrade it. Moreover, identical or similar problems arise in automatic laser cutting and automatic flame cutting. An object of the invention is then to provide a machine and a cutting method, including plasma cutting, laser or oxycutting, to achieve easy cutting of the metal skeleton, which do not lead to the aforementioned drawbacks and problems.
Une solution est une machine de coupage par jet de plasma, par faisceau laser ou d'oxycoupage comprenant une structure portant au moins un outil de coupage par jet de plasma, de coupage par faisceau laser ou d'oxycoupage, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, une torche de coupage manuelle. Selon le cas, la machine de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la torche de coupage manuelle est une torche manuelle de coupage plasma, de coupage par faisceau laser ou un chalumeau d'oxycoupage. 2910361 3 - la torche de coupage plasma manuelle est raccordée à ladite machine par l'intermédiaire d'un faisceau de câbles comprenant un ou plusieurs câbles électriques permettant une alimentation de ladite torche manuelle en courant électrique. - elle comporte, en outre, des moyens supports de plaque aptes à et conçus pour 5 recevoir une plaque à découper, en particulier une plaque métallique. - l'outil automatique et la torche manuelle sont alimentés par une même source de gaz et/ou par une même source de fluide de refroidissement. - la structure est posée sur le sol et porte une poutre sur laquelle est agencé l'outil automatique, de préférence l'outil est mobile en translation sur la poutre et/ou la poutre est 10 mobile par rapport à la plaque à couper. - l'outil automatique et la torche manuelle sont alimentées par un même générateur de courant électrique. - le faisceau laser envoyé à l'outil automatique et la torche manuelle est généré par une même source de faisceau laser ou par des sources différentes. 15 - elle comporte des moyens de pilotage, notamment une CNC, coopérant avec l'outil automatique et la torche manuelle de manière à, après sélection par l'opérateur, d'inactiver l'outil automatique et d'activer la torche manuelle. - elle comporte un dispositif enrouleur permettant d'enrouler au moins une partie du faisceau de la torche manuelle. 20 - l'outil automatique et la torche manuelle sont tous les deux d'un même type, par exemple des torches à plasma, l'une automatique et l'autre manuelle, ou alors de types différents par exemple une tête automatique de coupage laser et une torche manuelle de coupage plasma, ou encore un chalumeau ou une torche d'oxycoupage automatique et une torche manuelle de coupage plasma, ou tout autre combinaison possible. One solution is a plasma jet, laser beam or flame cutting cutting machine comprising a structure carrying at least one plasma jet cutting, laser beam cutting or flame cutting tool, characterized in that it further comprises a manual cutting torch. Depending on the case, the machine of the invention may comprise one or more of the following characteristics: the manual cutting torch is a manual torch for plasma cutting, laser beam cutting or an oxycutting torch. - The manual plasma cutting torch is connected to said machine via a wiring harness comprising one or more electric cables for supplying said manual torch with electric current. - It further comprises plate support means adapted to and adapted to receive a cutting plate, in particular a metal plate. the automatic tool and the manual torch are fed by the same gas source and / or by the same source of cooling fluid. - The structure is placed on the floor and carries a beam on which is arranged the automatic tool, preferably the tool is movable in translation on the beam and / or the beam is movable relative to the plate to be cut. - The automatic tool and the manual torch are powered by the same generator of electric current. the laser beam sent to the automatic tool and the manual torch is generated by the same laser beam source or by different sources. It comprises driving means, in particular a CNC, cooperating with the automatic tool and the hand torch so as, after selection by the operator, to inactivate the automatic tool and to activate the manual torch. - It comprises a winding device for winding at least a portion of the beam of the hand torch. The automatic tool and the manual torch are both of the same type, for example plasma torches, one automatic and the other manual, or else of different types, for example an automatic laser cutting head. and a manual plasma cutting torch, or an automatic flame cutting torch or torch and a manual plasma cutting torch, or any other possible combination.
25 L'invention porte aussi sur un procédé de coupage plasma d'une plaque métallique, notamment une plaque d'acier au carbone ou inoxydable, dans lequel : a) on positionne la plaque à découper sur des moyens supports de plaque, b) on réalise une découpe d'une ou plusieurs pièces au sein de ladite plaque au moyen d'un outil de coupage automatisé par jet de plasma, par faisceau laser ou d'oxycoupage monté 30 sur une machine de coupage automatique comprenant une structure sur laquelle est montée ledit outil de coupage automatique de manière à obtenir au moins une pièce découpée et, par ailleurs, un squelette de plaque, et c) on récupère la ou les pièces découpées, 2910361 4 caractérisé en ce qu'on stoppe l'outil de coupage automatique et un opérateur réalise manuellement la découpe du squelette de plaque en morceaux de dimensions inférieures à celles du squelette au moyen d'une torche de coupage manuelle. Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des 5 caractéristiques suivantes : - la torche de coupage manuelle est une torche manuelle de coupage plasma, de coupage par faisceau laser ou d'oxycoupage. - la torche de coupage plasma manuelle est reliée à la machine de coupage automatique. 10 - on évacue les morceaux de squelette découpés au moyen de la torche à plasma manuelle. La présente invention permet d'obtenir tout ou partie des avantages suivants : - un gain de productivité en réduisant la durée nécessaire au démantèlement des squelettes. 15 - une réduction des coûts et augmentation de la productivité par utilisation de pièces d'usure manuelles à bas coût pour les opérations de découpe de squelettes, particulièrement destructrices pour les consommables. - une réduction des coûts par rapport à l'achat d'un simple poste de découpe manuelle par utilisation des ressources de l'installation automatique (générateur, gestion des gaz, 20 système de refroidissement, électronique de pilotage...). La présente invention va maintenant être mieux comprise au vu des explications suivantes données à titre illustratif d'un mode de réalisation possible de l'invention. Plus précisément, il porte sur une machine de coupage plasma automatique dotée d'une torche de coupage plasma manuelle mais il est parfaitement transposable au coupage 25 par faisceau laser ou à l'oxycoupage. Comme illustré en Figure 5, afin de faciliter la découpe des squelettes 3 de tôle 1, selon l'invention, une torche 10 de découpage plasma manuelle est associée à une installation de coupage plasma automatique classique munie d'une poutre 20 sur laquelle est agencée une torche 4 de coupage plasma automatique.The invention also relates to a method of plasma cutting a metal plate, in particular a carbon or stainless steel plate, in which: a) the plate to be cut is positioned on plate support means, b) performs cutting of one or more pieces within said plate by means of an automated plasma jet, laser beam cutting or oxycutting tool mounted on an automatic cutting machine comprising a structure on which is mounted said automatic cutting tool so as to obtain at least one cut piece and, moreover, a plate skeleton, and c) the cut piece or pieces is recovered, characterized in that the automatic cutting tool is stopped. and an operator manually makes the cutting of the plate skeleton into smaller pieces than the skeleton by means of a manual cutting torch. Depending on the case, the method of the invention may comprise one or more of the following characteristics: the manual cutting torch is a manual torch for plasma cutting, laser beam cutting or oxygen cutting. - The manual plasma cutting torch is connected to the automatic cutting machine. The cut skeleton pieces are removed by means of the manual plasma torch. The present invention makes it possible to obtain all or some of the following advantages: a gain in productivity by reducing the time necessary to dismantle the skeletons. Reducing costs and increasing productivity by using low-cost manual wear parts for skeleton cutting operations, which are particularly destructive for consumables. a reduction in costs compared to the purchase of a simple manual cutting station by using the resources of the automatic installation (generator, gas management, cooling system, control electronics, etc.). The present invention will now be better understood in view of the following explanations given by way of illustration of a possible embodiment of the invention. More specifically, it relates to an automatic plasma cutting machine with a manual plasma cutting torch but it is perfectly transferable to the laser beam cutting or oxycutting. As illustrated in FIG. 5, in order to facilitate the cutting of the skeletons 3 of sheet metal 1, according to the invention, a manual plasma cutting torch 10 is associated with a conventional automatic plasma cutting installation provided with a beam 20 on which is arranged a torch 4 automatic plasma cutting.
30 D'une simple commande découpe de squelette opérée par l'opérateur par exemple sur la commande numérique ou CNC de la machine, l'installation automatique est mise en sécurité et la torche manuelle 10 est activée, par exemple une torche manuelle de coupage plasma.With a simple skeleton cutting command operated by the operator for example on the numerical or CNC control of the machine, the automatic installation is secured and the manual torch 10 is activated, for example a manual plasma cutting torch. .
2910361 5 Concrètement, la torche manuelle 10 est interfacée avec l'installation automatique et est préférentiellement alimentée par le même générateur 21 de courant par exemple afin de réduire les coûts de l'installation. Cette torche 10 est connectée à l'installation automatique à proximité immédiate du 5 lieu où les pièces 2 sont coupées et le squelette 3 généré. Ainsi, lorsque l'opération de découpage du squelette 3 doit être effectuée, l'opérateur n'a qu'a activer la commande découpe de squelette sur la CNC, se saisir de la torche manuelle 10 et aller démanteler le squelette 3 par découpe plasma manuelle. Le faisceau 11 de la torche manuelle 10 peut avantageusement être mis sur enrouleur 10 afin de faciliter l'opération. Le fonctionnement des différents éléments de l'installation et l'interaction éventuelle de ces différents éléments l'un avec les autres sont quant à eux classiques et ne seront pas détaillés outre mesure. En fait, l'outil de coupage automatique est positionné par rapport à la tôle à couper et 15 que ceux-ci sont mobiles relativement l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire que soit l'outil se déplace et la tôle est fixe, soit l'inverse. Les déplacements de ces éléments se font de manière connue en soi, notamment au moyen d'actionneurs linéaires ou analogues, ces déplacements étant pilotés par des moyens de pilotage classiques, notamment la CNC susmentionnée, qui gèrent les mouvements soit 20 d'un bras robotisé, soit d'un portique portant l'outil automatique. En outre, les moyens de pilotage commandent aussi non seulement la mise en route et l'arrêt de l'outil de coupe automatique mais aussi les autres paramètres classiques qui sont utiles ou nécessaires au fonctionnement correct de l'installation ou au bon déroulement de la découpe, par exemple pour un coupage avec faisceau laser, les cadences de tir laser, la 25 puissance laser à mettre en oeuvre... 30In practice, the manual torch 10 is interfaced with the automatic installation and is preferably powered by the same current generator 21 for example in order to reduce the costs of the installation. This torch 10 is connected to the automatic installation in the immediate vicinity of the place where the pieces 2 are cut and the skeleton 3 generated. Thus, when the cutting operation of the skeleton 3 is to be performed, the operator only has to activate the skeleton cutting command on the CNC, seize the manual torch 10 and go dismantle the skeleton 3 by plasma cutting. manual. The beam 11 of the manual torch 10 may advantageously be placed on a reel 10 in order to facilitate the operation. The operation of the different elements of the installation and the possible interaction of these different elements with each other are conventional and will not be detailed. In fact, the automatic cutting tool is positioned with respect to the sheet to be cut and that these are relatively movable relative to each other, i.e. moves and the sheet is fixed, the opposite. The movements of these elements are done in a manner known per se, in particular by means of linear actuators or the like, these displacements being controlled by conventional control means, in particular the aforementioned CNC, which manage the movements of a robotic arm. , or a portal carrying the automatic tool. In addition, the control means also control not only the start and stop of the automatic cutting tool but also other conventional parameters that are useful or necessary for the proper operation of the installation or the smooth running of the cutting, for example for laser beam cutting, the laser firing rates, the laser power to be used ... 30