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Patent Searching and Data


Title:
BALANCING SYSTEM FOR A BENDING PRESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/026510
Kind Code:
A1
Abstract:
Balancing system for a bending press actuated by at least three actuators (7, 8, 9), the central actuator including an approach section (10) and a complementary section (11). The side actuators are each associated with one of the sections of the central actuator, thus forming two self-contained assemblies (7, 11) and (9, 10); each assembly is controlled by its control loop and the two loops are controlled in parallel. For highly eccentric bending, two distributers (33, 34) suppress the action of the side-actuator with the lowest pressure and that of the central actuator section with the highest pressure. Only one actuator remains operational for each loop, which allows bending to be achieved at the side actuator.

Inventors:
TREILLET JEAN (FR)
Application Number:
PCT/FR1994/000328
Publication Date:
November 24, 1994
Filing Date:
March 24, 1994
Export Citation:
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Assignee:
TREILLET JEAN (FR)
International Classes:
B30B15/00; B30B15/24; (IPC1-7): B30B15/24
Foreign References:
EP0434541A11991-06-26
US3677009A1972-07-18
US2343167A1944-02-29
Other References:
DATABASE WPI Week 34, Derwent World Patents Index; AN 90-258989
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 189 (M - 99) 28 November 1981 (1981-11-28)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 113 (P - 276) 4 February 1984 (1984-02-04)
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Claims:
R E V E N D I C A T I O N S
1. Presseplieuse hydraulique dont le tablier mobile (4) est actionné par au moins trois vérins (7) (8) (9) c'est à dire un vérin à chaque extrémité de la presse et,au centre, soit un vérin double composé de deux sections (10) (11) concentriques soit deux vérins côte à côte ou superposés; le débit et la pression dans les vérins étant distribués par un système électrohydraulique comportant deux asser issements électroniques aptes à gérer la course du tablier mobile et le parallélisme entre les deux tabliers et équipés chacun d'un organe de mesure (12) (13) situé au voisinage d'un vérin latéral, et d'un distributeur hydraulique proportionnel ( 17) (19) ;chaque vérin latéral étant éventuellement équipé d'un capteur de pression ( 14) (15) ;caractérise en ce que chaque vérin latéral (7) (9) est associé respecti ement à un demivérin centra1 (il)(10) pour constituer un ensemble alimenté par son propre distributeur proportionne1 (17) (19) et géré par sa propre boucle d'asservissement électronique.
2. Presse plieuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que, en phase d' approche, 1 ' a1 imentation de l'un des demivérins centraux (10) se fait par la pleine ouverture de son distributeur proportionnel (19) ainsi que par la fermeture de la valve (20) située sur le circuit d'alimentation du vérin laréral (9) qui lui est associé.
3. Presseplieuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que le vérin latéral (7) (9) et le demivérin central (11) (10) d'un ensemble peuvent être dissociés de sorte que l'un des deux seulement soit alimenté en pression.
4. Presseplieuse selon la revendication 3 caractérisée en ce que,entre chacun des distributeurs proportionnels (17)(19) et l'ensemble des vérins auquel il est associé, se trouve un distributeur hydraulique à trois positions (33) (34) permettant d'alimenter soit seulement un vérin latéral (7) (9) soit seulement un vérin central (11) (10) soit les deux à la même pression.
5. Presseplieuse selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'il existe un signal capable d'agir sur les deux distributeurs à trois positions (33) (34) de manière à éliminer l'alimentation du vérin latéral ayant la pression la plus basse ainsi que celle du demivérin central ayant la pression la plus haute.
6. Presseplieuse selon la revendication 5 caractérisée en ce que le signal résulte de la comparaison des pressions dans les deux vérins latéraux fournies par les capteurs de pression (14) (15).
7. Presseplieuse selon la revendication 5 caractérisée en ce que le signal est activé pour commander les bobines homologues (36) (38) des deux distributeurs lorsque le rapport des pressions droite/gauche (15)/(14)est supérieur à une valeur prédéterminée, ou pour commander les bobines homologues (35) (37) lorsque le rapport des pressions droite/gauche (15)/(14) est inférieur à l'inverse de cette même valeur.
8. Presseplieuse selon la revendication 5 caractérisée en ce que le signal commandant les deux distributeurs (33) (34) dans un sens ou dans l'autre est fourni par la détection d'un défaut de parallélisme.
9. Presseplieuse selon la revendication 1 comportant plusieurs vérins latéraux de chaque côté de l'axe de la presse;caractérisée en ce que chacun des vérins est muni d'une valve ouverte/ ermée(41)à(46) ; 1a répartition des fermetures de valves se faisant par itération en fonction de la détection d'un défaut de parallélisme.
Description:
SYSTEME D'EQUILIBRAGE POUR PRESSE-PLIEUSE

La présente invention est relative aux presses-plieuses hydrauliques dont le tablier mobile est actionné par au moins trois vérins. Le plus souvent, sur ce type de machine, c'est le tablier inférieur qui est mobile et actionné par un circuit hydraulique à simple effet dans lequel l'ouverture se fait par gravité et écoulement libre de l'huile des vérins vers la bâche.

Le nombre des vérins de ces machines peut être que1conque, mais il existe de nombreux modèles ne comportant que trois vérins dont un au voisinage de chaque extrémité et un vérin au centre. Ce vérin central est double, c'est à dire qu'il comporte deux sections indépendantes, à savoirrune première section, par exemple centrale, pour l'approche rapide, recevant tout le débit de la pompe durant cette phase;une deuxième section annulaire formant, avec la première, une section double alimentée en pression pendant la phase pliage et donnant une poussée centrale apte à provoquer une déformation du tablier mobile parallèle à celle du tablier fixe;cette caractéristique est essentielle pour obtenir une bonne régularité de l'angle de pliage.

Cette conception a été choisie à titre d'exemple non limitatif et il est évident que le vérin central double peut être remplacé par deux vérins juxtaposés ou superposés sans que cela change la nature de l'invention. Dans ces machines, tous les vérins sont alimentés habi¬ tuellement par un flux d'huile commun donc à une pression dentique. Lorsque la tôle à plier, moins longue que la presse, est excentrée, il se produit un couple de basculement qui ne peut être compensé que par un guidage mécanique. Ce guidage, bien que très résistant, ne permet pas de conserver un parallélisme correct entre les deux tabliers en raison des déformations élastiques non maîtrisées de la matière. Pour pallier ce défaut, deux solutions ont été prévues: -Supprimer le vérin central et commander les vérins latéraux séparément par leur propre système de distribution asservi au parai 1è1 isme;cette solution perd l'avantage de la déformée parallèle des deux tabliers si aucun dispositif spécial additionnel n'est mis en oeuvre.

-Placer, comme prévu dans le brevet français 89 16778, entre les trois vérins et l'alimentation centrale, des organes de modification de distribution, pression et débit, agissant de façon différente sur ces vérins et asservis à un détecteur de parai le1 isme. Cette solution est relativement complexe et nécessite l'entrée de données extérieures, sous forme de paramètres, te1s que la force, la longueur pliée. la position de la tôle, etc...

La présente invention relève d'un principe différent puisqu'elle fait appel à deux systèmes de distribution comme dans la première solution précitée, tout en préservant l'avantage de la déformée parallèle due à la présence d'un vérin central ;E1 le est simple et ne nécessite pas de rentrer les données numériques du pliage. Elle est caractérisée en ce que:

-Chaque vérin latéral est associé à un demi-vérin central pour constituer un ensemble alimenté par son propre distributeur proportionnel et géré par sa propre boucle d'asservissement électronique appelée carte d'axe. -En phase d'approche, 1 ' un des demi-vérins centraux est seul alimenté grâce à la pleine ouverture de son distributeur proportionnel ainsi qu'à la fermeture de la vanne située sur le circuit alimentant le vérin latéral qui lui est associé. -Le vérin latéral et le demi-vérin central d'un ensemble peuvent être dissociés afin que l'un des deux seulement soit al intenté.

-Entre chaque distributeur proportionnel et l'ensemble de vérins auquel il est associé, se trouve un distributeur hydraulique à trois positions permettant d'al imenter, soit seulement un demi-vérin central, soit un vérin latéral, soit les deux à la même pression.

-Il existe un signal agissant sur les deux distributeurs à trois positions de manière à éliminer l'alimentation du vérin latéral ayant la pression la plus basse ainsi que celle du vérin central ayant la pression la plus élevée. -Le signal résulte de la comparaison des pressions dans les deux vérins latéraux. -Le signal est activé pour commander deux bobines homologues des distributeurs lorsque le rapport des

pressions droite-gauche est supérieur à une valeur prédéterminée, ou pour commander les deux autres bobines lorsque le rapport des pressions droite-gauche est inférieur à l'inverse de cette même valeur. -Le signal commandant les deux distributeurs est fourni par la détection d'un défaut de parallélisme, -l'invention est étendue à plusieurs vérins latéraux répartis de chaque côté du centre de la presse;chaque vérin étant muni d'une valve ouverte/fermée et la répartition des fermetures de valves se faisant par itération en fonction de la détection d'un défaut de parai lèl isme.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à travers la description qui suit de deux exemples de réalisation illustrés par les dessins annexés parmi lesquels:

-La figure 1 représente une presse-plieuse équipée de deux vérins latéraux et d'un vérin central à double section.. -La figure 2 représente un premier exemple de schéma électro-hydraulique conforme à l'invention.

-La figure 3 représente un deuxième exemple de schéma électro-hydraulique conforme à l'invention.

-La figure 4 représente un troisième exemple de schéma électro-hydraulique conforme à l'invention. Sur la figure 1,1a presse-plieuse représentée comprend un bâti avec ses deux montants (la) et (lb) supportant le tablier supérieur fixe (2) muni du poinçon allongé (3) et le tablier inférieur mobile (4) muni de la matrice (5). Tous deux contribuent à plier la tôle (6) excentrée par rapport à l'axe médian de la presse sous l'effet d'une poussée donnée par 3 vérins (7), (8), (9).

Le vérin (8) est double, c'est à dire qu'il comporte une section (10) centrale et une section (11) annulaire.Au droit des vérins latéraux (7) et (9) sont placés deux appareils de mesure de la course (12) et (13), le plus souvent sous forme de règles incrémentales digitales raccordées à deux cartes d'axe électroniques asservies en parai lèl isme.

Selon le mode de fonctionnement, des capteurs de pression (14) et (15) raccordés respectivement aux vérins

( 7 ) et (9) délivrent des tensions électriques U1,U2 proportionnelles aux pressions existant respecti ement dans ces vérins.

La figure 2 représente un premier mode de réalisation du schéma é1 ectro-hydraul ique; le vérin(7) et la section (11) du vérin (8) sont reliés directement à l'orifice (16) de sortie du distributeur proportionnel (17).De même, le vérin (9) et la section (10) sont reliés à l'orifice (18) de sortie du distributeur proportionnel (19). Rappelons que les distributeurs proportionnels sont généralement complétés par une balance de pression,non représentée sur les schémas, qui permet de délivrer un débit d'huile proportionnel à la tension appliquée aux bobines quelle que soit la pression nécessaire pour plier et, réciproquement, d' adapter le débit distribué, pour une pression donnée,au régime programmé à la carte d'axe.

Sur le conduit reliant le vérin (9) à l'orifice (18) se trouve une valve (20) permettant d'isoler ou non ce vérin. Les bobines (17a) (17b) (19a) (19b)sont alimentées en tension proportionnelle par les amplificateurs (21) et (22) qui reçoivent leur consigne des cartes d'axe (23) et (24) reliées aux règles incrémentales (12) et (13);un comparateur et calculateur (25) assure la synchronisation des cartes d'axe (23) et (24) en intégrant d'éventuelles corrections de course sur les vérins latéraux pour tenir compte de la différence de déformation des montants (la) (ib) et maintenir le parallélisme global des deux tabliers (2) et (4)même en travail excentré.

En amont des distributeurs proportionne1s, le distri- buteur (26) a pour tâche de mettre la pompe (27) entraînée par le moteur (28) en communication soit avec le circuit, soit avec les pilotes d'ouverture des clapets anti-retour (29) (30) qui, 1orsqu' i 1s sont ouverts, provoquent la descente du tablier après l'opération de pliage.

Le fonctionnement du cycle est le suivant: L'action sur l'organe de commande,non représenté, excite la bobine (31) de la valve (26)et ferme la valve (20).El le met sous tension maximum la bobine (19a ) du distributeur proportionnel (19) de sorte que le tablier monte en

approche à grande vitesse puisque tout le débit de la pompe passe dans la chambre (10) du vérin (8). Les autres vérins sont remplis par aspiration d'huile à travers les clapets anti-retour (29) et (30). Arrivé au point de changement de vitesse, détecté par l'une des règles incrémentales (12) (13), le distributeur (19) se ferme, la valve (20) s'ouvre et le cycle de travail commence; les deux distributeurs proportionnels (17) et (19) s'ouvrent suivant les tensions appliquées aux bobines par les ampli icateurs (21) et (22), qui résultent du programme défini et des informations fournies par les règles (12) et (13);pendant cette phase, la répartition des pressions dans les deux ensembles de vérins (7) (11) et (9) (10) dépend de la position de la tôle plus ou moins excentrée.Le vérin central double assure toujours son rôle de bombage sur le tablier mobile. On remarquera que 1 ' excentration maximum correspond à une pression nulle dans un des ensembles de vérins donc à la position du centre de gravité des forces appliquées par l'autre ensemble c'est à dire le barycentre des forces représentées par leurs sections.Le système se comporte donc comme si, en ce point, il y avait un vérin virtuel. La course s'arrête au point fixé par le calculateur (25) lorsque les deux règles incrémentales (12) (13) arrivent au niveau programmé. Lorsque l'ordre d'ouverture est donné, ce11e-ci se fait en deux temps:

Un premier temps pour la décompression de tous les vérins à travers les distributeurs proportionnels (17) et (19) dont les bobines (17b) et (19b) reçoivent une tension modulée;un deuxième temps pour le retour rapide par l'excitation de la bobine (32) qui ouvre les clapets (29) (30) par alimentation de leur pilote respectif.

Dans ce premier exemple de réal isation, nous avons vu que 1 ' excentration de la tôle ne pouvait pas dépasser l'axe des vérins virtuels.C est pourquoi l'invention est complétée par la solution représentée sur la figure 3 qui permet d'excentrer la tôle jusqu'au droit d'un vérin latéral .

Le schéma de cette figure 3 a la même base que celui de la figure 2. La valve (20) est remplacée par les distri- buteurs (33) et (34) et les vérins (7) et (9) sont équipés

des capteurs de pression (14) et (15).La course d'approche rapide s'obtient de la même manière que sur la figure 2, en excitant, cette fois la bobine (37) du distributeur ( 34 ) ;puis,au changement de vitese, le distributeur (34) revient au repos et les deux distributeurs proportionnels (17) et (19) s'ouvrent suivant la tension appliquée aux bobines comme précédemment. Si le rapport entre les pressions détectées par les capteurs (15) et (14) soit U2/U1 est supérieur à une valeur prédéterminée, par exemple, parce que la tôle est excentrée à droite, le comparateur calculateur (25) provoque l'excitation des bobines (36) et (38) de sorte que, seuls le vérin (9) ayant la pression la plus haute est alimenté par le distributeur (19) et le demi-vérin (11) ayant la pression la plus basse est alimenté par le distributeur (17). les autres vérins sont alors remplis par aspiration à travers les clapets anti-retour (29) et (40). IL est évident que le système est symétrique et que pour une tôle excentrée à gauche, les bobines (35) et (37) seront excitées lorsque le rapport des tensions U2/U1 deviendra inférieur à la valeur inverse de la limite précitée.

On voit donc que, pour une forte excentrâtion, i 1 reste en pression seulement un vérin pour chaque carte d'axe; par conséquent, si la résultante des efforts de pliage se trouve au voisinage de l'axe du vérin (9) par exemple, la pression dans le demi-vérin (11) tend vers zéro et le parallélisme est conservé.

Le reste du fonctionnement se comporte comme dans le cas précédent. Bien entendu, on peut imaginer d'autres systèmes de détection que les capteurs de pression dans les vérins latéraux;on peut, par exemple, détecter directement le défaut de para11è1 isme, témoin de l'impossibilité d'équilibrer le couple de basculement par la simple répartition des pressions dans tous les vérins.On peut aussi prendre l'in ormation directement sur la carte d'axe qui n'arrive pas à atteindre la vitesse programmée sur le côté le plus chargé, ou l'inverse.

On remarquera, en outre, que l'action sur les distribu- teurs (33) et (34) ne provoque pas de décompression

brutale puisque les vérins sont simplement isolés sans mise en communication avec la bâche grâce à l'utilisation de distributeurs à transfert fermé. La décompression se fait donc doucement dans le demi-vérin central par le fait que le piston continue sa course, puis, dès que la décompression est terminée, le clapet anti-retour (39), (40) s'ouvre pour laisser entrer l'huile dans le demi-vérin. Quant au vérin latéral, sa pression était, par conception, très faible mais la décompression se fait de la même manière.

A ce stade, il faut remarquer que l'augmentation de vitesse qui pourrait résulter de l'élimination brusque d'un des ensembles de vérins est vite corrigée par la réaction de la carte d'axe qui est capable de modifier la tension appliquée aux distributeurs proportionnels dans le temps très court de un à deux dixièmes de seconde, c' est à dire sur environ un millimètre de course; la partie excédentaire du débit étant alors envoyée à la bâche par le canal (60). La figure 4 montre l'extension de l'invention à des presses-plieuses dont les vérins sont plus amplement répartis le long du tablier mobile donc possédant plusieurs vérins latéraux de chaque côté de l'axe, soit deux sur la figure. Dans ce cas, il devient plus simple de remplacer les distributeurs (33) et (34) par une série de valves à deux positions ouverte/ ermée (41) à (46) à raison d'une valve par vérin (51) (52) (il) (10) (55) (56) et de les commander par itération à partir de la détection d'un défaut de para11è1 isms.

Supposons, par exemple que la tôle est pliée à droite si la répartition des pressions entre la série des trois vérins de droite (10) (55) (56)et la série des trois vérins de gauche (51) (52) (11)ne permet pas d'équilibrer le tablier, et que, par conséquent, un défaut de parallélisme est détecté, les valves (41) et (44) se ferment puis, si c'est insuffisant, la valve (42) se ferme à son tour. Il ne reste alors en service, à gauche, que le demi-vérin (il) et,à droite, que les vérins (55) et (56) .Enfin, si la résultante des efforts de pliage est au droit du vérin

(56) , 1 ' équi 1 ibrage ne sera obtenu que par la fermeture de la valve (45) donc de l'isolement du vérin (55). On voit donc l'analogie totale avec le cas de la figure 3, seule la distribution est légèrement différente pour être mieux adaptée à ce cas.

Il n'est pas exclu que cette variante de distribution soit appliquée au cas précédent, 1es distributeurs (33) et (34) étant remplacés par 4 valves ouvertes/fermées.

Tous les utilisateurs de presse-plieuse connaissaient l'avantage de qualité fourni par les machines à' trois vérins ou plus mais ils ne pouvaient pas obtenir une qualité comparable en travail excentré. Or, Ie travail excentré permet, en particu1 ier, de monter plusieurs postes de travail sur la même machine ce qui présente un surcroît de productivité important et est largement pratiqué dans la fabrication des boites de toutes formes qui nécessitent, pour être bien ajustées, une excellente qualité de pliage.La présente invention constitue le moyen le plus simple pour obtenir cette qualité en travail excentré, ce qui permet d'envisager un large développement de ce type de machine.