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WO 2022/117838
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DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : MACHINE-OUTIL D'USINAGE D'UNE
PIECE EN BOIS
Domaine technique de l'invention
Le domaine de l'invention est celui de l'usinage numérique de pièces en
bois, en particulier celui des machines-outils d'usinage de pièces en bois.
Arrière-plan technologique
Il existe principalement trois grandes familles de machines-outils permettant
d'usiner une pièce en bois.
La première famille est constituée par les dispositifs manuels équipés
chacun d'un outil spécifique, tel qu'une scie, un rabot, etc. et qui sont
directement
manipulés par un opérateur pour usiner la pièce de bois. En d'autres termes,
c'est
l'opérateur qui déplace l'outil d'usinage par rapport à la pièce à usiner et
qui exerce
la force permettant la découpe du bois.
Cette famille de dispositifs présente l'avantage de pouvoir usiner les pièces
en bois directement sur le lieu d'utilisation de la pièce. En revanche, ces
dispositifs
présentent l'inconvénient d'imposer à l'opérateur de manipuler directement
l'outil
d'usinage, ce qui peut occasionner des blessures. En outre, l'usinage est
moins
précis qu'avec une machine à commande numérique. Enfin, c'est à l'opérateur
d'exercer la force d'usinage, éventuellement assistée d'un moteur électrique
dans
le cadre des dispositifs manuels électroportatifs, ce qui peut être
physiquement
éreintant.
La deuxième famille est constituée par les dispositifs d'usinage à commande
numérique qui comprennent chacun un châssis qui repose sur le sol du lieu
d'usinage, un outil de coupe monté sur le châssis, des moyens d'entrainement
automatique de l'outil de coupe et des moyens de réception de la pièce en bois
à
usiner. L'outil de coupe peut être de différents types. Il peut s'agir par
exemple
d'une fraiseuse à bois, d'une scie circulaire, d'un rabot, etc.
Les dispositifs d'usinage de cette famille présentent l'inconvénient d'être
relativement encombrants et de nécessiter le déplacement de la pièce en bois
vers
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le dispositif d'usinage. La pièce en bois, une fois usinée, peut ensuite être
déplacée
vers son lieu d'installation, comme par exemple une charpente. En outre, il
s'agit
souvent de machines onéreuses peu accessibles aux charpentiers, sauf à
disposer
d'un volume d'affaire important permettant de rentabiliser l'investissement.
En revanche, ces dispositifs d'usinage présentent l'avantage de permettre
la réalisation d'usinage précis, de limiter les blessures dans la mesure où
l'outil
n'est pas directement manipulé par l'opérateur et enfin de limiter la fatigue
dans la
mesure où l'outil de coupe est entrainé directement par un moteur, qui est en
général
un moteur électrique, et non plus par la force manuelle de l'opérateur.
La troisième famille, nouvellement proposée par le déposant, est constituée
par des dispositifs d'usinage portatifs tels que ceux décrits dans les
documents de
brevet FR3050135, FR2000758 et FR2008556. Cette famille concerne donc des
dispositifs portatifs d'usinage automatisé d'une pièce en bois. Ces outils
présentent
donc la particularité de permettre l'utilisation d'un moyen d'usinage à
commande
numérique directement sur le lieu d'installation finale de la pièce en bois.
Ces
dispositifs permettent également d'améliorer la mobilité du charpentier dans
son
atelier le cas échéant. En d'autres termes, ce sont les dispositifs qui sont
déplacés
vers la pièce à usiner et non l'inverse.
On constate donc que selon le chantier et l'usinage visé, il est nécessaire
d'utiliser une machine de l'une ou l'autre des familles susmentionnées. Un
charpentier doit donc disposer dans son atelier de l'ensemble de ces machines,
ce
qui présente le double inconvénient de nécessiter un budget important pour
s'équiper et de disposer d'un espace conséquent pour entreposer les
différentes
machines nécessaires.
Le déposant a donc cherché à proposer une solution nouvelle permettant de
combiner au moins en partie les avantages des différentes solutions
existantes. En
particulier, il a cherché à proposer une solution, qui pet .. -nette, dans au
moins un
mode de réalisation de l'invention de combiner les avantages du dispositif
portatif
et de la machine-outil stationnaire.
Objectifs de l'invention
L'invention vise ainsi à fournir une machine-outil d'usinage d'une pièce en
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bois qui pallie au moins certains des inconvénients des machines-outils
connues.
L'invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de
réalisation de l'invention, une machine-outil d'usinage versatile et
polyvalente.
L'invention vise notamment à fournir, dans au moins un mode de réalisation
de l'invention, une machine-outil qui permette de combiner les avantages de la
machine stationnaire et de la machine portative.
En d'autres termes, l'invention vise à fournir, dans au moins un mode de
réalisation de l'invention, une machine-outil du type 2-en-1 qui puisse selon
les
besoins être utilisée comme une machine-outil stationnaire ou comme une
machine-
outil portative.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de
l'invention, une machine-outil qui puisse garantir la sécurité de l'opérateur
utilisant
une telle machine-outil.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de
l'invention, une machine-outil qui permette d'usiner une pièce en bois suivant
des
angles de coupe importants, notamment compris entre 0 à 180 .
Exposé de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite sont atteints
à
l'aide d'une machine-outil d'usinage d'une pièce en bois comprenant :
¨ un premier module, dit module de positionnement, comprenant un
bâti portant une table horizontale de réception d'une pièce en bois à
usiner, dite table de positionnement, qui s'étend le long d'une
direction, dite direction longitudinale, et configurée pour pouvoir
supporter au moins en partie ladite pièce en bois,
¨ un second module, dit module d'usinage, comprenant :
o un bâti agencé longitudinalement en regard dudit bâti dudit
module de positionnement,
o un dispositif d'usinage portatif à commande numérique
comprenant une tête d'usinage munie d'un outil d'usinage et
de moyens de déplacement de ladite tête d'usinage selon au
moins un axe horizontal et un axe vertical, dits axes de
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déplacement,
o un châssis vertical monté mobile par rapport audit bâti en
translation selon un axe parallèle audit axe de déplacement
horizontal, et en rotation par rapport à un axe vertical,
o des moyens de fixation amovible dudit dispositif d'usinage
portatif sur ledit châssis mobile.
Une machine-outil d'usinage selon l'invention comprend donc deux sous-
ensembles qui coopèrent l'un avec l'autre : un module de positionnement
destiné
principalement à positionner la pièce en bois en vue de l'usinage et un module
d'usinage destiné principalement à assurer l'usinage en tant que tel.
Le module d'usinage porte le dispositif d'usinage équipé de l'outil
d'usinage et présente la particularité de pouvoir non seulement déplacer
l'outil
d'usinage selon la direction horizontale et la direction verticale, mais
également de
pouvoir déplacer le dispositif d'usinage en tant que tel selon la direction
horizontale
de déplacement de l'outil d'usinage (translation du châssis), ce qui permet
d'augmenter la longueur d'usinage selon cette direction par rapport au
déplacement
de l'outil d'usinage au sein du dispositif d'usinage, et de pouvoir déplacer
le
dispositif d'usinage en rotation autour d'un axe vertical (rotation du
châssis), ce qui
permet de définir l'angle de coupe de la pièce en bois à usiner, sans
néanmoins
déplacer la pièce en bois à usiner.
Les déplacements en translation et en rotation peuvent être obtenus par des
moyens motorisés tels que des moteurs électriques. Ces moyens motorisés
peuvent
être associés à des moyens de blocage de la position du châssis pendant
l'opération
d'usinage. Les moyens motorisés peuvent également comprendre des positions
indexées prédéterminées permettant à un opérateur de positionner rapidement le
dispositif d'usinage porté par le châssis sur des positions remarquables (par
exemple tous les 10 cm pour la translation ou tous les 10 degrés pour la
rotation).
De préférence, le châssis est mobile en translation par rapport à une
glissière
qui est elle-même mobile en rotation par rapport au bâti. Il est ainsi
possible de
régler d'abord l'angle de coupe (par la rotation du châssis et de la glissière
par
rapport au bâti) et de régler ensuite la position de la coupe (par la
translation du
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dispositif d'usinage le long de la glissière formant une structure
intermédiaire entre
le châssis et le bâti).
La machine-outil d'usinage selon l'invention permet également, de par la
possibilité d'augmenter le déplacement de l'outil d'usinage selon l'axe
horizontal
5 de déplacement (par translation du châssis selon un axe parallèle à
cet axe de
déplacement) d'usiner en plusieurs temps des coupes d'angle de grandes
dimensions.
En outre et selon l'invention, le dispositif d'usinage portatif est monté sur
le
châssis vertical par des moyens de fixation amovible.
Le dispositif d'usinage portatif (aussi désigné par la terminologie de robot
d'usinage dans tout le texte) comprend une tête d'usinage portant un outil
d'usinage, des moyens de déplacement de ladite tête d'usinage selon au moins
deux
axes perpendiculaires entre eux et une unité de commande numérique configurée
pour pourvoir commander lesdits moyens de déplacement de ladite tête
d'usinage.
Un tel dispositif est par exemple formé à partir du dispositif d'usinage
décrit dans
le document de brevet FR2000758 au nom du demandeur.
Le dispositif d'usinage est portatif et peut être transporté manuellement par
un opérateur seul.
Une machine-outil selon l'invention est donc remarquable en ce qu'elle
permet d'utiliser la machine-outil en tant que machine-outil stationnaire
(dans le
cas où le dispositif d'usinage portatif est monté sur le châssis) ou en tant
que
machine-outil portative (dans le cas où le dispositif d'usinage portatif est
séparé du
châssis pour être transporté par un opérateur pour une utilisation autonome).
Une
machine-outil selon l'invention permet donc de combiner les avantages de la
machine-outil stationnaire et de la machine portative en fonction des besoins.
Les
éléments de la machine-outil selon l'invention dénuée du dispositif d'usinage
forment ainsi un accessoire du dispositif d'usinage qui permet de le
transformer en
machine-outil stationnaire.
Avantageusement et selon l'invention, ledit module d'usinage comprend en
outre une table horizontale mobile en rotation solidairement audit châssis par
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rapport audit axe vertical, dite table d'usinage, qui s'étend dans un plan qui
coïncide
sensiblement avec le plan dans lequel s'étend ladite table de positionnement
de
manière à ce que ladite pièce en bois puisse reposer à la fois sur ladite
table
d'usinage et sur ladite table de positionnement.
Selon cet aspect de l'invention, la table d'usinage est solidaire du châssis
lors de sa rotation par rapport audit axe vertical. Cette table d'usinage peut
par
exemple présenter la forme d'un demi-cercle, l'outil d'usinage étant
sensiblement
à l'aplomb du centre du demi-cercle. Ainsi, l'extrémité de la pièce en bois
peut être
portée par la table d'usinage quelle que soit la la rotation du châssis
portant le
dispositif d'usinage.
Selon une variante de réalisation, la table d'usinage peut comprendre une
graduation visuelle de l'angle de rotation (ou un affichage digital relié à un
codeur
numérique) de la table par rapport à une origine, qui est par exemple formée
par la
direction longitudinale. Une telle graduation visuelle (ou affichage digital)
permet
à l'opérateur de visualiser l'angle de rotation du dispositif d'usinage et
donc l'angle
de coupe de la pièce en bois à usiner.
Avantageusement et selon l'invention, lesdits moyens de fixation amovible
dudit dispositif d'usinage portatif sur ledit châssis vertical comprennent :
¨ un épaulement périphérique ménagé sur ledit châssis vertical
conformé au pourtour du dispositif d'usinage de manière à former un
logement de réception dudit dispositif d'usinage,
¨ des taquets pivotants de verrouillage montés sur ledit épaulement
périphérique et configurés pour pouvoir passer d'une première
position dans laquelle le dispositif d'usinage peut être inséré
librement dans ledit logement de réception formé par ledit
épaulement périphérique à une deuxième position dans laquelle les
taquets pivotants de verrouillage sont pivotés et s'insèrent dans des
orifices conjugués ménagés dans le dispositif d'usinage pour assurer
un maintien dudit dispositif d'usinage contre l'épaulement
périphérique dudit châssis qui empêche le délogement dudit
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dispositif d'usinage.
Une machine-outil selon cette variante avantageuse facilite la solidarisation
et séparation entre le dispositif d'usinage portatif et le châssis du module
d'usinage.
En particulier, un opérateur peut monter et fixer le dispositif d'usinage
portatif sur
le châssis sans aide extérieure. En particulier, le dispositif d'usinage est
portatif,
notamment manuportable, c'est-à-dire qu'il peut être porté à la main par un
opérateur. Ce dernier peut donc s'en saisir, l'installer sur le châssis
vertical et
actionner les taquets pivotants de verrouillage pour former une machine-outil
d'usinage stationnaire. Rien n'empêche néanmoins de prévoir un chariot de
manutention pour faciliter le déplacement du dispositif d'usinage portatif
vers le
châssis vertical de la machine-outil. Selon une autre variante, les taquets
pivotants
peuvent être montés sur le dispositif d'usinage et coopérer avec des orifices
conjugués ménagés sur l'épaulement périphérique dudit châssis vertical.
Avantageusement et selon l'invention, la machine-outil comprend en outre:
¨ au moins un capteur optique porté par ledit châssis dudit module
d'usinage et configuré pour détecter la présence de ladite pièce en
bois à usiner dans une zone prédéterminée, dite zone d'usinage, dans
laquelle ledit dispositif d'usinage peut usiner ladite pièce en bois,
¨ au moins un voyant lumineux configuré pour être allumé et visible
d'un opérateur lorsque ledit capteur optique détecte la présence de
ladite pièce en bois dans ladite zone d'usinage.
Cette variante avantageuse permet de détecter la présence de la pièce en bois
dans une zone d'usinage et de signaler cette présence à un opérateur. La
combinaison du capteur et du voyant lumineux forme des moyens de pré-
positionnement de la pièce en bois, par exemple à 10 cm près. Un opérateur
peut
donc manipuler la pièce en bois et la déplacer vers le module d'usinage
jusqu'à ce
que le voyant lumineux s'allume, signifiant que la pièce en bois a été
détectée au
voisinage de la tête d'usinage. Cet allumage du voyant est conditionné à la
détection
de la présence de la pièce en bois dans la zone d'usinage. Le voyant est donc
commandé directement ou indirectement par le capteur de présence de la pièce
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bois dans la zone d'usinage. Cela est particulièrement utile pour les pièces
en bois
de très grandes dimensions. En variante, le voyant lumineux peut être remplacé
et/ou combiné à un signal sonore.
Avantageusement et selon l'invention, ledit module de positionnement
comprend des moyens de déplacement de ladite table de positionnement par
rapport
au bâti selon ladite direction longitudinale de manière à pouvoir déplacer
ladite
poutre portée par ladite table de positionnement vers ladite tête d'usinage
portée
par ledit châssis vertical dudit module d'usinage.
Selon cette variante avantageuse, il est possible de déplacer la table de
positionnement portant la pièce en bois à usiner, en avant vers le dispositif
d'usinage ou en arrière, pour préparer l'usinage. Ce déplacement résulte de
actionnement des moyens de déplacement, qui sont de préférence motorisés.
L'actionnement des moyens de déplacement de la table de positionnement
permet donc de positionner précisément la pièce en bois pour l'usinage. Ainsi,
de
préférence, un opérateur pré-positionne la pièce en bois au voisinage de la
zone
d'usinage (par l'utilisation combinée du capteur de détection et du voyant
lumineux
décrits précédemment), puis finalise le positionnement par l' actionnement des
moyens de déplacement motorisés de la table de positionnement.
Pour faciliter ce positionnement précis de la pièce en bois, le module de
positionnement comprend avantageusement un guide longitudinal solidaire dudit
bâti et qui s'étend latéralement le long de ladite table de positionnement de
manière
à pouvoir guider ladite pièce en bois lors du déplacement de ladite table de
positionnement portant ladite pièce en bois à usiner. En variante, le guide
longitudinal est solidaire de la table de positionnement et non du bâti. Selon
cette
variante, le guide forme une butée de positionnement de la pièce en bois sur
la table,
l'ensemble formé du guide et la table se déplaçant alors ensemble vers le
dispositif
d'usinage.
Toujours pour faciliter ce positionnement précis de la pièce en bois, le
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module de positionnement peut également comprendre des moyens de
solidarisation de ladite pièce en bois à usiner sur ladite table de
positionnement
dudit module de positionnement.
Ces moyens de solidarisation sont par exemple des moyens de serrage du
type presse mécanique ou tous moyens équivalents. Les moyens de serrage
garantissent que la pièce en bois ne va pas glisser sur la table de sorte que
le
déplacement de la pièce en bois suivra exactement le déplacement de la table
de
positionnement.
Avantageusement, une machine-outil selon l'invention comprend en outre
au moins un laser monté sur le châssis et orienté vers ladite table d'usinage
de
manière à pouvoir projeter une ligne de référencement sur la pièce en bois
portée
en partie par ladite table d'usinage, de sorte qu'un opérateur puisse
actionner les
moyens de déplacement de ladite table de positionnement portant en partie
ladite
pièce en bois à usiner pour que cette ligne de référencement coïncide avec un
trait
de référence tracé par un opérateur sur ladite pièce en bois à usiner.
Cette variante avantageuse facilite le positionnement précis de la pièce en
bois en regard de l'outil d'usinage. En particulier, la combinaison des moyens
de
déplacement de la table de positionnement (de préférence motorisés) et du
laser de
projection d'une ligne de référencement permet de connaitre précisément la
position de la pièce en bois par rapport à l'outil d'usinage (dont la position
par
rapport au laser est connue).
Avantageusement et selon l'invention, la machine-outil comprend en outre
un capot d'usinage monté mobile en translation verticale sur ledit châssis
vertical
dudit module d'usinage entre une position rétractée dans laquelle ledit capot
s'étend
au-dessus de ladite zone d'usinage et une position de capotage dans laquelle
ledit
capot recouvre au moins en partie la zone d'usinage.
Cette variante avantageuse permet de recouvrir la zone d'usinage de telle
sorte que l'opérateur ne risque pas d'être en contact direct avec l'outil
d'usinage
lors de l'usinage de la pièce en bois. Ce capot est monté en translation
verticale sur
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ledit châssis pour pouvoir être déplacé de la position rétractée qui laisse
libre la
zone d'usinage de telle sorte que l'opérateur puisse positionner la pièce en
bois à
usiner à la position d'usinage dans laquelle le capot recouvre le dispositif
d'usinage
et la zone d'usinage.
5
Avantageusement et selon cette variante, le capot d'usinage comprend une
pluralité de lamelles verticales librement mobiles en translation verticale et
configurées pour pouvoir épouser la forme d'une partie de ladite pièce à
usiner au
voisinage de ladite zone d'usinage dans ladite position d'usinage dudit capot
10 d'usinage.
Selon cette variante avantageuse, le capot est formé de plusieurs lamelles
qui sont libres de leur mouvement dans la direction verticale de telle sorte
que lors
du déplacement du capot de la position rétractée à la position de capotage,
les
lamelles viennent en contact avec la pièce en bois à usiner ou son pourtour et
se
déplacent librement dans la direction inverse du déplacement du capot. Cela
permet
aux lamelles d'épouser la forme de la portion de la pièce en bois à usiner. Un
tel
capot présente une fonctionnalité similaire à celle des copieurs de contour.
Avantageusement et selon cette variante, ledit capot comprend en outre un
levier d'assistance mécanique de déplacement du capot entre la position
rétractée
et la position de capotage.
Cela permet de faciliter le déplacement du capot de la position rétractée à la
position de capotage et inversement.
L'invention concerne également une machine-outil caractérisée en
combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou
ci-
après.
Liste des figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et
qui se
réfère aux figures annexées dans lesquelles :
[Fig. 1] est une vue schématique en perspective d'une machine-outil selon
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un mode de réalisation de l'invention sur laquelle le dispositif d'usinage est
monté sur le châssis du module d'usinage,
[Fig. 2] est une vue schématique en perspective d'une machine-outil selon
un mode de réalisation de l'invention sur laquelle le dispositif d'usinage est
séparé du châssis du module d'usinage,
[Fig. 3] est une vue schématique en perspective de la machine-outil selon
un mode de réalisation de l'invention sur laquelle le dispositif de capotage
est
en position de capotage,
[Fig. 4] est une vue schématique en perspective du robot d'usinage d'une
machine-outil selon un mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 5] est une vue schématique en perspective et partielle du châssis de
réception du robot d'usinage du module d'usinage,
Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention
Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement
respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la
description
détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque
élément
de la machine-outil est décrit tel qu'il est agencé lorsque la machine-outil
dont il
fait partie est prête à usiner une pièce en bois. Cette configuration est
notamment
représentée sur la figure 1. Les éléments identiques, similaires ou analogues
sont
désignés par les mêmes références sur toutes les figures.
La figure 1 illustre de manière schématique une machine-outil d'usinage
d'une pièce en bois 10 selon un mode de réalisation de l'invention.
La machine-outil selon l'invention comprend deux modules qui coopèrent
l'un avec l'autre : un module de positionnement 100 et un module d'usinage
200.
Le module de positionnement 100 comprend un bâti 110 portant une table
de positionnement 120 horizontale de réception de la pièce en bois 10. Cette
table
de positionnement 120 s'étend le long d'une direction longitudinale L.
Le module de positionnement 100 comprend également des moyens
motorisés de déplacement de la table de positionnement 120 par rapport au bâti
110.
Ces moyens motorisés sont par exemple formés d'un moteur électrique qui
entraine
une crémaillère solidarisée de la table de positionnement 120. Bien entendu,
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d'autres moyens motorisés peuvent être mis en oeuvre pour assurer le
déplacement
de la table de positionnement 120 par rapport au bâti 110.
Le module de positionnement 100 comprend également un guide 130
longitudinal solidaire du bâti 110. Ce guide est monté sur un bord latéral de
la table
de positionnement 120. par exemple par vissage ou tout moyen équivalent. Ce
guide
130 longitudinal permet de guider la pièce en bois 10 lors du déplacement de
la
table de positionnement 120 par rapport au bâti. Selon une autre variante, le
guide
peut être solidaire de la table de positionnement 120 et accompagner le
déplacement
de la pièce en bois. Dans ce cas, le guide 130 forme une butée contre laquelle
l'opérateur vient positionner la pièce en bois avant usinage.
De préférence, le module de positionnement 100 comprend également une
presse mécanique qui fait office de moyens de solidarisation de la pièce en
bois 10
sur ladite table de positionnement 120.
Le module d'usinage 200 comprend un bâti 210 qui porte un châssis 230
vertical monté mobile par rapport au bâti 210, à la fois en rotation et en
translation.
Pour ce faire, le module d'usinage comprend par exemple une armature
circulaire présentant une couronne à billes 250 sur laquelle est fixés une
glissière
portant ledit châssis 230. Selon un autre mode de réalisation, l'armature
circulaire
comprend une gorge circulaire 250 dans laquelle peuvent coulisser des patins
glissants reliés mécaniquement à la glissière portant ledit châssis 230.
La glissière permet de déplacer le châssis en translation et l' armature
circulaire permet de déplacer la glissière en rotation. Chacun des mouvements
(rotation ou translation) peut être assuré par un moteur électrique piloté par
un
opérateur. D' autres moyens peuvent être utilisés pour assurer les mouvements
de
rotation et/ou de translation du châssis 230 par rapport au bâti 210.
Le module d'usinage 200 comprend aussi une table horizontale solidaire de
l'armature circulaire, dite table d'usinage 220, qui s'étend dans un plan qui
coïncide
sensiblement avec le plan dans lequel s'étend la table de positionnement 120.
Ainsi,
la table d'usinage 220 pivote avec le châssis 230 qui porte le robot d'usinage
260
(décrit ultérieurement), et la pièce en bois 10 repose à la fois sur la table
de
positionnement 120 et sur la table d'usinage 220, tout en maintenant le robot
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d'usinage à l'aplomb de l'extrémité de la pièce en bois à usiner.
Le module d'usinage 200 comprend en outre un dispositif d'usinage 260
portatif à commande numérique (aussi désigné par la terminologie de robot
d'usinage). Ce robot d'usinage 260 est par exemple le dispositif décrit dans
la
demande FR2000758 au nom du demandeur et comprenant une tête d'usinage
munie d'un outil d'usinage et de moyens de déplacement de la tête d'usinage
selon
au moins un axe horizontal et un axe vertical.
Ce dispositif est portatif, ce qui signifie qu'il peut être déplacé par un
opérateur à l'aide de sa seule force. Le dispositif selon le mode de
réalisation des
figures présente un poids de l'ordre de 35 Kg et un encombrement hors tout de
620
mm selon l'axe X, 450 mm selon l'axe Y et 655 mm selon l'axe Z, les axes X et
Y
définissant le plan horizontal et l'axe Z définissant la verticale.
Sur la figure 1, le dispositif d'usinage 260 est monté sur le châssis 230 de
telle sorte que la machine-outil puisse former une machine-outil stationnaire.
Sur la figure 2, le dispositif d'usinage 260 est séparé du châssis 230 de
sorte
que le dispositif d'usinage 260 peut être utilisé de manière autonome sans le
châssis
230 et sans le module de positionnement 100. Selon le mode de réalisation de
la
figure 2, le dispositif d'usinage 260 est porté par un chariot de manutention
300
pour faciliter le déplacement du dispositif d'usinage 260 vers un autre lieu
d'utilisation. Ce chariot de manutention 300 comprend une base montée sur
roulettes, une potence portée par la base et un crochet porté par la potence.
Le
crochet est conjugué à une prise ménagé sur le dispositif d'usinage 260 pour
pouvoir saisir le robot d'usinage lorsqu'il est séparé du châssis 230 de la
machine-
outil selon l'invention. A noter néanmoins que l'utilisation du chariot n'est
pas
indispensable dans la mesure où le dispositif est portatif et peut être
déplacé par un
opérateur manuellement, sans aucune aide extérieure.
Le dispositif d'usinage 260 d'une machine-outil selon le mode de réalisation
des figures comprend, tel que représenté sur la figure 4, un carter 261
logeant une
tête d'usinage. Le carter 261 est par exemple formé en tôle. La tête d'usinage
comprend par exemple un porte-outil configuré pour pouvoir recevoir un outil
d'usinage 262 tel qu'une fraise à bois. La tête d'usinage est montée mobile
par
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rapport au carter et à l'intérieur de ce dernier, par exemple par
l'intermédiaire de
glissières à billes ou de tous moyens équivalents, non représentés sur les
figures.
Le déplacement de la tête d'usinage sur chaque axe est par exemple assuré par
un
moteur pas à pas configure pour faire tourner une vis sans fin.
Le dispositif d'usinage 260 comprend par ailleurs une unité de commande
numérique, non représentée sur les figures, et configurée pour pouvoir
commander
les moteurs de déplacement de la tête d'usinage. Cette unité de commande est
par
exemple pilotée par une télécommande à écran tactile destinée à être manipulée
par
l'opérateur commandant l'usinage de la pièce en bois par la machine-outil
selon
l'invention.
Enfin, le dispositif d'usinage 260 comprend une platine d'interface 263
boulonnée sur le carter par l'intermédiaire d'ailettes qui s'étendent de part
et d'autre
du carter. Cette platine est configurée pour venir se loger dans un logement
de
réception ménagé dans le châssis 230.
Le châssis 230 comprend une armature globalement rectangulaire 232
visible notamment sur la figure 2. Il présente en outre un épaulement
périphérique
234 qui délimite le logement de réception de la platine d'interface 263 du
dispositif
d'usinage 260. En d'autres termes, le logement de réception délimité par
l'épaulement périphérique 234 est conformé à la platine d'interface du
dispositif
d'usinage 260.
Une fois la platine du dispositif d'usinage portatif logée dans le logement de
réception du châssis 230, un opérateur peut actionner des taquets pivotants
235 de
verrouillage, visibles notamment sur la figure 5. Ces taquets pivotants 235 de
verrouillage sont montés sur le châssis et sont configurés pour permettre de
passer
d'une première position dans laquelle le dispositif d'usinage 260 peut être
inséré
librement dans le logement de réception du châssis 230 à une deuxième position
dans laquelle les taquets pivotants de verrouillage sont pivotés et s'insèrent
dans
des orifices ménagés dans la platine d'interface 263 du dispositif d'usinage.
Cela
permet de solidariser le dispositif d'usinage 260 et le châssis 230 et
empêcher le
délogement du dispositif d'usinage 260. En combinaison, des moyens mécaniques
d'encastrement de la partie inférieure de la platine dans l'épaulement 234
peuvent
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être prévus pour concourir au maintien du module d'usinage dans le module de
bridage. Ces moyens mécaniques d'encastrement sont par exemple formés par les
ergots 265 visibles sur la figure 4.
Le module d'usinage 200 comprend en outre un capot 270 d'usinage (visible
5 partiellement sur la figure 5 et sur les figures 1, 2 et 3)
monté mobile en translation
verticale sur le châssis 230 vertical entre une position rétractée dans
laquelle ledit
capot s'étend au-dessus de la zone d'usinage et une position de capotage dans
laquelle le capot recouvre au moins en partie la zone d'usinage. Le capot est
par
exemple monté en coulissement sur le châssis 230 pour passer de la position
10 rétractée à la position d'usinage.
Ce capot 270 d'usinage est par exemple formé d'une pluralité de lamelles
272 verticales librement mobiles en translation verticale et configurées pour
pouvoir épouser la forme d'une partie de ladite pièce en bois 10 à usiner au
voisinage de la zone d'usinage.
15 De préférence, le capot 270 d'usinage comprend en outre un levier
280
d'assistance mécanique de déplacement du capot entre la position rétractée et
la
position de capotage.
La figure 3 illustre le capot 270 dans la position de capotage. On constate
que le capot 270 recouvre la pièce en bois 10 à usiner au niveau de la zone
d'usinage.
La machine-outil selon le mode de réalisation des figures comprend
également un capteur optique porté par le châssis et configuré pour détecter
la
présence de la pièce en bois à usiner dans une zone prédéterminée d'usinage.
Ce
capteur peut être de tous types connus, tel qu'un capteur de présence. Ce
capteur
est relié à un voyant lumineux 236 configuré pour être allumé et visible d'un
opérateur dès que le capteur optique détecte la présence de la pièce en bois
10 dans
ladite zone d'usinage. Cela facilite le positionnement de la pièce par
l'opérateur.
La combinaison du capteur et du voyant lumineux forme des moyens de pré-
positionnement de la pièce en bois, par exemple à 10 cm près. Un opérateur
peut
donc manipuler la pièce en bois et la déplacer vers le module d'usinage
jusqu'à ce
que le voyant lumineux s'allume, signifiant que la pièce en bois a été
détectée au
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voisinage de la tête d'usinage.
Le positionnement précis de la pièce en bois peut ensuite consister à aligner
un trait de repère préalablement tracé sur la pièce en bois à usiner avec un
repère
issu d'un laser monté sur la machine-outil et orienté vers la table d'usinage.
Par exemple et tel que représenté sur la figure 1, un laser 238 peut être
monté
sur le châssis 230 et piloté pour projeter une ligne de référencement vers la
table
d'usinage dans l'axe de de la direction longitudinale. Cela facilite le
positionnement
de la pièce pour un usinage en bout de pièce. Le laser 238 peut, selon une
variante,
être monté sur une glissière de manière à adapter la projection du repère
lumineux
à la longueur de l'outil d'usinage monté sur le dispositif d'usinage.
En variante ou en combinaison, et tel que représenté sur la figure 2, un autre
laser 239 peut être monté sur le châssis et orienté de manière à pouvoir
projeter une
ligne de référencement vers la table d'usinage et perpendiculairement à la
direction
longitudinale. Cela facilite le positionnement de la pièce à usiner dans l'axe
de
l'usinage.
Les lasers 238, 239 projettent le faisceau sur la table d'usinage et le
déplacement motorisé de la table de positionnement 100 permet d'aligner
précisément la pièce à usiner qui porte un trait de référence préalablement
tracé par
un opérateur, avec ce trait projeté par les lasers.
L'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation décrit en lien avec
les figures. En particulier, selon d'autres modes de réalisation, la machine-
outil peut
comprendre d'autres moyens de liaison amovible entre le robot d'usinage et le
châssis vertical de réception du robot d'usinage. La machine-outil peut
également
comprendre d'autres moyens de déplacement de déplacement de la table de
positionnement ou d'autres moyens de déplacement en rotation et/ou en
translation
du châssis vertical de réception du robot d'usinage que ceux décrits en lien
avec les
figures.
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