EP1093899A1 - Procédé et installation de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis - Google Patents

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EP1093899A1
EP1093899A1 EP00402869A EP00402869A EP1093899A1 EP 1093899 A1 EP1093899 A1 EP 1093899A1 EP 00402869 A EP00402869 A EP 00402869A EP 00402869 A EP00402869 A EP 00402869A EP 1093899 A1 EP1093899 A1 EP 1093899A1
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EP
European Patent Office
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slate
fendi
rounding
transfer means
installation
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EP00402869A
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German (de)
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EP1093899B1 (fr
Inventor
Jaques Jean Vedie
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Sovemine Ingenierie
Original Assignee
Sovemine Ingenierie
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/30—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor to form contours, i.e. curved surfaces, irrespective of the method of working used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/32—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist
    • B28D1/327—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist for cutting or shearing easily splittable working materials

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing process automatic slate from cleavage from small blocks, in particular of rejects of traditional manufacture, as well as an automatic manufacturing facility slates from fendis.
  • shale blocks which are generally unusable in known installations, and constitute releases. It's about small rough blocks weighing 50 to 100 kg of shale slate, recovered from mine and workshop rejects Manufacturing. Their circumference is arbitrary and two faces are parallel to the fissile plane.
  • Sawing blocks consists of sawing one side in a plane perpendicular to the fissile plane to allow their processing in the tierceuse machine.
  • the transport of the blocks, from their preparation, is done usually by a roller conveyor.
  • the present invention aims to develop a process and installation for automatically manufacturing slates from reject blocks, of dimensions too small to be used economically in known installations.
  • the shape analysis device allows you to define for each fendi the form of slate achievable according the shape of the fendi and the demand for the product.
  • This shape is defined automatically by comparison between the outline of the fendi and a library of predefined shapes stored in a memory.
  • the shape thus chosen is associated individually for each fendi.
  • This form of deposit or setpoint contour is associated with the fendi in the different stages of slate manufacturing as well as for control of the manufacturing result.
  • the device rounding allowing to treat all contours, whether be rectilinear or curved, thus allows to realize, piloted through the processing and control circuit, successively virtually any slate shapes without that it is not necessary to classify the slates beforehand in groups and to treat each group separately in different lines (e.g. rectangular slates, rounded slates, etc.).
  • the control of the manufactured slate is also done automatically. This control is simpler than initial form analysis, since the target form what slate should present is already known and it is simply to check the concordance between the real form of the manufactured slate and the deposit form.
  • the processing circuit can be used at all instant position of the slate in space and in particular when this slate is placed on the receiving surface of the control device. This greatly accelerates the processing and simplifies calculations once the form of the slate detected.
  • the automatic slate manufacturing facility supports splitting and provides leaving slates classified according to the shapes produced.
  • the choice of shapes can be limited by the operator by depending on demand requirements (type of slate, quantities).
  • the installation according to the invention can be automated also for the parts upstream of those mentioned above and in particular by the tiering machine.
  • the optical analyzer working by scanning allows a sufficiently precise definition of the outline of the fendi to know its shape automatically. This recognition form is also simplified by the fact that one side of the fendi is spotted.
  • the installation works automatically, is possible to isolate the optical analyzer from the device of form analysis and that of the control device for avoid disturbing the analysis by stray lights.
  • This optical analyzer preferably comprises a transmitter mounted on an oscillating support which controls scanning transverse.
  • Transmitters / receivers of optical analyzers are advantageously protected against dust by blowing filtered air, which scans the outside of the analyzers, especially at the entry and exit lenses, to avoid the deposit of dust.
  • this way of roughing up the fendi then cutting it and rounding it to the final shape avoids multiple passes of the same fendi in a machine or in multiple machines.
  • the optical control analyzer comprises a transmitter emitting a light brush for sweeping the slate and a receiver optical receiving the scan image to provide a signal detection to the processing and control circuit.
  • the first and third means of transfer consist by a robot comprising a column carrying a completed arm by a suction cup whose position and orientation is defined, the action ranges of the two robots do not intersect.
  • the second transfer means is preferably a movable plate in translation.
  • This tray moves between the receiving position and control of the slate at the end of manufacturing and a removal position for the evacuation of the slate or its passage through the punching installation for drilling, if necessary, the nailing holes before removal of slate.
  • An advantageous device based on suction cups allows keep the slate in position during movement.
  • the installation can be completed as an input by a tiercer, automatic, and different block sawing equipment itself preceded by peeling devices.
  • a manufacturing facility automatic slate from fendis includes a input conveyor 1, with motorized rollers in sections again called a conveyor, to transport and store so intermediate of the piles of fendis 12 resulting from a splitting work done upstream manually or semi-automatic or automatic.
  • the input conveyor 1 feeds a device form 2 analysis consisting of a receiving surface or roller table 21 also called a receiving roller a pile of cloves 12.
  • the shape analysis device 2 includes an optical analyzer 22 for detecting the contour fendi 12 on top of the stack placed on the surface reception 21.
  • This optical analyzer 22 is composed a 22E transmitter and a 22R receiver.
  • the 22E transmitter transmits a very fine beam such as a laser beam and the receiver 22R receives the image of each scan of the beam the transmitter 22E to provide an exploited detection signal and then giving the shape of the outline of each fendi and its oriented position with respect to the receiving surface 21.
  • the receiving surface 21 is constituted by a lifting table so that the fendi 12f, from above, submitted in shape analysis, is always in the same plane horizontal. This positioning is done by the enslavement of table 21 and an infrared rangefinder for example detecting the upper surface of the fendi 12f each time on the above the stack.
  • the 22E transmitter scans the surface of the fendi 12f following a transverse or longitudinal scan, corresponding at a certain resolution (spacing of scanning lines).
  • the 22R receiver fitted with an optical filter in function of the wavelength of the beam light the transmitter receives the image of each scan line. This image is different depending on whether the light beam is found on the surface of the fendi 12f or upstream or downstream of this surface, at the start and end of each scan trace.
  • Control circuit 3 also controls the installation of a new pile of fendis.
  • These batteries can be regular or irregular since the shape analysis device 2 detects always the top fendi in the plane analysis. This positioning is essential to obtain detection signals S1 representative of an exact shape and not of a homothetic form.
  • the processing circuit 3 defines the contour of the fendi 12f analyzed and compared to forms of slate contained in a slate library. It optimizes the use of fendi by choosing the slate which fits best in the available area of the fendi. This choice is also takes into account the needs of slates to be manufactured.
  • the fendi 12a which has just been analyzed, is not only defined by its outline but also by its position and by its angular orientation as shown by the vector Vi and the point of origin Of.
  • the installation Downstream of the form 2 analysis device, the installation includes a cutting device 4 cutting the shape of the slate and rounding its outline.
  • These measures of rounding 4 comprises an associated cutting member to a nibbler.
  • the cutting member 41 cuts the contour coarse slate in the fendi 12f according to the form of setpoint defined by the processing and control circuit 3 and the nibbler 42 ensures the finishing of the shape and the rounding of the slate blank to give a slate 12g from the fendi 12f.
  • a transfer device 5, constituted by a robot carried by a column 51 with an arm 52 and a suction head 53, ensures the transfer of the fendi 12f from the top of the stack of the shape analysis device 2 to the rounding device 4 then from this device to a control device 6 for the 12g slate thus manufactured.
  • the transfer device 5 is connected to the processing circuit and control 3 which controls the transfer device 5 (first transfer means) so that its suction cup head 53 take the fendi 12d in the analysis device 2 at a place and following a defined orientation.
  • the control circuit 3 supplies control signals SC2 to the device for transfer 5 so that it presents the fendi 12f to be cut and to round in the rounding machine 4 and move it to make the outline of the slate according to the outline of setpoint defined by the control and processing circuit 3.
  • the rounding device acts at a fixed point and the fendi is moved relative to this fixed point according to a trajectory specific to each model which is memorized in the system to make the slate having the desired outline.
  • a cutting speed is associated with each element trajectory allowing better quality cutting.
  • the transfer device 5 moves by its arm 52 and head 53 while maintaining at all times information relating to the exact position of the fendi (or slate in progress).
  • control circuit 3 controls the transfer device 5 so that it transfers the 12g slate in the control device 6, in a precise orientation position.
  • the control device 6 comprises a table receipt 61 on which the 12g slate is deposited by the transfer device 5 and an optical analyzer 62 formed by a transmitter 62E and a receiver 62R.
  • the transmitter provides a thin beam such as a laser beam to scan the 12g slate and the 62R receiver receives the images from scan the 12g slate and give an S2 analysis signal transmitted to the processing and control circuit 3. This establishes the actual outline of the 12g slate and compares it to the setpoint outline used to make the slate in the rounding device 4. As the rounding may possibly cause local bursting, this type of fault is detected by the control circuit 6.
  • the control device 6 also includes a transfer means 63 which moves the plate 61 from the position control in a removal position 61E, shown with dots. In this position, the slate can be picked up by a third transfer device 7.
  • This transfer device 7 is preferably a robot comprising a column 71 carrying an arm 72 provided with a head 73 to suction cups.
  • This device 7 is also controlled by the circuit processing and control 3 which controls it synchronized with upstream operations and the passage of 12g slate to one of the F1, F2, F3 ... outputs nature and / or quality of the 12g slate produced.
  • Figure 2A shows the shape of a 12m fendi with a 12mC1 side is straight because resulting from the sawing of the block, comes from the 12m fendi; the other sides 12mC2, 12mC3, 12mC4 have a more or less regular rounded shape.
  • Figure 2B shows another form of fendi 12n also having a straight 12nC1 side, resulting from sawing and two sides 12nC2, 12nC3, irregular.
  • fendi we have represented the outline of a so-called “tortoise shell” (schuppen) having two straight sides and a rounded side.
  • Figure 3 shows schematically the device form 2 analysis including the receiving surface in form of roller table or conveyor 21 mounted on a lifting device shown schematically by scissor rods 23 but which can be any rack and pinion device or with mechanical or electric jack, even pneumatic.
  • the conveyor 21 is provided with an edge 210 forming a reference side, for example for slits having a right side resulting from sawing.
  • the transmitter 22E is shown pivoting. This transmitter can be controlled in rotation by a 220E motor which ensures pivoting in the direction of the curved arrow as well as the transverse tilt to draw the scan lines.
  • the receiver 22R is preferably fixed. He covers an area larger than the largest possible area of a fendi to analyze and receives each time the image of a trace of analysis of the transmitter 22E.
  • the fendi 12f from above the pile of fendis 12 carried by the conveyor 21, is at a reference height H0.
  • This reference height can be defined by a mechanical probe which controls the lifting mechanism 23 or by an infrared detector, placed above the battery of fendis 12.
  • This defined position, identical for all splits to be detected, is advantageously chosen so that the form 2 analysis device can provide not only an image of the outline of the fendi except for a homothety but a exact image of the size of the fendi and define the outline of instructions for slate to be cut in this fendi 12f.
  • Figure 4A shows in a coordinate system (OX, OY), traces of the transverse scan of the fendi 12f. These traces carry the reference yi, associated with the coordinate of each scan line along the Y axis. scan trace allows to define the xi coordinate of the scan line yi along the OX axis and by cumulative points (xi, yi), the outline of the outline Ci of the fendi 12f.
  • Figure 4A like the previous figures, shows a fendi 12f with a right side of sawing aligned with the OY axis.
  • the receiver 22R receives the image of the line yi on the fendi.
  • This line is straight on the surface of the fendi and due to the thickness of the fendi and the inclination of the beam emitted by the emitter 22E, this line is deformed at the ends of the fendi.
  • Each line Yi has two discontinuity points Ci 1 and Ci 2 of abscissa xi 1 , xi 2 which see the image of the edges of the fendi. Their interpolation between these points constitutes the outline of the fendi.
  • the left side of the fendi is aligned on a mark at plus or minus ten degrees, so that all the first discontinuity points of the lines yi are aligned and correspond for their abscissa to the origin O of contact information.
  • This detection is extremely fast and it takes done in masked time, during the realization of the contour of the slate from the previous fendi in the rounding device 4.
  • Figures 5A, 5B show an example of a device 4.
  • This device consists of a cutout 41 and a rounding tool 42, both mounted coaxially on the same axis 43 of an electric motor 44.
  • the disc of the rounding tool 42 is a toothed disc such a saw disc while the cutting tool 41 is composed of radial arms 411 carrying weights 412. These weights hit the fendi to break it along a line beyond the final outline of the slate; the latter is achieved by the rounding tool 42 which at the same time ensures the final layout and rounding.
  • the fendi 12dr being processed in the device 4 is supported at the line of action (LA) of the rounding or nibbling tool 42 by a support in disc shape 45, free in rotation which, by ensuring a relatively punctual contact with the underside of the fendi, contributes to the quality of the spall (bevel given to split by the rounding machine).
  • LA line of action
  • a conveyor 46 for removing debris.
  • the device 4 is also covered by a protective cover 47 against projections and forming hood for dust extraction and sound insulation.
  • Figure 5B shows in more detail the work of the rolling device 4 on a fendi 12dr, held by the suction cup 53 of the arm 52 of the first transfer device 5.
  • the transfer device 5 holds the fendi 12dr during the entire cutting operation and and presents it appropriately to guide it during this operation, the cutting tools 41 and rounding 42 being fixed.
  • the cutting tool 41 ( Figure 5B) roughs the shape of the fendi by removing the most important part corresponding to the band z1, leaving no subsistence that a thin strip z2 beyond the 12dr1 contour that we want give this place to the slate.
  • the cutting tool 41 strike the part of the fendi in the z1 strip to break the large pieces.
  • Band z2 is a protection zone for avoid any cracks, which could occur in the band z1 of the fendi, does not propagate beyond the definitive contour 12dr1.
  • the rounding is carried out by the rounding tool 42 which is in fact a nibbler; this one works in a much finer and less brutal way, too, in progressing, does this tool 42 not risk creating cracks propagating beyond the line 12dr1, towards inside the slate, the support 45 prohibiting this spread.
  • the vector Vi plotted on the suction cup 53 of the device transfer 5 shows that the fendi 12dr is oriented precisely.
  • the fendi 12dr is moved in the AR direction.
  • FIG. 6 shows an example of installation of automatic production of slates according to the invention. This installation consists of the same elements as those already described above which have the same references. The differences will be discussed below in more detail while the common parts will simply be cited.
  • the input conveyor 1, ensuring storage is preceded by a roller conveyor 101, powered from an automatic tiering machine 9 or from a manual slitting machine 91.
  • the tiercer 9 is for example made like the one shown Figures 9 and 10 and its description will be made later.
  • the semi-automatic slitting machine 91 receives jets or double jets for split by hand.
  • Such a machine is known per se and does not no detailed description required. She generally works by depression and impaction.
  • the suction cups have been specially modified for this application, which consists in splitting slits of any shape whereas all the fendis treated so far by de such machines are rectangular slits.
  • the overall shape suction cups has been reduced to be able to attach to splits of any shape, even reduced.
  • the slits obtained in this machine 91 are deposited on a tray of a translation table 102 which inserts the piles of cloves loaded on the trays in the conveyor 1.
  • the figure shows the different segments of the conveyor 1 driven by motors 103.
  • the first transfer means 6 is simply shown by a circle. It supplies the rounding device 4.
  • the first transfer means 6 deposits the slates on table 63 hence the third transfer means 7, also schematized simply by a circle, takes the slates to pass them either to the discharge discharge F5 which brings the rejected products back to the entry level semi-automatic station 91 to carry out any treatment manual to recover a slate in a fendi having a default.
  • the third transfer means 7 also passes slates according to the classification carried out by the processing circuit of the control device not shown, to outputs F1, F2, F3, F4 ... corresponding to the different types of slate to make. Then the slates are recovered to be packaged.
  • the installation includes a cabinet power 300 for the various electrical circuits.
  • FIG. 7 The sectional view of Figure 7 shows more particularly the input conveyor 1 and its various motors 103 as well as the form 2 analysis device with the plate cleavage elevator.
  • the waste conveyor 46 is shown. It leads to the evacuation conveyor 200, housed in this place in a false 201 so that the waste conveyor 46 can travel in a horizontal position, above from the workshop floor.
  • the evacuation conveyor 200 is in fact inclined. It leaves the false 201 to rise above a grab.
  • Figure 8 is a side view of the device form analysis showing the plate 21 and the device elevator.
  • the plate 21 is carried by a console 211 mounted on a guide column 212, the assembly being actuated by a screw jack controlled by an electric motor 213.
  • Figures 9 and 10 show an exemplary embodiment a tiercer machine 9. It is intended to operate automatically to tier slate blocks previously peeled and having at least one sawn side.
  • the machine has two parts, a slot system 92 and a block 93 holding system.
  • the slot system includes an impact cylinder 921 carrying a slot chisel 922, the assembly being mounted on a plate 923 driven by a displacement vertical defined.
  • the horizontal 922 slot chisel is associated with a vertical shield 924 against which is pushed the sawn face of the block to be tiered, not shown. Tiering starts from the top and at each operation the plate 922, carried by columns 925, descends one notch. Movement vertical of the plate 923 is ensured by a ball screw, driven by a brushless motor.
  • the other parts of installation, upstream, in particular saws for cutting the blocks are not described in detail.
  • the block placed on a roller track 932 is held by the holding system 93 formed of a set of independent cylinders 931 (FIG. 10), pushing the block forward, with its sawn face resting against the shield 924.
  • This machine is controlled by the automaton of part 34 of the processing circuit and ordered.
  • the tiercer machine 9 receives a shale block, peeled and sawn. This block is presented horizontally; he rests on its fissile plane. After its installation, the cylinders 931 block it against the shield 924 which is placed at the proper height to make the first slit. Then, the clamping by the cylinders 931 is released then the plate step down to split the throw or double throw next. This machine delivers a block per minute in a single jet, or a jet every two seconds.
  • the positioning of the block is done by hand or automatically by slaving the support conveyor to a block positioning device. at the start of operations, and the height of the block is identified by the detection of the higher fissile plane. Then the operation of the tiercer machine is done automatically.

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Abstract

Installation comprenant : un dispositif d'analyse de forme (2) ayant un analyseur optique (22) détectant le contour du fendi (12f), un circuit de traitement et de commande (3) qui détermine le type d'ardoise réalisable dans ce fendi et l'enregistre, un dispositif de rondissage (4) comprenant un organe de découpe (41) et une grignoteuse (42), un dispositif de contrôle (6) comprenant un analyseur optique (62), une installation de transfert comprenant un premier moyen (5) entre l'analyseur de forme (3) et le dispositif de rondissage (4), et un moyen (7) entre le dispositif de contrôle (6) et la sortie. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis provenant de petits blocs, notamment de rejets de fabrication traditionnelle, ainsi qu'une installation de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis.
L'invention est relative à la fabrication d'ardoises qui se fait en deux étapes :
  • la fente des blocs de schiste en fendis de forme quelconque mais à l'épaisseur définitive de l'ardoise,
  • le rondissage des fendis pour leur donner la forme définitive des ardoises.
Pour fabriquer des ardoises, le procédé et l'installation selon l'invention se proposent d'utiliser des blocs de schiste qui sont en général inutilisables dans les installations connues, et constituent des rejets. Il s'agit de petits blocs bruts d'un poids de 50 à 100 kg de schiste ardoisier, récupérés dans les rejets de mines et d'ateliers de fabrication. Leur pourtour est quelconque et deux faces sont parallèles au plan de fissilité.
Ces blocs sont fendus en plaques suivant les plans de fissilité. On réalise soit des plaques ayant une épaisseur de quatre ardoises alors appelées « double jet », soit des plaques ayant une épaisseur de deux ardoises appelées « jet ».
L'épaisseur du jet est variable selon les modèles. Citons par exemple :
  • 5,4 mm pour la gamme du modèle « français »,
  • 10 mm pour les modèles allemands,
  • 9 mm pour les modèles de la gamme « historique »,
etc.
La fente des doubles jets avec deux parties de même épaisseur donne des « jets. La fente des jets en deux parties de même épaisseur donne des fendis c'est-à-dire des plaques de schiste ayant l'épaisseur d'une ardoise.
Enfin, à partir d'un fendi on réalise une ardoise en découpant le contour à la forme voulue. Cette forme peut être une forme rectangulaire ou carrée ou une forme arrondie. Il existe un très grand nombre de formes d'ardoises suivant les applications.
En amont de l'application du procédé ou de l'installation selon l'invention, on effectue un certain nombre d'opérations sur les petits blocs.
Les petits blocs issus de la mine ou des rejets des ateliers de surface sont d'abord triés. On élimine ainsi les blocs inutilisables à cause de leurs défauts ou de l'irrégularité du plan de fissilité. Les blocs retenus sont écroûtés, c'est-à-dire préparés pour qu'ils présentent deux faces parallèles selon le plan de fissilité. Si leurs dimensions ne dépassent pas celles d'une ardoise, ces blocs sont utilisés directement. Dans le cas contraire, ils sont sciés.
Le sciage des blocs consiste à scier une face dans un plan perpendiculaire au plan de fissilité pour permettre leur traitement dans la machine à tiercer (tierceuse). Le transport des blocs, à partir de leur préparation, se fait en général par un convoyeur à rouleaux.
Ils subissent ensuite un nouveau classement, suivant que leur forme permet un tierçage automatique, comme cela sera décrit ultérieurement, ou qu'ils nécessitent un tierçage manuel. Dans un cas, ils passent dans la machine à tiercer, dans l'autre cas, ils passent au poste de tierçage.
La présente invention a pour but de développer un procédé et une installation permettant de fabriquer automatiquement des ardoises à partir de blocs de rejet, de dimensions trop petites pour être utilisés économiquement dans les installations connues.
A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que :
  • on fait une analyse de forme automatique de chaque fendi pour définir son contour,
  • on attribue à chaque fendi un contour de consigne correspondant à l'ardoise optimale que peut donner ce fendi,
  • on découpe le contour grossier de l'ardoise en laissant subsister une bande de protection au-delà du contour de consigne de l'ardoise puis on découpe le contour définitif et on rondit la trace,
  • on contrôle l'ardoise réalisée en la comparant au contour de consigne,
  • on classe l'ardoise suivant le résultat du contrôle.
L'invention concerne également une installation notamment pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend :
  • A) un dispositif d'analyse de forme ayant
    • une surface de réception du fendi,
    • un analyseur optique détectant le contour du fendi,
    • un circuit de traitement et de commande qui
      • reçoit les signaux de l'analyseur et définit le contour du fendi,
      • détermine le type d'ardoise (contour de consigne) réalisable dans ce fendi, et
      • enregistre ces données et la position orientée du fendi,
  • B) un dispositif de rondissage en aval du dispositif d'analyse de forme comprenant
    • un organe de découpe pour tailler le contour grossier de l'ardoise suivant le contour de consigne défini par le circuit de traitement du dispositif d'analyse de forme,
    • une grignoteuse grignotant et rondissant l'ébauche d'ardoise pour donner une ardoise et travaillant le fendi en aval de l'organe de découpe,
  • C) un dispositif de contrôle, en aval du dispositif de rondissage, comprenant
    • un analyseur optique pour analyser l'ardoise réalisée et fournir un signal d'analyse,
    • un circuit de traitement qui
      • reçoit le signal d'analyse et le compare à un signal de consigne correspondant à la forme de consigne du type d'ardoise, établi par l'analyseur de forme,
      • classe l'ardoise en fonction du résultat de cette comparaison,
  • D) une installation de transfert comprenant :
    • un premier moyen de transfert entre l'analyseur de forme et le dispositif de rondissage,
      • prenant le fendi dans le dispositif d'analyse pour le présenter à l'organe de découpe et à la grignoteuse du dispositif de rondissage en tenant et guidant le fendi pendant cette opération, puis déposer l'ardoise en sortie de rondissage dans le dispositif de contrôle suivant une position orientée,
      • un circuit de commande du premier moyen de transfert pour lui faire exécuter les mouvements de prise du fendi, de tenue du fendi dans le dispositif de rondissage et de suivi de trajectoire selon la forme à donner à l'ardoise et déposer l'ardoise dans une position orientée dans le dispositif de contrôle,
    • un second moyen de transfert constituant la surface de réception du moyen de contrôle pour recevoir l'ardoise pour l'analyse de contrôle et la faire passer à un troisième moyen de transfert,
      • un circuit de commande de ce second moyen de transfert en fonction du mouvement du premier moyen de transfert et assurer le déplacement de l'ardoise en position orientée définie,
    • un troisième moyen de transfert entre le dispositif de contrôle et la sortie, reprenant l'ardoise du second moyen de transfert pour la faire passer de manière sélective à la sortie et en lui faisant subir des améliorations légères en fonction des résultats du contrôle.
    • Le dispositif d'analyse de forme permet de définir pour chaque fendi la forme d'ardoise réalisable en fonction de la forme du fendi et de la demande en produit. Cette forme est définie automatiquement par comparaison entre le contour du fendi et une bibliothèque de formes prédéfinies enregistrées dans une mémoire. La forme ainsi choisie est associée individuellement à chaque fendi. Cette forme de consigne ou contour de consigne est associée au fendi dans les différentes étapes de fabrication de l'ardoise ainsi que pour le contrôle du résultat de la fabrication. Le dispositif de rondissage, permettant de traiter tous les contours, qu'ils soient rectilignes ou courbes, permet ainsi de réaliser, piloté par le circuit de traitement et de commande, successivement des formes d'ardoises pratiquement quelconques sans qu'il ne soit nécessaire au préalable de classer les ardoises en groupes et de traiter séparément chaque groupe dans des lignes différentes (par exemple des ardoises rectangulaires, des ardoises arrondies, etc.).
    Le contrôle de l'ardoise fabriquée est également fait de façon automatique. Ce contrôle est plus simple que l'analyse de forme, initiale, puisque la forme de consigne que doit présenter l'ardoise est déjà connue et il s'agit simplement de vérifier la concordance entre la forme réelle de l'ardoise fabriquée et la forme de consigne.
    Comme l'ardoise est manipulée par des moyens de transfert qui conservent la position orientée du fendi puis de l'ardoise, le circuit de traitement peut connaítre à tout instant la position de l'ardoise dans l'espace et notamment lorsque cette ardoise est déposée sur la surface de réception du dispositif de contrôle. Cela accélère considérablement le traitement et simplifie les calculs une fois la forme de l'ardoise détectée.
    L'installation de fabrication automatique d'ardoises selon l'invention prend en charge les fendis et fournit en sortie des ardoises classées selon les formes réalisées. Le choix des formes peut être limité par l'opérateur en fonction des impératifs de la demande (type d'ardoises, quantités).
    L'installation selon l'invention peut être automatisée également pour les parties en amont de celles évoquées ci-dessus et notamment par la machine à tiercer.
    Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention l'analyseur optique comporte :
    • un émetteur avec une source de faisceau lumineux destiné à balayer la surface du fendi,
    • un récepteur recevant le signal de balayage tracé par l'émetteur sur le fendi et fournissant un signal de détection pour le circuit de traitement et de commande.
    L'analyseur optique travaillant par balayage permet une définition suffisamment précise du contour du fendi pour connaítre sa forme d'une manière automatique. Cette reconnaissance de forme est simplifiée également par le fait qu'un côté du fendi est repéré.
    L'installation travaillant automatiquement, il est possible d'isoler l'analyseur optique du dispositif d'analyse de forme et celui du dispositif de contrôle pour éviter de perturber l'analyse par des lumières parasites.
    Cet analyseur optique comporte de préférence un émetteur monté sur support oscillant qui en commande le balayage transversal.
    Les émetteurs/récepteurs des analyseurs optiques sont avantageusement protégés contre la poussière par soufflage d'air filtré, qui balaie l'extérieur des analyseurs, notamment au niveau des lentilles d'entrée et de sortie, pour éviter le dépôt de poussières.
    Suivant une caractéristique avantageuse, le dispositif de rondissage comporte pour les modèles d'ardoises présentant des formes arrondies :
    • un outil de découpe formé de marteaux rotatifs portés par un axe entraíné par un moteur, l'outil de découpe dégageant une zone large du fendi, au-delà d'une bande étroite de protection bordant extérieurement le côté de l'ardoise en cours de réalisation,
    • un outil de rondissage en forme de disque à dents pour enlever la bande étroite laissée par l'outil de découpe et en même temps assure le rondissage du côté correspondant de l'ardoise, cette bande étroite étant enlevée par l'outil de rondissage,
    • un appui mobile constitué par un contre-disque placé au niveau de la ligne d'action de l'outil de rondissage, sous le fendi, pour soutenir le bord du fendi en cours de grignotage.
    Pour les modèles d'ardoises de forme rectangulaire, le dispositif de rondissage comporte :
    • un outil de découpe formé d'une lame de scie à dents largement espacées,
    • un outil de rondissage en forme de lame continue inclinée de 10 à 20° sur le fendi au moment de la coupe,
    • un appui fixe constitué d'une contre-lame placée au niveau de la ligne d'action des outils de rondissage et de découpe.
    Ces dispositifs de rondissage travaillant en deux opérations, l'une une opération de dégagement grossier de la forme de l'ardoise à réaliser, et l'autre une opération de précision donnant la forme exacte de l'ardoise, simplifient les opérations puisque ces deux interventions sont faites sur la même machine mais de façon légèrement décalée dans le temps (ou d'une certaine distance sur l'ardoise).
    De plus, cette façon de dégrossir le fendi puis de le découper et de le rondir à la forme définitive évite les passes multiples du même fendi dans une machine ou dans plusieurs machines.
    Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'analyseur optique de contrôle comprend un émetteur émettant un pinceau lumineux destiné à balayer l'ardoise et un récepteur optique recevant l'image du balayage pour fournir un signal de détection au circuit de traitement et de commande.
    Suivant une autre caractéristique avantageuse, le premier et le troisième moyen de transfert sont constitués par un robot comprenant une colonne portant un bras terminé par une ventouse dont la position et l'orientation est définie, les rayons d'action des deux robots ne se coupant pas.
    Dans l'installation selon l'invention, le second moyen de transfert est de préférence un plateau mobile en translation. Ce plateau se déplace entre la position de réception et de contrôle de l'ardoise en fin de fabrication et une position d'enlèvement pour l'évacuation de l'ardoise ou son passage dans l'installation de poinçonnement pour percer, le cas échéant, les trous de clouage avant l'enlèvement de l'ardoise.
    Un dispositif avantageux à base de ventouses permet de maintenir l'ardoise en position pendant le mouvement.
    Enfin, les ardoises reconnues non conformes par le contrôle sont évacuées soit pour revenir à l'entrée de l'installation après un examen par l'opérateur soit pour être mises au rebut.
    Enfin, l'installation peut être complétée en entrée par une machine à tiercer, automatique, et différents équipements de sciage de blocs précédés eux-mêmes par des dispositifs d'écroûtage.
    La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est un schéma d'ensemble de l'installation selon l'invention,
    • la figure 2A est un schéma montrant la découpe d'une ardoise de forme rectangulaire dans un fendi,
    • la figure 2B montre une autre forme d'ardoise (ardoise « écaille ») réalisée dans un fendi,
    • la figure 3 est une vue schématique du dispositif d'analyse de forme,
    • la figure 4A montre des traces de balayage d'un fendi par l'analyseur optique du dispositif d'analyse de forme,
    • la figure 4B est un diagramme donnant le signal de sortie d'une ligne de balayage d'un fendi par l'analyseur optique,
    • la figure 5A est une vue en coupe verticale schématique des parties principales du dispositif de rondissage,
    • la figure 5B est une vue de dessus correspondant à la figure 4A,
    • la figure 6 est une vue d'ensemble d'une installation de fabrication automatique d'ardoises selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 7 est une vue de côté de l'installation au niveau du convoyeur alimentant le dispositif d'analyse de forme,
    • la figure 8 est une vue en coupe selon VIII-VIII de la figure 7,
    • la figure 9 est une vue de bout d'une machine à tiercer,
    • la figure 10 est une vue de dessus correspondant à la figure 9.
    Selon la figure 1, une installation de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis comprend un convoyeur d'entrée 1, à rouleaux motorisés par sections encore appelé transrouleur, pour transporter et stocker de façon intermédiaire des piles de fendis 12 résultant d'un travail de fente réalisé en amont de manière manuelle ou de façon semi-automatique ou automatique.
    Le convoyeur d'entrée 1 alimente un dispositif d'analyse de forme 2 constitué par une surface de réception ou table à rouleaux 21 encore appelée transrouleur recevant une pile de fendis 12. Le dispositif d'analyse de forme 2 comprend un analyseur optique 22 destiné à détecter le contour du fendi 12 sur le dessus de la pile placée sur la surface de réception 21. Cet analyseur optique 22 se compose d'un émetteur 22E et d'un récepteur 22R. L'émetteur 22E émet un faisceau très fin tel qu'un faisceau laser et le récepteur 22R reçoit l'image de chaque balayage du faisceau de l'émetteur 22E pour fournir un signal de détection exploité et donnant alors la forme du contour de chaque fendi et sa position orientée par rapport à la surface de réception 21.
    La surface de réception 21 est constituée par une table élévatrice de façon que le fendi 12f, du dessus, soumis à l'analyse de forme, se trouve toujours dans un même plan horizontal. Ce positionnement se fait par l'asservissement de la table 21 et d'un télémètre par exemple à infrarouge détectant la surface supérieure du fendi 12f chaque fois sur le dessus de la pile.
    Ces moyens seront détaillés ultérieurement.
    L'émetteur 22E balaie la surface du fendi 12f suivant un balayage transversal ou longitudinal, correspondant à une certaine résolution (écartement des lignes de balayage).
    Le récepteur 22R, équipé d'un filtre optique en fonction de la longueur d'onde de la lumière du faisceau de l'émetteur, reçoit l'image de chaque ligne de balayage. Cette image est différente suivant que le faisceau lumineux se trouve sur la surface du fendi 12f ou en amont ou en aval de cette surface, au début et à la fin de chaque trace de balayage.
    Il en résulte l'émission d'un signal S1 vers le circuit de commande 3. Celui-ci envoie également des signaux SC1 de commande de l'opération de balayage, c'est-à-dire pour débuter l'opération de balayage et la terminer à la fin de la lecture de chaque fendi et après l'enlèvement du fendi qui vient d'être analysé. Le circuit de commande 3 pilote également la mise en place d'une nouvelle pile de fendis.
    Ces piles peuvent être régulières ou irrégulières dans la mesure où le dispositif d'analyse de forme 2 détecte toujours le fendi du dessus de la pile dans le plan d'analyse. Ce positionnement est indispensable pour obtenir des signaux de détection S1 représentatifs d'une forme exacte et non pas d'une forme homothétique.
    Le circuit de traitement 3 définit le contour du fendi 12f analysé et le compare à des formes d'ardoises contenues dans une bibliothèque d'ardoises. Il optimise l'utilisation du fendi en choisissant l'ardoise qui s'inscrit le mieux dans la surface disponible du fendi. Ce choix tient également compte des besoins d'ardoises à fabriquer.
    Le fendi 12a, qui vient d'être analysé, est non seulement défini par son contour mais également par sa position et par son orientation angulaire comme cela est schématisé par le vecteur Vi et le point d'origine Of.
    Il lui est alors associé dans le circuit de traitement et de commande 3, un contour de consigne de l'ardoise à réaliser.
    En aval du dispositif d'analyse de forme 2, l'installation comprend un dispositif de rondissage 4 découpant la forme de l'ardoise et rondissant son contour. Ce dispositif de rondissage 4 comprend un organe de découpe associé à une grignoteuse. L'organe de découpe 41 taille le contour grossier de l'ardoise dans le fendi 12f suivant la forme de consigne définie par le circuit de traitement et de commande 3 et la grignoteuse 42 assure la finition de la forme et le rondissement de l'ébauche d'ardoise pour donner une ardoise 12g à partir du fendi 12f. Un dispositif de transfert 5, constitué par un robot porté par une colonne 51 avec un bras 52 et une tête à ventouses 53, assure le transfert du fendi 12f du dessus de la pile du dispositif d'analyse de forme 2 vers le dispositif de rondissage 4 puis de ce dispositif vers un dispositif de contrôle 6 de l'ardoise 12g ainsi fabriquée. Le dispositif de transfert 5 est relié au circuit de traitement et de commande 3 qui pilote le dispositif de transfert 5 (premier moyen de transfert) pour que sa tête à ventouses 53 prenne le fendi 12d dans le dispositif d'analyse 2 à un endroit et suivant une orientation définis. Le circuit de commande 3 fournit des signaux de commande SC2 au dispositif de transfert 5 pour que celui-ci présente le fendi 12f à découper et à rondir dans la machine de rondissage 4 et le déplace pour réaliser le contour de l'ardoise selon le contour de consigne défini par le circuit de commande et de traitement 3. Dans cette installation, le dispositif de rondissage agit en un point fixe et le fendi est déplacé par rapport à ce point fixe selon une trajectoire propre à chaque modèle qui est mémorisée dans le système pour réaliser l'ardoise ayant le contour voulu.
    Une vitesse de découpe est associée à chaque élément de la trajectoire permettant ainsi une meilleure qualité de découpe.
    Pendant toute cette opération de taille et de rondissage, le dispositif de transfert 5 se déplace par son bras 52 et sa tête 53 tout en conservant à chaque instant l'information relative à la position exacte du fendi (ou de l'ardoise en cours de réalisation).
    A la fin de cette opération, le circuit de commande 3 pilote le dispositif de transfert 5 pour qu'il transfère l'ardoise 12g dans le dispositif de contrôle 6, dans une position d'orientation précise.
    Le dispositif de contrôle 6 comprend une table de réception 61 sur laquelle est déposée l'ardoise 12g par le dispositif de transfert 5 ainsi qu'un analyseur optique 62 formé d'un émetteur 62E et d'un récepteur 62R. L'émetteur fournit un faisceau mince tel qu'un faisceau laser pour balayer l'ardoise 12g et le récepteur 62R reçoit les images de balayage de l'ardoise 12g et en donne un signal d'analyse S2 transmis au circuit de traitement et de commande 3. Celui-ci établit le contour réel de l'ardoise 12g et le compare au contour de consigne ayant servi à la réalisation de l'ardoise dans le dispositif de rondissage 4. Comme le dispositif de rondissage peut éventuellement provoquer un éclatement local, ce type de défaut est détecté par le circuit de contrôle 6.
    Le dispositif de contrôle 6 comporte également un moyen de transfert 63 qui déplace le plateau 61 de la position de contrôle dans une position d'enlèvement 61E, représentée en pointillés. Dans cette position, l'ardoise peut être prélevée par un troisième dispositif de transfert 7. Ce dispositif de transfert 7 est de préférence un robot comprenant une colonne 71 portant un bras 72 muni d'une tête 73 à ventouses. Ce dispositif 7 est également piloté par le circuit de traitement et de commande 3 qui en assure la commande sychronisée sur les opérations en amont et le passage de l'ardoise 12g vers l'une des sorties F1, F2, F3... suivant la nature et/ou la qualité de l'ardoise 12g réalisée.
    Le procédé et l'installation de fabrication automatique d'ardoises décrits ci-dessus seront explicités ci-après.
    La figure 2A montre la forme d'un fendi 12m dont un côté 12mC1 est droit car résultant du sciage du bloc dont est issu le fendi 12m ; les autres côtés 12mC2, 12mC3, 12mC4 ont une forme arrondie plus ou moins régulière.
    Dans le contour du fendi 12m, on a inscrit une ardoise rectangulaire 12ma, (hachurée). Il s'agit par exemple de la forme rectangulaire la plus grande qui puisse s'inscrire dans ce contour. Toutefois, d'autres formes sont également envisageables en fonction de la demande du marché et la forme de l'ardoise 12ma n'est pas nécessairement la forme la plus grande qui puisse s'inscrire dans le contour du fendi.
    La figure 2B montre une autre forme de fendi 12n ayant également un côté 12nC1, droit, résultant du sciage et deux côtés 12nC2, 12nC3, irréguliers. Dans ce fendi 12n on a représenté le tracé d'une ardoise dite « écaille » (schuppen) ayant deux côtés droits et un côté arrondi.
    De multiples autres formes d'ardoises sont envisageables. Ces différentes formes d'ardoises constituent une bibliothèque de formes enregistrées dans le circuit de traitement et de commande 3 et elles sont sélectionnées soit automatiquement par ce circuit pour optimiser l'utilisation de chaque fendi, soit par l'opérateur en fonction des besoins en ardoises.
    La figure 3 montre schématiquement le dispositif d'analyse de forme 2 comprenant la surface de réception en forme de table à rouleaux ou transrouleur 21 monté sur un dispositif relevable schématisé par des tringles en ciseaux 23 mais qui peut être n'importe quel dispositif à crémaillère ou à vérin mécanique ou électrique, voire pneumatique.
    Le transrouleur 21 est muni d'un bord 210 formant un côté de référence, par exemple pour les fendis ayant un côté droit résultant du sciage.
    L'émetteur 22E est montré pivotant. Cet émetteur peut être commandé en rotation par un moteur 220E qui en assure le pivotement dans le sens de la flèche incurvée ainsi que le basculement transversal pour tracer les lignes de balayage.
    Le récepteur 22R est de préférence fixe. Il couvre une surface supérieure à la plus grande surface possible d'un fendi à analyser et reçoit à chaque fois l'image d'une trace d'analyse de l'émetteur 22E.
    Le fendi 12f, du dessus de la pile de fendis 12 portée par le transrouleur 21, se trouve à une hauteur de référence H0. Cette hauteur de référence peut être définie par un palpeur mécanique qui asservit le mécanisme de relevage 23 ou par un détecteur à infrarouge, placé au-dessus de la pile de fendis 12.
    Cette position définie, identique pour tous les fendis à détecter, est avantageusement choisie pour que le dispositif d'analyse de forme 2 puisse fournir non seulement une image du contour du fendi à une homothétie près mais une image exacte de la taille du fendi et définir le contour de consigne de l'ardoise à tailler dans ce fendi 12f.
    Sans cette position de référence définie par le plan d'analyse du fendi, il faudrait munir la vision artificielle d'un système complexe de focale variable et asservir le système d'éclairage à la cote variable du fendi. Cette solution a été envisagée puis écartée.
    La figure 4A montre dans un système de coordonnées (OX, OY), les traces du balayage transversal du fendi 12f. Ces traces portent la référence yi, associée à la coordonnée de chaque ligne de balayage suivant l'axe Y. Cette trace de balayage permet de définir la coordonnée xi de la ligne de balayage yi selon l'axe OX et par cumul des points (xi, yi), le tracé du contour Ci du fendi 12f. La figure 4A, comme les figures précédentes, montre un fendi 12f avec un côté droit de sciage aligné sur l'axe OY.
    Le récepteur 22R reçoit l'image de la ligne yi sur le fendi. Cette ligne est droite à la surface du fendi et du fait de l'épaisseur du fendi et de l'inclinaison du faisceau émis par l'émetteur 22E, cette ligne est déformée aux extrémités du fendi. Chaque ligne Yi présente deux points de discontinuité Ci1 et Ci2 d'abscisses xi1, xi2 qui voient l'image des bords du fendi. Leur interpolation entre ces points constitue le contour du fendi.
    En général, le côté gauche du fendi est aligné sur un repère à plus ou moins dix degrés, si bien que tous les premiers points de discontinuité des lignes yi sont alignés et correspondent pour leur abscisse à l'origine O des coordonnées.
    Cette détection est extrêmement rapide et elle se fait en temps masqué, pendant la réalisation du contour de l'ardoise du fendi précédent dans le dispositif de rondissage 4.
    Les figures 5A, 5B montrent un exemple de dispositif de rondissage 4. Ce dispositif se compose d'un outil de découpe 41 et d'un outil de rondissage 42, les deux montés coaxialement sur le même axe 43 d'un moteur électrique 44. Le disque de l'outil de rondissage 42 est un disque à dents tel un disque de scie alors que l'outil de découpe 41 se compose de bras radiaux 411 portant des masselottes 412. Ces masselottes frappent le fendi pour le casser selon un tracé situé au-delà du tracé définitif de l'ardoise ; ce dernier est réalisé par l'outil de rondissage 42 qui assure en même temps le tracé définitif et le rondissage.
    Le fendi 12dr en cours de traitement dans le dispositif 4 est soutenu au niveau de la ligne d'action (LA) de l'outil de rondissage ou de grignotage 42 par un support en forme de disque 45, libre en rotation qui, en assurant un contact relativement ponctuel avec la face inférieure du fendi, participe à la qualité de l'épaufrure (biseau donné au fendi par la machine à rondir).
    Sous les outils de découpe 41 et de grignotage 42 se trouve un transporteur 46 pour l'évacuation des débris. Le dispositif 4 est également couvert par un capot 47 de protection contre les projections et formant hotte pour l'aspiration des poussières et l'isolation phonique.
    La figure 5B montre de manière plus détaillée le travail du dispositif de rondissage 4 sur un fendi 12dr, tenu par la ventouse 53 du bras 52 du premier dispositif de transfert 5. Comme déjà indiqué, le dispositif de transfert 5 tient le fendi 12dr pendant toute l'opération de découpe et de rondissage et le présente de façon appropriée pour le guider pendant cette opération, les outils de découpe 41 et de rondissage 42 étant fixes. L'outil de découpe 41 (figure 5B) dégrossit la forme du fendi en enlevant la partie la plus importante correspondant à la bande z1, ne laissant subsister qu'une mince bande z2 au-delà du contour 12dr1 que l'on veut donner à cet endroit à l'ardoise. L'outil de découpe 41 frappe la partie du fendi dans la bande z1 pour en casser les gros morceaux. La bande z2 est une zone de protection pour éviter que des fissures, qui pourraient se produire dans la bande z1 du fendi, ne se propagent au-delà du contour définitif 12dr1.
    Le rondissage est réalisé par l'outil de rondissage 42 qui est en fait une grignoteuse ; celle-ci travaille de manière beaucoup plus fine et moins brutale, aussi, en progressant, cet outil 42 ne risque-t-il pas de créer des fissures se propageant au-delà de la ligne 12dr1, vers l'intérieur de l'ardoise, le support 45 interdisant cette propagation.
    Comme les opérations à effectuer par les outils 41, 42 sont en quelque sorte parallèles, il est particulièrement intéressant de monter ces deux outils sur le même axe 43 entraíné par le moteur 44.
    Le vecteur Vi tracé sur la ventouse 53 du dispositif de transfert 5 montre que le fendi 12dr est orienté de manière précise.
    Selon la direction de découpe et de rondissage, le fendi 12dr est déplacé dans la direction AR.
    La figure 6 montre un exemple d'installation de fabrication automatique d'ardoises selon l'invention. Cette installation se compose des mêmes éléments que ceux déjà décrits ci-dessus qui portent les mêmes références. Les différences seront évoquées ci-après de manière plus détaillée alors que les parties communes seront simplement citées.
    Dans cette installation, le convoyeur d'entrée 1, assurant le stockage, est précédé d'un convoyeur à rouleaux 101, alimenté à partir d'une machine automatique à tiercer 9 ou à partir d'une machine de fente manuelle 91. La machine à tiercer 9 est par exemple réalisée comme celle représentée aux figures 9 et 10 et sa description sera faite ultérieurement.
    La machine de fente semi-automatique 91, ou machine manuelle, reçoit des jets ou des doubles jets pour les refendre à la main. Une telle machine est connue en soi et ne nécessite pas de description détaillée. Elle travaille en général par dépression et impaction. Cependant, les ventouses de traction ont été spécialement modifiées pour cette application, qui consiste à refendre des fendis de forme quelconque alors que tous les fendis traités jusqu'à présent par de telles machines sont des fendis rectangulaires. La forme globale des ventouses a été réduite pour pouvoir se fixer sur des fendis de forme quelconque, même réduite.
    Les fendis obtenus dans cette machine 91 sont déposés sur un plateau d'une table de translation 102 qui insère les piles de fendis chargées sur les plateaux dans le convoyeur 1.
    La figure montre les différents segments du convoyeur 1 entraíné par des moteurs 103.
    A l'extrémité gauche de ce convoyeur 1 se trouve le dispositif d'analyse de forme 2 qui ne sera pas détaillé ici. Le premier moyen de transfert 6 est simplement représenté par un cercle. Il alimente le dispositif de rondissage 4.
    Sous le dispositif de rondissage passe le convoyeur 46 (voir figure 5A) qui évacue les déchets du dispositif 4. Ce convoyeur d'évacuation 46 passe également au niveau du poste de fente semi-automatique 91 et sous la machine à tiercer 9 pour en récupérer les débris. Ce convoyeur 46 débouche sur un convoyeur d'évacuation 200, débouchant dans une benne non représentée.
    Le premier moyen de transfert 6 dépose les ardoises sur la table 63 d'où le troisième moyen de transfert 7, également schématisé simplement par un cercle, prend les ardoises pour les faire passer soit vers l'évacuation de rejet F5 qui ramène les produits rejetés vers l'entrée au niveau du poste semi-automatique 91 pour effectuer un éventuel traitement manuel pour récupérer une ardoise dans un fendi ayant un défaut. Le troisième moyen de transfert 7 fait également passer les ardoises en fonction du classement réalisé par le circuit de traitement du dispositif de contrôle non représenté, vers les sorties F1, F2, F3, F4... correspondant aux différents types d'ardoises à fabriquer. Ensuite les ardoises sont récupérées pour être conditionnées.
    Cette installation comprend un circuit de traitement et de commande 3 subdivisé en cinq parties comprenant :
    • une première partie 31 qui correspond au traitement de l'analyse de forme du fendi (22E et 22R, figure 2A) et au contrôle du produit fini après rondissage
    • une partie 32 qui correspond au contrôle du premier dispositif de transfert (réf. 5, figures 5B et 5A) et à la maítrise des trajectoires de rondissage,
    • une partie 33 correspondant au contrôle du 3ème dispositif de transfert et à la maítrise des trajectoires de poinçonnage (réf. 7 et 8, figure 6) et de stockage,
    • une partie 34 qui coordonne et cadence les différentes opérations pour maítriser les enchaínements automatiques,
    • une partie 35 de supervision qui sert d'interface à l'opérateur et permet de programmer la production.
    Enfin, l'installation comprend une armoire de puissance 300 pour les différents circuits électriques.
    La vue en coupe de la figure 7 montre plus particulièrement le convoyeur d'entrée 1 et ses différents moteurs 103 ainsi que le dispositif d'analyse de forme 2 avec le plateau élévateur de fendis. Le convoyeur à déchets 46 est représenté. Il débouche sur le convoyeur d'évacuation 200, logé à cet endroit dans une fausse 201 pour que le convoyeur à déchets 46 puisse circuler en position horizontale, au-dessus du sol de l'atelier.
    Le convoyeur d'évacuation 200 est en fait incliné. Il sort de la fausse 201 pour remonter au-dessus d'une benne.
    La figure 8 est une vue de côté du dispositif d'analyse de forme montrant le plateau 21 et le dispositif élévateur. Le plateau 21 est porté par une console 211 montée sur une colonne de guidage 212, l'ensemble étant actionné par un vérin à vis commandé par un moteur électrique 213.
    Les figures 9 et 10 montrent un exemple de réalisation d'une machine à tiercer 9. Elle est destinée à fonctionner automatiquement pour tiercer des blocs d'ardoise préalablement écroûtés et ayant au moins une face sciée. La machine comprend deux parties, un système de fente 92 et un système de maintien du bloc 93. Le système de fente comprend un vérin à impact 921 portant un ciseau de fente 922, l'ensemble étant monté sur un plateau 923 animé d'un déplacement vertical défini. Le ciseau de fente 922 horizontal est associé à un bouclier vertical 924 contre lequel est poussée la face sciée du bloc à tiercer, non représenté. Le tierçage commence par le haut et à chaque opération le plateau 922, porté par des colonnes 925, descend d'un cran. Le mouvement vertical du plateau 923 est assuré par une vis à billes, entraínée par un moteur sans balai. Les autres parties de l'installation, en amont, notamment les scies pour débiter les blocs, ne sont pas décrites de manière détaillée.
    Pendant toute cette opération, le bloc posé sur un chemin à rouleaux 932 est tenu par le système de maintien 93 formé d'un ensemble de vérins 931 (figure 10) indépendants, qui poussent le bloc vers l'avant, avec sa face sciée en appui contre le bouclier 924. Cette machine est pilotée par l'automate de la partie 34 du circuit de traitement et de commande.
    La machine à tiercer 9 reçoit un bloc de schiste, écroûté et scié. Ce bloc est présenté horizontalement ; il repose sur son plan de fissilité. Après sa mise en place, les vérins 931 le bloquent contre le bouclier 924 qui s'est placé à la hauteur appropriée pour faire la première fente. Ensuite, le serrage par les vérins 931 est libéré puis le plateau descend d'un pas pour fendre le jet ou le double jet suivant. Cette machine débite un bloc à la minute en jet simple, soit un jet toutes les deux secondes.
    Le positionnement du bloc se fait à la main ou automatiquement en asservissant le transrouleur support à un dispositif de positionnement du bloc. au début des opérations, et la hauteur du bloc est repérée par la détection du plan de fissilité supérieur. Ensuite, le fonctionnement de la machine à tiercer se fait de manière automatique.

    Claims (13)

    1. Procédé de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis provenant de petits blocs, notamment de rejets de fabrication traditionnelle,
      caractérisé en ce qu'
      on fait une analyse de forme automatique de chaque fendi pour définir son contour,
      on attribue à chaque fendi un contour de consigne correspondant à l'ardoise optimale que peut donner ce fendi,
      on découpe le contour grossier de l'ardoise en laissant subsister une bande de protection au-delà du contour de consigne de l'ardoise puis on découpe le contour définitif et on rondit la trace,
      on contrôle l'ardoise réalisée en la comparant au contour de consigne,
      on classe l'ardoise suivant le résultat du contrôle.
    2. Procédé selon la revendication 1,
      caractérisé en ce que
      l'analyse de forme se fait par un balayage optique du fendi et par l'exploitation du signal de balayage.
    3. Procédé selon la revendication 2,
      caractérisé en ce qu'
      on fait le balayage optique du fendi avec une source lumineuse émettant un pinceau avec lequel on balaie la surface du fendi.
    4. Procédé selon la revendication 2,
      caractérisé en ce qu'
      on effectue le balayage du fendi en projetant sur celui-ci un réseau de lignes parallèles.
    5. Installation de fabrication automatique d'ardoises à partir de fendis,
      caractérisée en ce qu'elle comprend :
      A) un dispositif d'analyse de forme (2) ayant
      une surface de réception du fendi (21),
      un analyseur optique (22) détectant le contour du fendi (12f),
      un circuit de traitement et de commande (3) qui
      reçoit les signaux (S1) de l'analyseur et définit le contour du fendi,
      détermine le type d'ardoise (contour de consigne) réalisable dans ce fendi, et
      enregistre ces données et la position orientée du fendi (12f),
      B) un dispositif de rondissage (4)
      en aval du dispositif d'analyse de forme comprenant
      un organe de découpe (41) pour tailler le contour grossier de l'ardoise suivant le contour de consigne défini par le circuit de traitement (3) du dispositif d'analyse de forme,
      une grignoteuse grignotant et rondissant l'ébauche d'ardoise pour donner une ardoise et travaillant le fendi en aval de l'organe de découpe,
      C) un dispositif de contrôle (6), en aval du dispositif de rondissage (4), comprenant
      un analyseur optique (62) pour analyser l'ardoise (12g) réalisée et fournir un signal d'analyse (S2),
      un circuit de traitement (3) qui
      reçoit le signal d'analyse et le compare à un signal de consigne correspondant à la forme de consigne du type d'ardoise, établi par l'analyseur de forme (3),
      classe l'ardoise en fonction du résultat de cette comparaison (F1, F2, F3),
      D) une installation de transfert comprenant :
      un premier moyen de transfert (5) entre l'analyseur de forme (3) et le dispositif de rondissage (4),
      prenant le fendi (12f) dans le dispositif d'analyse (3) pour le présenter à l'organe de découpe (41) et à la grignoteuse (42) du dispositif de rondissage (4) en tenant et guidant le fendi pendant cette opération, puis déposer l'ardoise (12g) en sortie de rondissage dans le dispositif de contrôle (6) suivant une position orientée,
      un circuit de commande (3) du premier moyen de transfert (5) pour lui faire exécuter les mouvements de prise du fendi, de tenue du fendi dans le dispositif de rondissage selon la forme à donner à l'ardoise et déposer l'ardoise dans une position orientée dans le dispositif de contrôle,
      un second moyen de transfert constituant la surface de réception (63) du moyen de contrôle pour recevoir l'ardoise pour l'analyse de contrôle et la faire passer à un troisième moyen de transfert (7),
      un circuit de commande (3) de ce second moyen de transfert en fonction du mouvement du premier moyen de transfert et assurer le déplacement de l'ardoise en position orientée définie,
      un troisième moyen de transfert (7) entre le dispositif de contrôle (6) et la sortie, reprenant l'ardoise du second moyen de transfert pour la faire passer de manière sélective à la sortie, en fonction des résultats du contrôle.
    6. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      l'analyseur optique (22) comporte :
      un émetteur (22R) avec une source de faisceau lumineux destiné à balayer la surface du fendi (12d),
      un récepteur (22R) recevant le signal de balayage tracé par l'émetteur sur le fendi et fournissant un signal de détection (S1) pour le circuit de traitement et de commande (3).
    7. °) Installation selon la revendication 6,
      caractérisée en ce que
      l'émetteur (22R) fournissant le pinceau lumineux est monté sur un support oscillant (220E) commandant le balayage transversal.
    8. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      le dispositif de rondissage (4) comporte :
      un outil de découpe (42) formé de marteaux rotatifs (422) portés par un axe (43) entraíné par un moteur (44), l'outil de découpe (42) dégageant une zone large (z1) du fendi, au-delà d'une bande étroite de protection (z2) bordant extérieurement le côté (12dr1) de l'ardoise en cours de réalisation,
      un outil de rondissage (41) en forme de disque à dents pour enlever la bande étroite (z2) laissée par l'outil de découpe (42) et en même temps assure le rondissage du côté correspondant de l'ardoise, cette bande étroite (z2) étant enlevée par l'outil de rondissage (41),
      un appui mobile (45) constitué par un contre-disque placé au niveau de la ligne d'action de l'outil de rondissage (41), sous le fendi, pour soutenir le bord du fendi en cours de grignotage.
    9. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      l'analyseur optique de contrôle (62) comprend un émetteur (62E) émettant un pinceau lumineux destiné à balayer l'ardoise (12a) et un récepteur optique (62R) recevant l'image du balayage pour fournir un signal de détection (S2) au circuit de traitement et de commande (3).
    10. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      le premier et le troisième moyen de transfert (5, 7) sont constitués par un robot comprenant une colonne (51, 71) portant un bras (52, 72) terminé par une ventouse (53, 73) dont la position et l'orientation est définie, les rayons d'action des deux robots ne se coupant pas.
    11. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      le second moyen de transfert (63) est un plateau (61) mobile en translation.
    12. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce qu'
      elle comprend un dispositif de perçage pour réaliser les trous de clouage dans les ardoises (12a) à des emplacements définis.
    13. °) Installation selon la revendication 5,
      caractérisée en ce que
      l'entrée (1) des fendis est équipée d'une machine à tiercer.
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