Qu'est-ce qu'une machine de découpe à portique et comment fonctionne-t-elle ?

Introduction aux machines de découpe à portique

Le présent article présente les machines de découpe à portique et leur fonctionnement.

Définition de « portique »

Un portique est défini comme « une structure d'enjambement, comme la partie en forme de pont de certaines grues ». En d'autres termes, c'est une structure qui enjambe une zone. Comme dans le cas des grues à portique, le mot est souvent utilisé pour désigner une structure qui se déplace sur des roues, souvent sur un ensemble de rails parallèles.

Pourquoi utiliser un portique ?

La plupart des machines conçues pour couper des plaques d'acier plates utilisent une conception de portique car c'est un moyen simple de déplacer des torches de coupe dans un système de coordonnées X-Y. Le système de rail sur lequel roule le portique forme un axe, généralement l'axe X. Le pont à portique lui-même forme l'autre axe, généralement l'axe Y. En motorisant chaque axe et en coordonnant le mouvement des deux axes simultanément, il est possible de déplacer une torche selon n'importe quel motif nécessaire pour découper des formes dans des plaques d'acier. Ainsi, une conception à portique se prête à la découpe de forme CNC (Computer Numerical Control), qui utilise principalement un système de coordonnées X-Y pour la programmation de pièces.

Conception d'une machine de découpe à portique

Une machine de découpe à portique roule sur un système de rail dans l'axe X, soit monté au sol, monté sur piédestal, ou parfois intégré sur le côté d'une table. Les rails sont conçus pour commander un mouvement précis sur la machine et sont suffisamment solides pour supporter le poids de l'ensemble de la machine et de tous les équipements qui y sont montés. Selon la taille de la machine, ces rails peuvent être aussi simples qu'une petite bande de métal, ou aussi complexes qu'un système de rails linéaires à roulement à billes à recirculation, ou aussi grands qu'un rail de train de chemin de fer.

Une machine de découpe à portique possède également une sorte de système de guidage sur l'axe Y, qui est monté sur la structure du pont lui-même. Le système de guidage sur l'axe Y est généralement plus petit que les rails de l'axe X, car il ne doit supporter que le poids d'un petit chariot et d'un outil de coupe, et non l'ensemble du portique. Les machines à portique peuvent inclure un ou plusieurs chariots à outils. Parfois, les chariots à outils ont chacun leur propre moteur d'entraînement qui les déplace sur l'axe Y, et parfois il n'y aura qu'un seul moteur qui entraîne l'axe Y, et tous les chariots d'outils sont reliés par une bande d'acier, une tige d'attache, un câble métallique ou un dispositif mécanique similaire.

Les portiques sont proposés dans diverses tailles. Certaines machines sont proposées avec une zone de coupe de 2 pieds x 2 pieds. D'autres systèmes peuvent s'étendre sur près de 100 pieds de large, avec des systèmes ferroviaires tout aussi longs.

Types de machines sans portique

Il y a plusieurs années, les machines de coupage à la flamme ont commencé à être principalement utilisées comme des machines en « cantilever », utilisant des traceurs photo-optiques pour suivre les modèles de ligne. Une machine en cantilever possède 2 rails espacés d'une certaine distance, mais la poutre dépasse les rails d'un côté, avec un tube-torche mobile portant les outils de coupe. Certains modèles de type cantilever sont toujours utilisés. Cependant, à mesure que les CNC et les machines ont évolué, la machine de type cantilever a largement disparu au profit de la machine à portique.

Une autre conception qui a souvent été utilisée pour les machines à jet d'eau est le « pont roulant suspendu ». Un pont roulant suspendu ressemble à un portique dont l'une des voies latérales est laissée de côté. En fait, il s'agit d'une machine en cantilever dont les deux rails sont très rapprochés, souvent montés sur un seul tube d'acier. Cette disposition impose qu'un rail supporte le poids par le haut tandis que l'autre contrebalance le couple du poids de la poutre de l'axe Y. La forte charge placée sur les rails d'un pont roulant suspendu implique généralement qu'il s'agit de rails linéaires de précision avec des roulements à billes à recirculation. Certaines entreprises ont construit des machines à pont roulant suspendu pour le coupage thermique, mais elles ne sont pas aussi répandues que les portiques.