Brevet FR2620067A1 — publié le 19890310

La présente invention concerne un système pour la manipulation de pièces en feuille ou analogue destinées à être usinées à l'aide d'un gabarit, notamment de détourage, permettant, au moyen d'un outil monté sur un poste d'usinage, de réaliser, par exemple, le contour extérieur définitif desdites pièces. On sait que les ébauches des pièces en feuille sont mises à leurs cotes définitives par une opération de détourage réalisée au moyen d'un gabarit. Par ailleurs, des opérations d'usinage, outre le détourage proprement dit, peuvent être également exécutées grâce au gabarit, telles que des opérations de perçage, ctébavurage, etc. Une application préférentielle du système selon l'inven'ion concerne, quoique non exclusivement, le détourage de pièces minces de structures d'aéronef, par exemple les panneaux ou les parois incurvés constituant le fuselage ou les ailes d'un aéronef. Actuellement, le système utilisé pour la manipulation de pièces en feuille destinées à être notamment détourées comprend, outre le gabarit dont le contour correspond sensiblement au contour définitif des pièces à obten#r, des moyens de préhension commandables reliés à des moyens de transfert ; ces moyens de préhension peuvent être par exemple articulés à l'extrémité du bras d'un automate définissant les moyens de transfert. Les pièces généralement disposées dans un magasin de stockage sont prises une à une par les moyens de préhension grâce auxquels chaque pièce est maintenue, puis amenée, selon le déplacement approprie programme dudit automate. sur un support d'un poste d'usinage équipé d'au moins un outil de détourage, ledit support ayant une forme spécifique, analogue à celle des pièces en feuille. Ensuite, les moyens de préhension viennent saisir le gabarit pour l'amener par l'intermédiaire dudit automate au contact de la pièce déposée sur le support du poste d'usinage. Des moyens de bridage liés au support assurent la solidarisation de l'ensemble constitué par la pièce et le gabarit. L'opération d'usinage, en l'occurrence de détourage, de la pièce peut alors être exécutée par exemple au moyen d'une fraise dont le déplacement suit le contour imposé par le gabarit. Lorsque l'ope'ration est terminée et après què les moyens de bridage sont débridés, les moyens de préhension viennent saisir, grâce à l'automate, d'abord le gabarit pour le déposer sur un emplacement prévu, puis ladite pièce usinée pour la transférer vers un endroit déterminé, pouvant être un magasin de réception des pièces finies. Un nouveau cycle peut alors débuter. Un tel système présente de nombreux inconvénients. En effet, la multiplication des séquences de transfert et de préhension entre les pièces, le gabarit, le poste d'usinage et les magasins de stockage et de réception pénalise la productivité des pièces, et par conséquent, augmente leur coût de production. De plus, la complexité du système, qui exige une mise au point délicate des divers déplacements et positionnements relatifs entre notamment le support, les pièces, et le gabarit, amplifie les risques de panne et/ou de mauvais fonctionnement de celui-ci, ainsi que l'obten- tion de pièces incorrectes. Aussi, à chaque forme d'une série de pièces doit correspondre notamment un support spécifique adapté pour les recevoir. La présente invention a pour but de pallier ces inconvé- nients, et concerne un système pour la manipulation de pièces en feuille à usiner à l'aide d'un gabarit, permettant, notamment, de réduire le nombre des opérations de transfert, de préhension et de positionnement nécessaires à la réalisation desdites pièces, et ce selon une séquence continue automatisée de fabrication. A cette fin, le système pour la manipulation de pièces en feuille à usiner à l'aide d'un gabarit, du type comportant des moyens de préhension desdites pièces, reliés à des moyens pour le transfert de celles-ci permettant l'amenée et/ou l'évacuation des pièces saisies à au moins un poste d'usinage, ledit gabarit étant susceptible de venir en regard de chaque pièce disposée sur le poste d'usinage, est remarquable selon invention en ce que ledit gabarit est relié auxdits moyens pour le transfert desdites pièces, et en ce que lesdits moyens de préhension desdites pièces sont portés par ledit gabarit. Ainsi, grâce à l'invention, les manipulations necessaires à la réalisation des pièces sont considérablement réduites par rapport au système selon l'art antérieur. En effet, comme les moyens de préhension sont solidaires du gabarit, lui-même relié aux moyens de transfert, chaque pièce est directement prise par les moyens de préhension, puis amenée sur le poste d'usinage où l'opération notamment de détourage est aussitôt effectuée par l'outil de détourage qui suit le contour imposé par le gabarit. Ensuite, chaque pièce ainsi réalisée, et toujours maintenue par les moyens de préhension, peut être transférée par les moyens de transfert vers, par exemple, un magasin de réception des pièces usinée. Par conséquent, grâce à l'association des moyens de préhension au gabarit, lui-même fixé aux moyens de transfert, permettant de minimiser le nombre des manipulations, la fiabilité du système proprement dite et la productivité desdites pièces sont accrues. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit gabarit présente avantageusement des premiers moyens de positionnement desdites pièces susceptibles de venir coopérer avec des seconds moyens de positionnement desdites pièces dans un magasin de stockage de celles-ci. Ainsi, chacune d'elles est positionnée par rapport au gabarit selon une disposition identique déterminée. Par conséquent, non seulement le gabarit permet la saisie des pièces grâce aux moyens de préhension qui lui sont liés, mais également assure le positionnement et l'ajustement désirés de chaque pièce grâce à la coopération des premiers moyens de positionnement avec les seconds moyens. Dans un mode particulier de réalisation, lesdits premiers moyens de positionnement sont constitués par au moins deux orifices ménagés dans ledit gabarit ; lesdits seconds moyens de positionnement sont définis par au moins deux axes liés audit magasin, et traversant lesdites pièces en feuille empilées. Avantageusement, les deux orifices et axes de positionnement présentent des dimensions différentes correspondantes. Par conséquent, le positionnement puis la saisie de chacune des pièces par le gabarit ne peut se faire que dans une seule et unique position de référence. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens ce préhension desdites pièces, liés au gabarit, peuvent être du type à dépression. Dans ce cas, ils peuvent être constitués d'une cavité bordée d'un joint d'étanchéité ou d'une pluralité de ventouses fixées audit gabarit et reliées à des moyens de dépressurisation. Un tel moyen de préhension permet ainsi de saisir aussi bien des pièces en feuille métallique que des pièces en feuilles en matière synthétique ou analogue. Cependant, dans une variante de réalisation, lesdits moyens de préhension peuvent être du type magnétique quand lesdites pièces en feuille à usiner sont métalliques. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente schématiquement en perspective, le système selon l'invention, dans une position pour laquelle le gabarit lié aux moyens de transfert se dirige vers lesdites pièces en feuille stockées, en vue de saisir, par les moyens de préhension liés audit gabarit, la première pièce en feuille présentée. La figure 2 représente, en coupe partielle, le transfert de ladite pièce saisie du magasin de stockage au poste d'usinage. La figure 3 représente, schématiquement en perspective, lacite pièce disposée sur le poste d'usinage et maintenue par ledit gabarit, en vue de son usinage. Le système pour la manipulation de pièces en feuille à usiner, montré schématiquement sur la figure 1, comprend des moyens de transfert automatisé 1, par exemple un robot, dont l'extrémité d'un bras 2 est représentée. Sur ce bras est monté, selon l'invention et autour d'articulations approprIées 4, un gabarit 5 dont le contour extérieur 6 correspcnc à celui destIné à être obtenu sur les pièces 8 à usiner, celles-ci étant disposées dans un magasin de stockage 9 qui sera décrit ultérieurement. Le gabarit 5 porte, également selon l'invention, des moyens de préhension 10 des pièces 2, disposes sur la face 11 de celui-ci, et susceptible de venir en regard de chacune des pièces. Dans ce mode de réalisation, les moyens de préhension 10 sont constitués par une pluralité de ventouses 12 fixées et réparties de manière appropriée sur la face 11 du gabarit. Ces ventouses 12 sont reliées par des liaisons 14 partiellement représentées à une source fluidique de dépressurisation commandable non illustrée. Dans une variante de réalisation, les moyens de préhension pourraient être du type magnétique. Par ailleurs, il est de plus prévu sur ledit gabarit 5, des premiers moyens de positionnement des pièces 8 par rapport à celui-ci. Pour cela, ces premiers moyens de positionnement sont constitués par deux orifices 16 et 17 ménagés dans des pattes 18 faisant saillie du contour intérieur 7 du gabarit, mais pas dans le même plan, en étant disposées en vis-à-vis l'une de l'autre. L'orifice 16 présente un diamètre, dans ce cas, inférieur à celui de l'orifice 17, pour assurer ainsi, comme on le verra ultérieurement, le détrompage en position de chaque pièce par rapport au gabarit. Le magasin de stockage 9 desdites pièces en feuille 8 se compose, dans ce mode de réalisation, de deux montants rigides 20 disposés verticalement et fixés au sol. Chaque montant 20 présente un axe de support, respectivement 21 et 22, des pièces 8. Celles-ci sont alors pourvues de perçage 23 et 24 correspondant respectivement aux axes de support 21 et 22 pour permettre 1er empilage. De plus, ces axes ce support 21 et 22 présentent des diamètres différents, qui correspondent aux diamètres respectifs des orifices 16 et 17 pratiqués dans ledit gabarit. Ces axes 21 et 22 définissent alors des seconds moyens de positionnement avec lesquels sont destinés à coopérer les premiers moyens de positionnement. Grâce à cet agencement, chaque pièce 8 est positionnée par rapport au gabarit selon une seule et unique référence. Les pièces en feuille 8 illustrées sur ces figures sont incurvées, et sont destinées dans une application particulière, à constituer après usinage et assemblage les unes aux autres le fuselage des aéronefs. Le système comprend également un poste d'usinage 26, schématiquement représenté, mais de type connu en soi, et qui est équipé d'un outil de détourage 27. D'autres outils tels que des forets pourrai#ent également être montés sur ledit poste. Ce dernier comprend aussi un support pivotant 28 sur lequel est destiné à être agencé ledit-gabarit portant successivement chacune des pièces, des moyens d'ablocage 29, symboliquement représentés, liés au support. 18, assurant le maintien du gabarit en position. Enfin, le système peut, par exemple, comporter un magasin de réception des pièces usinées, non représenté. Le fonctionnement du système selon l'invention se déroule de la façon suivante : après avoir programmé de manière appropriée l'automatisation du robot 1, le cycle de fonctionnement peut débuter. Le gabarit 5, articulé au bras 2 du robot, est amené suivant la flèche F de la figure 1 en regard des pièces en feuille 8 empilées sur les axes de support 21 et 22 du magasin de stockage 9. Dans cette phase, les axes géométriques des orifices 16 et 17 sont coaxiaux à ceux ces axes de support 21 et 22. Avant que les ventouses 12 fixees à la face 11 du gabarit 5 ne viennent au contact de la première pièce 8A, les orifices 16 et 17 s'introduisent dans les extrémités libres coniques correspondantes des axes de support 21 et 22. Grâce à la coopération des orifices 16 et 17 avec les axes de support 21 et 22, on obtient, par des moyens simples, une référence de positionnement précise et identique pour chacune des pièces. Lorsque les ventouses 12 viennent au contact de la première pièce en feuille 8A, celles-ci, par l'intermédiaire de la source fluidique, sont dépressurisées, entraînant la saisie et le maintien en position de la pièce 8E sur le gabarit. Puis, grâce au déplacement du robot 1, le gabarit 5, portant la pièce 8A au moyen des ventouses 12 (figure 2), est amen vers le support pivotant 28 du poste d'usinage 2c (figure 3). L'ensemble décrit ci-dessus est alors déposé par le robot sur le support pivotant 28, qui assure son positionnement. Les moyens d'ablocage commandables 29, liés au support 28, maintiennent fixement en position ledit ensemble. Le robot libère l'ensemble, à cet instant solidaire du support 28, qui pivote de 1800, pour amener la pièce en position d'usinage. Le support 28 ne présente pas de forme spécifique correspondant à celle des pièces, puisque celles-ci sont immobilisées par les ventouses. Le robot saisit l'outil de détourage 27, après quoi l'opération d'usinage réalisée par l'outil de détourage 27 peut alors commencer, celui-ci effectuant la mise aux cotes définitives du contour externe de la pièce ébauchée 8E, en suivant pour cela le contour imposé 6 du gabarit. L'outil 27 tel qu'une fraise équipée d'un guide en extrémité non représenté peut réaliser le détourage complet de la pièce sans être gênée dans son déplacement. Une fois la pièce 8A usinée, le robot dépose l'outil 27, puis le support 28 pivote de 1800, ce qui permet audit robot la prise de l'ensemble gabarit 5 - pièce 8A, ceile-ci étant toujours maintenue au gabarit par les ventouses 12 les moyens d'ablocage 29 s'effacent alors automatiquement, puis le gabarit 5 portant la pièce 8A est déplacé par le robot 1, par exemple, vers un magasin de réception des pièces usinées non illustré. A ce moment là, la source fluidique est commandée pour que les ventouses n'agissent plus sur la pièce usinée, la désolidarisant ainsi du gabarit. Un nouveau cycle de fonctionnement peut alors commencer. Grâce à l'invention, on réalise ainsi une séquence continue automatisee de fabrication des pièces en feuille, en réduisant, par l'association du gabarit directement lié au robot, et des moyens de préhension portés par le gabarit, le nombre de manipulations necessalres à la réallsaticn desdites pièces, ce qui, d'une part, accrcit la producti vitre, et d'autre part, optimise la qualité des pièces obtenues puisque celles-ci sont positionnées et maintenues dans une unique position de référence durant tout le cycle de fabrication. RrVENDICATIONS 1 - Système pour la manipulation de pièces en feuille à usiner à l'aide d'uq gabarit (5), du type comportant des moyens de préhension (10) desdites pièces (8), reliés à des moyens pour le transfert (1) de celles-ci permettant l'amenée et/ou l'évacuation des pièces saisies à au moins un poste d'usinage (26), ledit gabarit (5) étant susceptible de venir au regard de chaque pièce (8) disposée sur le poste d'usinage, caractérisé en ce que ledit gabarit (5) est relié auxdits moyens pour le transfert (1) desdites pièces, et en ce que lesdits moyens de préhension (10) desdites pièces sont portés par ledit gabarit. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gabarit (5) présente des premiers moyens de positionnement (16,17) susceptibles de venir coopérer avec des seconds moyens de positionnement (21,22) desdites pièces dans un magasin de stockage (9) de celles-ci. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de positionnement sont constitués par au moins deux orifices (16,17) ménagés dans ledit gabarit (5). 4 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de positionnement sont définis par au moins deux axes (21,22) liés audit magasin (9), et traversant lesdites pièces en feuille empilées (8). 5 - Système selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les deuxdits orifices (16,17) et axes (21,22) présentent des dimensions différentes correspondan- tes. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension (1G) desdites pièces, liés audit gabarit sont du type à dépression. 7 - Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension du type à dépression sont constitués par une pluralité de ventouses (12) fixées audit gabarit (5) et reliées à des moyens de dépressurisation. 8 - Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension (10) desdites pièces sont du type magnétique.