Brevet FR2644716A1 — publié le 19900928

PROCEDE D'EBAVURAGE ROBOTISE DU CONTOUR D'UNE PIECE La présente invention se rapporte à un pro- cédé d'ébavurage robotisé du contour d'une pièce. L'ébavurage est une opération d'enlèvement de métal sur une partie de la pièce dont La position est parfaitement connue, telle que Le plan de joint d'une pièce venue de fonderie. On peut donc être tenté de robotiser l'ébavurage en déplaçant un outil à l'extrémité du poignet d'un robot animé d'une trajec- toire prédéterminée le long du contour à ébavurer. Le problème est alors d'assurer des conditions de coupe correctes en fonction de La vitesse d'avance du robot et de La profondeur de passe, quoique l'épais- seur et la largeur de la bavure varient souvent forte- ment le long du contour de la pièce. Suivant une conception déjà rencontrée, le poignet du robot est avancé suffisamment Lentement pour qu'une coupe correcte se produise même pour de grosses bavures. Le procédé résultant est très lent et implique d'ajouter un système de sécurité par arrêt automatique pour le cas o des bavures trop grosses seraient rencontrées. On rencontre également des commandes d'après Lesquelles on applique sur le poignet un effort cons- tant dans une direction déterminée, par exemple suivant La normale à la trajectoire. Si la bavure est inexis- tante ou de taille très faible, L'outil entame La pièce, et si au contraire la bavure est importante, elle n'est pas totalement éliminée. Avec l'invention, on s'affranchit de ces inconvénients en proposant un procédé qui tient compte des très grandes variations que peuvent prendre les tailles des bavures sur un contour. On peut décrire rapidement L'invention en disant que La vitesse d'avance du poignet de robot sur la trajectoire Le Long du contour de la pièce est asservie à l'effort d'ébavurage de l'outil et qu'une stratégie de passes muLtiples est adoptée pour Les parties de la trajec- toire, qui vont être appeLées parties d'achoppement, parcourues à des vitesses d'avance trop faibles (quand les efforts de coupe sont éLevés). Plus précisément, L'invention concerne un procédé d'ébavurage du contour d'une pièce utilisant un outil monté au bout d'un poignet de robot déplacé Le long du contour de La pièce suivant une trajectoire prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer une grandeur caractéristique de l'effort d'éba- vurage de l'outil et à ajuster la vitesse d'avance du poignet le long du contour pour ramener La grandeur caractéristique à une valeur de référence tout en relevant la position sur la trajectoire de parties d'achoppement du contour pour lesquelles la vitesse d'avance est inférieure à une valeur de seuil, et à faire repasser l'outil par les parties d'achoppement jusqu'à ce que toute la trajectoire ait été parcourue avec une vitesse d'avance supérieure à la valeur de seuil. Le poignet peut repasser par les parties d'achoppement en empruntant de nouveau La trajectoire prédéterminée s'il possède une partie souple au moins perpendiculairement au contour de la pièce pour per- mettre Les dégagements d'outil. Le poignet peut aussi repasser par Les par- ties d'achoppement en empruntant des segments de tra- jectoires décalées paralLèLes à la trajectoire pré- déterminée, la vitesse d'avance étant supérieure à la vitesse de seuil Lorsque ces segments sont empruntés. IL est également possible de combiner ces deux variantes. Les segments de trajectoires décalées ne sont alors empruntés que lorsque la vitesse d'avance tomberait en-dessous d'une valeur miminale, inférieure à La valeur de seuiL, si le poignet empruntait la trajectoire prédéterminée. Les figures suivantes vont maintenant être commentées pour fournir une illustration non Limitative du procédé conforme à L'invention. - La _figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif mis en oeuvre; et les figures 2 à 4 représentent des variantes du procédé. La pièce à ébavurer est référencée par 1 sur la figure 1. La bavure 2 plane et saillant du contour de pièce 3 est attaquée par un outil tel qu'une fraise 4 à l'extrémité d'un poignet 5 de robot. Le poignet 5 porte un moteur pneumatique 6 d'entraînement de la fraise 4 dont l'arbre moteur 7 est surveillé par un tachymètre 8 qui mesure sa vitesse de rotation et l'envoie au système de commande 9 du robot. Le poignet 5 comprend également ce que les spécialistes appellent fréquemment une compliance, c'est-à-dire un degré de liberté de souplesse, ici constitué par trois ressorts de grande raideur 10 disposés en triangle. La fraise 4 peut donc fléchir par rapport au poignet 5. On se reporte à la figure 2. Le système de commande 9 agit sur la vitesse d'avance du poignet 5 le Long d'une trajectoire 11 paraLlèle au contour 3. La vitesse de rotation de L'arbre moteur 7 constitue une grandeur qui peut permettre de caractériser les efforts de coupe: si la vitesse de rotation diminue, c'est le signe que la fraise 4 peine pour éliminer la portion de bavure devant laquelle elle se trouve. Il est donc indiqué de réduire La vitesse d'avance de La fraise 4. C'est pourquoi Le système de commande 9 ajuste en permanence la vitesse d'avance du robot pour ramener la vitesse de rotation de l'arbre 7 et de La fraise 4 à une valeur de référence fixe et déter- minée par L'utilisateur. D'autres paramètres caractéristiques de l'effort d'ébavurage pourraient être mesurés avec d'autres systèmes moteurs, par exemple le courant d'un moteur électrique synchrone ou La pression d'un moteur hydraulique. La vitesse d'avance peut chuter au-dessous d'un seuil choisi par l'utiLisateur pour des portions de bavures de grande taille dites parties d'achoppement 12. Le système de commande 9 conclut que ces parties d'achoppement 12 ne pourront être éliminées qu'en effectuant plusieurs passes. Le segment de trajectoire compris entre Les points 11a et 11b pour lequel la vitesse d'avance est inférieure à La vitesse de seuil, est alors relevé et la fraise 4 l'emprunte de nouveau une ou plusieurs fois jusqu'à ce que La vitesse d'avance soit partout supérieure à la valeur de seuil. Au cours de ses passages successifs, La fraise 4 est déviée et éloignée du contour 3 grâce à La souplesse 10 quoique Le poignet 5 emprunte tou- jours la même trajectoire 11. Elle passe par exempLe par la position 4a. La partie d'achoppement 12 est donc progressivement éLiminée. La partie de bavure enlevée au cours de la première passe est hachurée. On pourrait, suivant Le cas, repasser plu- sieurs fois de suite par La même partie d'achoppement 12 ou au contraire passer successivement par Les diverses parties d'achoppement le long du contour 3 avant de revenir à la première. On pourra soit refaire passer la' fraise 4 Le Long des mêmes portions de trajectoires comprises 2 6 4 4716 entre les points 11a et 11b, soit réajuster la longueur de ces portions à chaque passage d'après les mesures de vitesse d'avance. Le procédé que l'on vient de décrire serait toutefois insuffisant pour un poignet 5 dépourvu de la souplesse 10. Il le serait également si le débat- tement de la souplesse 10 était insuffisant pour per- mettre de contourner la partie d'achoppement 12. Or l'accroissement excessif de cette souplesse empêche d'exercer un effort d'ébavurage suffisant. C'est pourquoi on peut Itre amené à préférer, pour certains types d'ébavurages, la variante de l'invention illus- trée figure 3. La fraise 4 est déplacée normalement sur la trajectoire 11 jusqu'à ce que, comme précédemment, la vitesse d'avance devienne inférieure à une valeur de seuil. Le poignet 5 est alors déplacé pour parcourir des segments de trajectoires tels que 14, 15 et 16 parallèles à la trajectoire normale 11 mais plus éloignés du contour 3. Le segment choisi est celui pour lequel la vitesse d'avance de la fraise 4 est supérieure à la valeur de seuil. Comme précédemment, le système de commande 9 note les points, ici 11c à 11f, entre lesquels la fraise 4 n'a pas suivi la trajectoire normale 11 et parcourt un des segments. On peut concrètement choisir les segments 14, 15 et 16 à intervalles égaux 17 les uns des autres. Quand la trajectoire normale 11 ne peut plus être suivie, la fraise 4 est décalée d'un intervalle 17 et déplacée sur le segment 14 Le plus proche de la trajectoire 11 jusqu'à ce que ce segment 14 ne puisse plus lui-même être suivi à la vitesse de seuil. On passe alors au segment 15 distant de la trajectoire normale 11 d'un double intervalle 17, et ainsi de suite le cas échéant. La réciproque est également vraie pour se rapprocher de la trajectoire normale 11. Quand la vitesse d'avance excède de nouveau la valeur de seuil en parcourant un segment, on essaie de rapprocher la fraise 4 de la trajectoire 11 en la plaçant sur le segment voisin moins éloigné de celle-ci. Les intervalles 17 sont choisis en fonction de la quantité de matière que l'on prévoit de pouvoir enlever de façon acceptable en une seule passe. Les parties d'achoppement sont donc parcourues avec des positions du poignet 5 qui sont d'une façon générale à chaque fois plus proches d'un intervalle 17 de la trajectoire normale 11. Les procédés de la figure 2 et de la figure 3 peuvent d'ailleurs être cumuLés. On utilise en prio- rité le procédé de la figure 2, et celui de la figure 3 uniquement lorsque la vitesse d'avance de la fraise 4 sur une partie d'achoppement 12 devient inférieure à une seconde valeur de seuil, dite valeur inférieure, qui est inférieure à la première valeur de seuil. Le poignet 5 est ramené sur la trajectoire normaLe 11 dès que La vitesse d'avance redevient supérieure à cette valeur inférieure. Un perfectionnement est représenté figure 4. Le dégagement latéral de la fraise 4 pour emprunter un segment paralLèLe à la trajectoire normale 11 est difficile si la fraise 4 a déjà profondément pénétré dans la partie d'achoppement 12. Dans ce cas il peut être avantageux de faire précéder le dégagement Latéral d'un recul, parallèLe à La trajectoire 11 et sur une Longueur invariable 18, de La fraise 4. Le dégagement latéral a alors lieu et la fraise-4 est déplacée comme précédemment en Lui faisant suivre des segments tels que 19, parallèLes à la trajectoire normale 11. L'invention permet donc d'obtenir une bonne qualité d'ébavurage, c'est-àdire d'état de surface, tout en accroissant la sécurité. Il est évidemment possible de compléter ce processus robotisé par une passe de finition à vitesse d'avance constante pour arriver au contour final représenté en traits mixtes sur les figures. REVENDICATIONS 1. Procédé d'ébavurage du contour (3) d'une pièce (1) utilisant un outil (4) monté au bout d'un poignet (5) de robot avancé le long du contour de la pièce suivant une trajectoire prédéterminée (11), caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer une grandeur caractéristique de l'effort d'ébavurage de l'outil et à ajuster la vitesse d'avance du poignet sur la trajectoire pour ramener la grandeur caractéristique à une valeur de référence tout en relevant la position sur la trajectoire de parties d'achoppement (12) du contour (3) pour lesquelles la vitesse d'avance est inférieure à une valeur de seuil, et à faire repasser l'outil par les parties d'achoppement jusqu'à ce que toute la trajectoire ait été parcourue avec une vitesse d'avance supérieure à la valeur de seuil. 2. Procédé d'ébavurage suivant la revendication 1, dans lequel le poignet de robot pos- sède une partie souple (10) perpendiculairement au contour de la pièce, caractérisé en ce que le poignet repasse par les parties d'achoppement en empruntant de nouveau la trajectoire prédéterminée. 3. Procédé d'ébavurage suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le poignet passe par les parties d'achoppement en empruntant des segments de trajectoires décalées (14, 15, 16) parallèLes à la trajectoire prédéterminée, la vitesse d'avance étant supérieure à La vitesse de seuil Lorsque ces segments sont empruntés. 4. Procédé d'ébavurage suivant La revendica- tion 1, dans lequeL Le poignet de robot possède une partie souple perpendiculairement au contour de La pièce, caractérisé en ce que le poignet passe par les parties d'achoppement en empruntant la trajectoire prédéterminée Lorsque la vitesse d'avance est supé- 2 6 4 4 7 1 6 rieure à une valeur minimale inférieure à la valeur de seuil et en empruntant des segments de trajectoires décalées (14, 15, 16) parallèles à la trajectoire prédéterminée lorsque la vitesse d'avance serait infé- rieure à la valeur minimale si le poignet empruntait La trajectoire prédéterminée, la vitesse d'avance étant supérieure à la valeur minimale sur les segments de trajectoires décaLées. 5. Procédé d'ébavurage suivant l'une quel- conque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les segments de trajectoires décalées sont paral- lèles à la trajectoire prédéterminée et distants d'elle d'un pas (17) déterminé ou d'un multiple de ce pas. 6. Procédé d'ébavurage suivant l'une quel- conque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le poignet est reculé (18) parallèlement à la trajectoire prédéterminée avant de passer sur un seg- ment de trajectoire décalée.