Brevet FR2692176A1 — publié le 19931217

La présente invention se rapporte à un dispositif robotisé pour le dépôt d'un revêtement sur une surface à traiter, et de préférence à un dispositif pour la pulvérisation d'une couche de mastic de protection contre les projections de gravillons, sur un brancard formant le bas de caisse d'un véhicule automobile. Depuis longtemps, on a cherché dans l'industrie à automatiser complètement les opérations de dépôt de revêtements de protection, par exemple sur les caisses ou carrosseries de véhicules. Pour ce faire, on a élaboré des dispositifs automatisés qui comprennent notamment un robot manipulateur supportant un outil de pulvérisation d'un produit de revêtement, des moyens de déplacement relatif de la caisse et du robot, ainsi que des moyens de récupération des excédents de produit pulvérisé. Toutefois, jusqu'à présent pour obtenir une limite supérieure du revêtement qui soit franche et nette, il est nécessaire d'effectuer sur la surface à traiter un marouflage afin de masquer les parties de celle-ci qui ne doivent pas être enduites avec le produit de revêtement. Une telle opération de marouflage qui est en général effectuée manuellement avec du papier adhésif, est coûteuse, délicate et fastidueuse à effectuer. Aussi, la présente invention a pour but de pallier les inconvénients énoncés plus haut, en proposant un dispositif robotisé d'application ou de dépôt d'un produit de revêtement de surface, grâce auquel une limite supérieure nette et franche du revêtement appliqué peut être obtenue facilement, rapidement et à un coût avantageux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif automatisé pour le dépôt d'un revêtement sur une surface telle que par exemple un brancard de bas de caisse d'un véhicule automobile, du type comprenant un robot manipulateur, un outil de pulvérisation d'un produit de revêtement, des moyens de déplacement relatif de la caisse et du robot, ainsi que des moyens de récupération des excédents de produit pulvérisé, caractérisé en ce qu'une roulette motorisée formant disque de masquage est montée sur le"robot audessus de l'outil de pulvérisation, cette roulette qui suit les déplacements de l'outil étant entraînée à rotation pour que son bord périphérique tourne à proximité de la caisse, de façon à obtenir sur celle-ci un revêtement avec une limite supérieure franche. On comprend déjà qu'avec le dispositif conforme à l'invention, le masquage des parties de la caisse où le produit ne doit pas être pulvérisé, se fait automatiquement par la roulette motorisée, au fur et à mesure que l'outil de pulvérisation et la caisse se déplacent l'un par rapport à l'autre. Suivant une autre caractéristique de I'invention, l'axe de rotation de la roulette précitée s'étend dans un plan approximativement vertical et perpendiculaire au plan médian du véhicule, le bord périphérique de la roulette étant à quelques millimètres de la caisse. Ainsi, puisque suivant l'invention, le masquage s'effectue sans marouflage ni contact entre la caisse et la roulette de masquage, non seulement la limite supérieure de la surface revêtue de produit est parfaitement nette et sans traces, mais en plus la caisse à traiter avec le produit peut être transférée plus rapidement, par exemple d'une phase de fabrication à la suivante. Ainsi, les temps morts dans la chaîne de production peuvent être réduits. Le dispositif se caractérise en ce que les moyens de récupération précités sont constitués par une raclette montée fixe par rapport à la roulette motorisée et s'étendant suivant un rayon de celle-ci, de manière à recueillir l'excédent de produit pulvérisé sur la roulette de masquage et à le diriger vers un bac de récupération. On notera ici que grâce à cette raclette, il est possible de réduire les gaspillages et les rejets de produits de revêtement, ce qui permet de mieux préserver l'environnement (recyclage du produit récupéré). Par ailleurs, le produit de revêtement est pulvérisé sous la forme d'un jet approximativement plan et orienté avec son axe de pulvérisation sensiblement perpendiculaire à l'axe de la roulette motorisée. Plus précisément, le plan du jet de pulvérisation est sensiblement vertical et décalé par rapport à un plan vertical contenant l'axe de la roulette motorisée. On notera ici que les moyens de déplacement sont notamment constitués par un convoyeur supportant la caisse et déplaçant celle-ci suivant une trajectoire droite, tandis que le robot est déplacé simultanément suivant une courbe adaptée au profil de la caisse, dans un sens opposé au sens de déplacement du convoyeur et avec une vitesse déterminée en fonction du débit de l'outil de pulvérisation. L'invention se caractérise également en ce que la roulette motorisée est montée sur un support solidaire du robot par l'intermédiaire d'un système de raccordement(désaccouplement rapide, afin de faciliter l'entretien ou d'autres opérations à effectuer sur cette roulette. De plus, l'outil de pulvérisation est monté sur le support solidaire du robot où la roulette motorisée est montée. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle d'un dispositif conforme à l'invention et d'un bas de caisse de véhicule automobile à traiteur, en coupe suivant un plan vertical et perpendiculaire au plan médian de ce véhicule; - la figure 2 est une vue en plan suivant la flèche II de la figure 1; et - la figure 3 est une vue schématique partielle en perspective du dispositif conforme à l'invention. En se reportant aux figures, on voit un dispositif automatique ou robotisé 1 qui permet d'appliquer par pulvérisation une couche d'un produit de revêtement 2 sur une surface à traiter 32. Suivant Exemple illustré, la surface à traiter 32 est la partie inférieure d'un brancard formant le bas de la caisse 30 d'un véhicule automobile quelconque 3, dont le plan médian est désigné en M sur les figures 1 et 2. Au vu des figures, on remarque que le dispositif 1 comprend un robot manipulateur 101 sur lequel est installé un outil 102 permettant la pulvérisation du produit de revêtement 2 sur la surface 32. Le dispositif 1 comprend également des moyens 123 aptes à déplacer l'un par rapport à l'autre la caisse 30 du véhicule 3 et le robot manipulateur 101. Sur la figure 2, la référence numérique 122 désigne des moyens de récupération des excédents de produit 2 pulvérisé par l'outil 102. Ces moyens 122 font également partie du dispositif robotisé 1. Conformément à l'invention, le dispositif robotisé 1 comprend une roulette motorisée 112 qui constitue un disque de masquage des parties de la caisse 30 du véhicule 3 sur lesquelles le produit de revêtement 2 ne doit pas être pulvérisé par l'outil 102. La roulette motorisée de masquage 112 est disposée de façon à venir au-dessus (c'est-à-dire à peu près au droit) de l'outil de pulvérisation 102, comme on le voit bien sur la figure 1 notamment. L'outil de pulvérisation 102 et la roulette motorisée de masquage 112 sont montés sur le robot 101 (figure 3) ce qui permet à la roulette 112 de suivre l'outil 102 lorsque celui-ci est déplacé par rapport à la surface 32, à l'aide des moyens de déplacement relatifs 123. I1 ressort des différentes figures que la roulette de masquage 112 est constituée par un disque dont le bord périphérique 113 est biseauté. Ainsi, le disque de masquage 112 comprend une surface inférieure et une surface supérieure, la surface inférieure 114 dont l'aire est plus importante que celle de la surface supérieure, étant appelée "surface utile". Le rebord périphérique 113 de la roulette de masquage 112 vient à proximité de la surface 32, sans toutefois venir en contact avec celle-ci. Plus particulièrement, durant tout le fonctionnement du dispositif robotisé 1, le rebord périphérique 113 et la surface à traiter 32 seront toujours à une distance "D" l'un de l'autre, cette distance étant de l'ordre de quelques millimètres. De préférence, la distance D est ajustable et comprise entre 10 et 15 mm. En outre, le disque 112 est motorisé ou positivement entraîné en rotation autour d'un axe R, par exemple à l'aide d'un moteur pneumatique conventionnel 312. Suivant l'exemple des figures, le disque de masquage 112 a un diamètre de l'ordre de 130 mm et est monté sur le robot 101 de façon que sa surface utile 114 s'étende dans un plan sensiblement parallèle à un axe central de pulvérisation X-X', vue en projection dans un plan vertical (figure 1). L'axe de rotation R s'étend dans un plan sensiblement vertical et perpendiculaire au plan médian M du véhicule 3. Comme illustré sur la figure 1, l'axe de pulvérisation X-X' forme léger un angle A de l'ordre de 20 , avec l'horizontale, l'axe de rotation R de la roulette 112 sera maintenu sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X' et définira par rapport à la verticale un angle correspondant. L'outil de pulvérisation 102 comporte, comme on le voit notamment sur la figure 3, un pulvérisateur monté sur le robot 101. Une allonge 102a s'étend suivant la direction de l'axe X-X' depuis le pulvérisateur 102 et comporte à son extrémité une buse 102b (figures 1 et 2). On comprend au vu de la figure 2 que l'allonge 102a est rétractable pour que la buse 102b puisse être déplacée suivant la direction de l'axe X-X' entre une position de dégagement (en traits forts sur la figure 2) et une position de fonctionnement (en pointillés). Dans le cas d'un disque de masquage 112 ayant un diamètre de 130 mm, la buse de pulvérisation 102b sera à une distance de l'ordre de 200mm de la surface 32 dans sa position de dégagement, et à une distance de l'ordre de 120 en position de fonctionnement. Au vu de la figure 2, on comprend qu'en projection dans un plan horizontal, le jet de produit 2 forme un angle négligeable de part et d'autre de l'axe de pulvérisation X-X'. Ainsi, on peut dire que la pulvérisation s'effectue sensiblement sous la forme d'un secteur de plan. Le jet de produit 2 en forme de plan est approximativement vertical et définit dans ce plan un angle P de l'ordre de 50 , à partir de la buse 102b. La valeur de l'angle P est choisie de sorte que le jet de produit 2 soit cassé par la surface utile 114 de la roulette 112. Suivant l'exemple illustré, le jet de produit 2 est pulvérisé pour venir frapper la surface 114, à sensiblement 60mm du rebord périphérique 113 de la roulette 112. Une telle disposition permet d'obtenir un excellent masquage des parties à protéger de la surface 32, et d'éviter au maximum que les projections de particules fines de produit 2 sous la forme de "nuages", ne viennent en contact avec notamment les parties de la surface 32 où le revêtement 2 ne doit pas être appliqué. Pour éviter que les excédents de produit 2 qui sont pulvérisés sur la surface utile 114 ne s'accumulent sur celle-ci, le dispositif 1 comprend, comme on l'a dit plus haut, des moyens de récupération 122 qui comprennent une raclette 214. Cette raclette 214 qui est en contact par son arête utile avec la surface 114, est montée fixe par rapport à la roulette motorisée 112, de façon à collecter les excédents de produit pulvérisés 2 qui adhérent sur cette dernière lorsqu'elle est entraînée en rotation. Sur la figure 2, on voit que la raclette 214 s'étend généralement suivant la direction d'un rayon de la roulette 112, jusqu'à proximité de son axe de rotation R. D'autre part, l'une des extrémités de la raclette 214 fait saillie du rebord périphérique 113, et est raccordée à un canal d'écoulement 222 qui débouche dans un récipient collecteur d'excédents de produit 2 désigné en 223. Ainsi, quand la roulette motorisée 112 tourne suivant le sens de la flèche B visible sur la figure 2, le produit 2 pulvérisé sur la surface utile 114 est essuyé par la raclette 214, et collecté dans le récipient en forme de bac 223, par l'intermédiaire du conduit 222. Pour que les moyens de récupération 122 soient parfaitement efficaces, quand le robot 101, et donc la buse 1 02b sont déplacés suivant le sens de la flèche G (figure 2), que la caisse 30 du véhicule 3 est déplacée suivant le sens de la flèche J opposé à G, et que la roulette motorisée 112 tourne suivant le sens de la flèche B (comme si elle était en prise d'une part avec la surface 32 et d'autre part avec un plan solidaire du robot 101), on dispose la buse 102b pour que l'axe X-X' soit sensiblement perpendiculaire à la surface 32 et soit décalé par rapport à la position de l'axe de rotation R, dans le sens de la flèche G. Autrement dit, la pulvérisation s'effectuera en amont par rapport à un plan vertical contenant l'axe R, dans le sens G du déplacement de l'outil de pulvérisation 102. Pour sa part, la raclette 214 sera disposée avec un angle d'à peu près 45" par rapport à la direction d'un rayon de la roulette motorisée 112 approximativement perpendiculaire à l'axe X-X', en aval de la zone de contact entre le jet de produit 2 et la surface utile 214. Grâce à cette disposition où le plan du jet de pulvérisation de produit 2 est décalé par rapport à un plan vertical qui contient l'axe R de la roulette motorisée 112, le produit 2 accumulé sur le disque est raclé et évacué naturellement sous l'action des forces d'inertie et centrifuge. Ainsi, les excédents de produit 2 peuvent tomber sous l'effet de leur propre masse dans le bac de récupération 223. Dans ce but, le bac 223 est de préférence fixé le long d'un convoyeur indépendant du robot 101, à distance de la surface 32, et de la roulette 112. En se reportant à la figure 1, on voit qu'une partie des moyens de déplacement relatifs 123 est constituée par un convoyeur qui supporte la caisse 30 du véhicule à traiter. Ce convoyeur des moyens de déplacement 123 suit une trajectoire sensiblement droite (par exemple parallèle au plan médian M tel que visible sur la figure 2). Pour leur part, les moyens de déplacement du robot 101 (non illustrés) suivant de préférence une courbe adaptée telle que celle désignée en C sur la figure 2, qui correspond sensiblement au profil de la surface 32 à traiteur. Comme on l'a dit plus haut, les moyens de déplacement 123 permettront à la caisse 30 d'être déplacée suivant le sens de la flèche J qui est opposé au sens de déplacement G du robot 101. Evidemment, on déterminera la vitesse relative du robot 101 et de la caisse 30 en fonction du produit 2, du débit de l'outil de pulvérisation 102 et de la qualité de revêtement que l'on désire obtenir sur la surface 32. Sur la figure 3, on remarque que la roulette 112, la raclette 214, le moteur pneumatique 312 sont montés sur un support unique de façon à former un ensemble solidaire du robot 101. Ici, cet ensemble est rendu solidaire du support par l'intermédiaire d'un système de raccordementldésaccouplement rapide désigné en 201. Comme illustré, ce système 201 comprend une partie dite fixe 201a, montée à l'extrémité d'un axe du robot 101, et une partie dite détachable 201b qui supporte l'ensemble formé par la roulette, le moteur et la raclette. Un tel système de raccordement/désaccouplement rapide 201 permet de faciliter l'entretien des dispositifs ou d'autres opérations à effectuer sur celui-ci, comme par exemple le nettoyage complet de la roulette, ou son démontage lors des interruptions de travail. On notera ici que l'outil de pulvérisation 102 est aussi monté sur le support unique où est monté le disque 112. Dans ce cas, la partie 201b du système 201 est solidaire de la roulette 112 et la partie 201a est munie d'une pince apte à saisir le support de l'outil de pulvérisation 102. Evidemment, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais comprend tous les équivalents ainsi que les combinaisons des moyens illustrés, si toutefois celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif automatisé (1) pour le dépôt d'un revêtement sur une surface (32) telle que par exemple un brancard de bas de caisse (30) d'un véhicule automobile (3), du type comprenant un robot manipulateur (101), un outil de pulvérisation (102) d'un produit de revêtement (2), des moyens de déplacement relatif (123) de la surface à traiter (32) et du robot (101), ainsi que des moyens (122) de récupération des excédents de produit pulvérisé (2), caractérisé en ce qu'une roulette motorisée (112) formant disque de masquage est montée sur le robot (101) au dessus de l'outil de pulvérisation (102), cette roulette (112) qui suit les déplacements de l'outil (102) étant entraînée en rotation pour que son bord périphérique (113) tourne à proximité de la surface à traiter (32), de façon à obtenir sur celle-ci un revêtement avec une limite supérieure franche. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation (R) de la roulette de masquage (112) s'étend dans un plan approximativement vertical et perpendiculaire au plan médian (M) du véhicule (3), le bord périphérique (113) de la roulette (112) étant à quelques millimètres de la surface à traiter (32). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de récupération (122) des excédents de produit pulvérisé (2) comprenent une raclette (214) montée fixe par rapport à la roulette motorisée (112) et s'étendant suivant un rayon de celle-ci de manière à retenir l'excédent de produit pulvérisé (2) sur la roulette de masquage (112) et à le diriger vers un bac de récupération (223). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit de revêtement (2) est pulvérisé sous la forme d'un jet approximativement plan et orienté avec son axe de pulvérisation (X-X') sensiblement perpendiculaire à l'axe (R) de la roulette motorisée (112). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plan du jet de pulvérisation est sensiblement vertical et décalé par rapport à un plan vertical contenant l'axe (R) de la roulette motorisée (112). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (123) sont notamment constitués par un convoyeur supportant la caisse (30) et déplaçant celle-ci suivant une trajectoire droite, tandis que le robot (101) est déplacé simultanément suivant une courbe (C) adaptée au profil de la surface à traiter (32), dans un sens (G) opposé au sens (J) de déplacement du convoyeur et avec une vitesse déterminée en fonction du débit de l'outil de pulvérisation (102). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la roulette motorisée (112) est montée sur un support solidaire du robot par l'intermédiaire d'un système de raccordement/désaccordement rapide (201), afin de faciliter l'entretien ou d'autres opérations à effectuer sur cette roulette (112). 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'outil de pulvérisation (102) est monté sur le support solidaire du robot (101) où la roulette motorisée (112) est montée.