Brevet FR2770155A1 — publié le 19990430

La présente invention concerne une installation de pulvérisation automatique pour pulvériser des pièces, notamment des petites pièces, et/ou des parties de pièces, comprenant une cabine de pulvérisation équipée d'un robot muni d'un pistolet à pulvérisation et d'un convoyeur pour transporter les pièces dans la cabine. L'invention concerne également un procédé de pulvérisation automatique de pièces, notamment de petites pièces et/ou de parties de pièces sans utiliser de caches, avec un pistolet de pulvérisation équipé d'une buse centrale émettant le jet d'air basse pression chargé de pulvérisation et de cornes d'air émettant des jets d'air latéraux. I1 existe des installations de pulvérisation mettant en oeuvre des procédés de pulvérisation automatique de pièces Mais les machines ou installations connues utilisent, lorsqu'il ne faut pulvériser qu'une partie de pièce, des caches pour appliquer la pulvérisation dans des zones précises. Or, l'emploi des caches est coûteux car ils doivent être changés régulièrement pour être nettoyés. Le nettoyage des caches et autres pièces souillées par de la pulvérisation est une opération coûteuse. On utilise une machine de nettoyage travaillant avec des solvants très agressifs et difficiles à recycler. Ces différents coûts se répercutent de manière importante sur le coût de fabrication, c'est-à-dire la pulvérisation des pièces. Un autre inconvénient des procédés et machines actuelles, automatiques, est celui d'une perte très importante de pulvérisation passant à côté de la pièce à pulvériser. Toute cette pulvérisation n'est récupérable que dans une très faible proportion et son recyclage est coûteux. En règle générale, la quantité de pulvérisation perdue est d'autant plus grande que la pièce à pulvériser ou que la zone de pièce non couverte par le cache est petite. La présente invention a pour but de créer une installation et un procédé de pulvérisation permettant la pulvérisation de pièces de petites dimensions et ou de zones précises sur des pièces sans nécessiter l'utilisation de caches - A cet effet, l'invention concerne une installation du type défini ci-dessus caractérisée en ce que - le pistolet a une buse à jet central à basse pression de pulvérisation et au moins une buse latérale commandée diri gée contre le jet central pour en modifier la section par un jet d'air, - le convoyeur comporte au moins une platine indexée pour po sitionner, de manière précise, la pièce à pulvériser, - un moyen de commande fournissant des signaux de commande pour le trajet du pistolet, l'orientation de l'axe du pis tolet, la rotation du pistolet autour de son axe, ainsi que la section du jet de la buse. L'invention concerne également un procédé de pulvérisation automatique de pièces du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'en fonction de la surface et du tracé suivi par le pistolet, on commande le ou les jets latéraux pour modifier la section du jet central. L'installation et le procédé selon l'invention permettent la pulvérisation automatique de pièces depetites dimensions et de zones de pièces sans nécessiter de caches. Dans les deux cas il s'agit de pulvériser de manière précise une certaine zone ou surface. La précision de cette opération, évitant les débordements, est importante à la fois dans le cas de petites pièces car cela évite les pertes ou dans le cas de zones de pièces car cela évite l'utilisation de caches, le nettoyage de ceux-ci et les pertes de pulvérisation. Selon l'invention, la pulvérisation n'est pratiquement déposée que sur la pièce ou une zone de pièce sans en déborder. Ce résultat est rendu possible par l'extrême précision de la forme du jet et la précision de la conduite de ce jet, c'est-à-dire de la buse émettant le jet ainsi que l'évolution de la section du jet en cours de travail permettant d'effectuer l'opération rapidement, à une vitesse comparable à celle d'une opération avec cache. Selon l'invention, on utilise un jet de petite dimension pour tracer le contour de la pièce ou de la zone à pulvériser puis on procède au remplissage de cette zone (et inversement) avec un jet de surface plus grande. Le passage d'une forme de jet (section de jet) à l'autre se fait automatiquement, en même temps que le pistolet décrit la trajectoire nécessaire à la couverture de la pièce. La précision du jet et celle de la trajectoire permettent bien au contraire d'éviter des recouvrements de plusieurs couches de pulvérisation à la jonction des zones d'une pièce ou de recouvrements au niveau des retours de trajectoires ou de chevauchements de trajectoires. Cela permet une économie de pulvérisation sans que cela ne soit au détriment de la qualité de la pièce. En conclusion, l'installation et le procédé selon l'invention permettent d'appliquer automatiquement et rapidement une couche de pulvérisation de manière précise et très uniforme sur une zone de pièce ou sur une pièce même de petites dimensions, sans en déborder. Le procédé selon l'invention n'est pas limité à l'application d'une couche réalisée par une seule passe. En effet, dans certains cas, suivant la nature du produit utilisé ou la pièce traitée ou encore la qualité que doit présenter la pièce, plusieurs passes ou plusieurs couches croisées peuvent être nécessaires ; l'invention concerne également un tel cas et permet d'appliquer ces couches avec les mêmes avantages de précision et d'uniformité avec économie de produit et suppression du cache. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple d'installation selon l'invention. - la figure 1A est une vue d'un pistolet à pulvérisation montrant le détail des cornes d'air, - la figure 2 est une vue en élévation d'un exemple d'installation, - la figure 3 est une vue de dessus correspondant à la figure 2, - les 4A, 4B montrent schématiquement une vue en élévation et une vue de dessus d'un pistolet automatique en cours de travail avec un jet de petite section, - les figures 5A, 5B sont une autre vue en élévation et de dessus du pistolet à pulvérisation selon l'invention effectuant un travail avec un jet de grande section. Selon la figure 1, l'invention concerne une installation de pulvérisation pour pulvériser des pièces notamment petites ou des parties de pièces telles qu'un objet O composé de zones 01, 02, 03. L'installation doit par exemple pulvériser la zone 01 sans déborder sur les zones 02 ou 03. Selon un autre exemple, la pièce se limite à la zone 01 de petites dimensions. Là encore, la pulvérisation ne doit pas dépasser de la zone 01 pour éviter les pertes. L'installation se compose d'une cabine de pulvérisation, non représentée, avec un robot formé d'un bras 11, 12, articulé, portant une tête 13 équipée elle-même du pistolet à pulvérisation basse pression 2. Le robot 11, 12, 13 est commandé par un dispositif de commande 3. Le pistolet à pulvérisation 2 doit pulvériser la zone 01 évoquée ci-dessus. La pièce O est portée par une platine P munie d'éléments de fixation I1, I2, I3, I4 pour positionner et te- nir la pièce O dans une position précise par rapport à la platine P. Cette platine P appartient à un convoyeur non représenté ici. La tête 13 portant le pistolet 2 peut se déplacer dans les trois directions d'un système de coordonnées XYZ et tourner autour de son axe A-A (flèche R). Enfin, la tête 13 peut incliner son axe A-A par rapport au système de coordonnées XYZ. Le pistolet à pulvérisation 2 émet un jet J de section S commandée. La trace T laissée par ce jet sur la zone 01 de l'objet O dépend de la section S du jet et de la hauteur du pistolet 2 par rapport à la surface à pulvériser 01. De manière plus précise, selon la figure lA, le pistolet 2 comporte une buse 21 émettant un jet J de section S. A l'avant du pistolet 2 on a deux supports 22, 23 (cornes d'air) équipés chacun d'une buse 24, 25 émettant des jets de commande J1, J2. Les buses 24, 25 diamétralement opposées par rapport à l'axe A-A du pistolet sont dirigées vers le jet J émis par la buse 21. Seul le jet J est un jet d'air de propulsion chargé de pulvérisation alors que les jets J1, J2 sont des jets d'air sans pulvérisation. Les jets J1, J2 écrasent plus ou moins le jet J dont la section devient elliptique ; le jet J étant de section circulaire, en l'absence des jets auxiliaires J1, J2. L'angle du cône du jet J se règle au niveau de la buse 21. En résumé, la buse 21 fournit un jet naturel, conique, d'angle variable, commandé. Ce jet conique peut être écrasé unilatéralement ou bilatéralement par les buses 24, 25 travaillant seules ou en combinaison qui forment un jet à section S sensiblement elliptique, plus ou moins écrasé Le choix entre ces différents modes de fonctionnement permet de remplir de manière précise une surface à pulvériser comme la zone 01, sans en déborder. Pour cela on choisit, pour un premier passage, un jet de section très faible, et de forme circulaire. Avec ce jet on traite le contour de la zone 01. Puis, pour remplir la zone 01, on utilise un jet de plus grande surface, de préférence elliptique assimilable à un pinceau plat plutôt que circulaire. Le pistolet parcourt à ce moment un trajet préalablement défini en fonction de la surface 01, de sa forme, et cela notamment par un programme. Au cours du mouvement de remplissage, le pistolet A2 peut être commandé pour tourner autour de son axe A-A afin de disposer la trace T du jet J en fonction de la forme de la zone 01. Il est à remarquer que la forme de la section S du jet I est solidairement associée au pistolet 2. Cette section S tourne avec le pistolet 2 autour de l'axe A-A mais ne peut tourner indépendamment. Les différents signaux de commande de déplacement et de réglage du jet J sont fournis par le moyen de commande 3, tels que les signaux Sx, Syl Sz, SR de déplacement de rotation du pistolet 2, les signaux SB, SC11 5c2 d'ouverture de la buse 21 et de commande de l'air dans les buses 24, 25 ou les signaux Sp de commande de plateau P. Les figures 2 et 3 montrent schématiquement une installation de pulvérisation selon l'invention. Cette installation se compose d'un convoyeur 4 à quatre branches 41, 42, 43, 44 tournant autour d'un axe vertical Z'-Z'. Chaque branche porte une platine P du type de celle décrite ci-dessus recevant une pièce à pulvériser. L'installation comprend également une cabine 5 équipée par un exemple d'un filtre 51 et d'une chambre d'aspiration 52 avec une sortie 53. La cabine 5 est une cabine de préférence hors poussières avec une ouverture 54 pour le passage des bras 41-44 du convoyeur ainsi que des pièces chargées sur les platines P. Le dispositif de pulvérisation automatique comprenant le pistolet 2 avec sa tête 13 et le support (tel que le double bras 11, 12) sont simplement esquissés dans ces figures 2 et 3, par le rectangle 2. La pulvérisation est contenue dans des bidons 6 elle circule suivant un circuit. Enfin, les moyens de commande, et notamment le poste de commande 31, apparaissent à la figure 3. Les figures 4A, 4B montrent le pistolet 2 et son jet J. Les cornes 22, 23 (figure 1A) sont logées dans une partie 26 à l'avant du pistolet 2. Le pistolet 2 forme un jet J de section circulaire, petite, destinée à réaliser le contour de la zone 01 de la pièce 0, par exemple de forme rectangulaire. La figure 4B montre la trace T que fait le pistolet 2 sur le zone 01 de la pièce ainsi que le trajet 0'1 Ce contour 01' est tracé avec un jet J de faible section circulaire. Pour cela, la buse 21 du pistolet 2 émet seulement le jet J avec un angle d'ouverture faible et les buses latérales écrasant le jet ne sont pas mises en oeuvre. Pour le remplissage de la zone 01, la trace T du jet est de forme elliptique. Pour cela, les buses 24, 25 (figure 1A) sont mises en oeuvre pour écraser le jet. La figure 5B montre, en vue de dessus, le pistolet 2 ainsi que la trace T' que laisse le jet au contour 0'1 de l'objet O et le trajet TR du pistolet. Ce trajet présente un nombre d'intersections réduit au minimum pour réduire le chevauchement des zones peintes. L'installation selon l'invention, telle que décrite ci-dessus, fonctionne de façon automatique, de préférence de manière programmée, les commandes étant fournies par le moyen de commande 3, 31. Au début d'un travail concernant une série de pièces identiques, après avoir défini la position de la pièce sur la platine, on définit le tracé que doit suivre le jet de pulvérisation émis par le pistolet ainsi que la section de ce jet aux différents endroits du trajet. De manière préférentielle on réalise d'abord le contour de la surface à pulvériser avec un jet fin de petite dimension, de section de préférence circulaire. Ce tracé étant réalisé, on remplit la surface ainsi entourée en utilisant un jet plus large, de préférence elliptique. Les 'dimen- sions du jet, réglées par les buses latérales et la hauteur' de la buse centrale par rapport à la surface à traiter, sont choisies pour permettre le remplissage de la surface en un temps minimum et avec un minimum de pulvérisation, c'est-àdire sans chevauchement excessif des différentes parties du tracé suivi par le pistolet. Selon l'invention, il est possible, puisque le tracé est mémorisé, de couper ou de réduire le jet de pulvérisation ou du moins l'alimentation en pulvérisation du jet au niveau des intersections de trajectoires pour éviter l'application de plusieurs couches de pulvérisation superposées. On réalise ainsi une économie de pulvérisation et on facilite le séchage en évitant également des surépaisseurs locales de pulvérisation qui pourraient apparaître sur le produit terminé. La commande d'alimentation des pièces par le convoyeur est également gérée par le moyen de commande de même que les différentes fonctions auxiliaires. Les réglages du pistolet pour obtenir les différents formes de jet et plus généralement le résultat souhaité sont faits par l'opérateur à la mise au point du cycle initial en fonction des caractéristiques de la pulvérisation ou plus généralement du produit à appliquer. Il en est ainsi des pressions et débits mis en mémoire. Ces réglages sont optimisés pour donner, lorsque la buse centrale est seule ouverte, une trace (spot) de produit parfaitement circulaire et lorsque les jets latéraux sont mis en oeuvre, une trace ou spot de forme elliptique ou oblongue. Le diamètre de la trace circulaire et la largeur de la trace oblongue dépendent de la distance entre la buse et la surface de l'objet à traiter. Le contrôle du débordement de produit ou zones de dépassement acceptées se fait par la précision du positionnement du robot, c'est-à-dire de la distance de la buse par rapport à la surface à traiter, de son orientation et de la précision des séquences de commande d'ouverture et de fermeture des élec- trovannes qui pilotent l'ouverture de la buse à pulvérisation du pistolet et l'action des jets d'air latéraux. Lorsqu'on définit les trajectoires pour le tour de la pièce ou de la zone à traiter, on optimise la distance entre la buse et la face de l'objet pour obtenir la qualité de recouvrement et de rendu voulue ainsi que l'uniformité de la zone de dépassement acceptée. La commande automatique du pistolet par le robot et le moyen de commande permet de régler la distance entre la buse et la surface de l'objet ainsi que la vitesse de parcours pour réaliser une application aussi homogène que possible du produit. De manière générale, le produit, selon la description ci-dessus, est une pulvérisation. Il peut également s'agir d'un revêtement de protection, d'un vernis, et plus généralement tout produit destiné à être pulvérisé sur une surface pour son habillage, son entretien ou sa protection. REVENDICATIONS 10) Installation de pulvérisation automatique pour pulvériser des pièces, notamment des petites pièces, et/ou des parties de pièces, comprenant une cabine de pulvérisation équipée d'un robot muni d'un pistolet à pulvérisation et d'un convoyeur pour transporter les pièces dans la cabine, caractérisée en ce que - le pistolet (2) a une buse (21) à jet central (J) à basse pression de pulvérisation et au moins une buse latérale (24, 25) commandée dirigée contre le jet central (J) pour en modifier la section (S) par un jet d'air, - le convoyeur (4) comporte au moins une platine indexée (P) pour positionner, de manière précise, la pièce à pulvériser (O), - un moyen de commande (3) fournissant des signaux de com mande pour le trajet du pistolet (XYZ), l'orientation de l'axe A-A du pistolet, la rotation du pistolet autour de son axe, ainsi que la section (S) du jet de la buse. 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la buse à jet central (21) du pistolet, émettant le jet de pulvérisation (J), comporte deux buses latérales (24, 25) diamétralement opposées par rapport au jet central (J) pour fournir un jet réglable (J1, J2) dirigé contre le jet central (J) pour l'écraser. 30) Procédé de pulvérisation automatique de pièces, notamment de petites pièces et/ou de parties de pièces sans utiliser de caches, avec un pistolet de pulvérisation équipé d'une buse centrale émettant le jet d'air basse pression chargé de pulvérisation et de cornes d'air émettant des jets d'air latéraux, caractérisé en ce qu' en fonction de la surface et du tracé suivi par le pistolet, on commande le ou les jets latéraux pour modifier la section du jet central. 40) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on commande le pistolet à pulvérisation et notamment les jets d'air émis par la ou les buses latérales du pistolet, de manière automatique en fonction d'un programme. 5 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' au début d'un travail sur une série de pièces on enregistre le tracé que doit exécuter le pistolet pour pulvériser la pièce ainsi que les modifications de section de jet en cours de parcours du tracé.