Brevet FR2779085A1 — publié le 19991203

La présente invention concerne un dispositif de marquage comprenant un mécanisme d'entraînement perfectionné. Dans le cadre de l'invention, le terme générique de dispositif de marquage désigne tout dispositif permettant de réaliser un motif sur la surface d'une pièce, que ce soit par impression, déformation ou enlèvement de matière au niveau de cette surface. De manière connue, un dispositif de marquage comprend une ossature supportant un mécanisme d'entraînement d'un outil de marquage, qui peut être un stylet pneumatique ou une tête de gravure. Ce mécanisme d'entraînement comprend un élément fixe par rapport à l'ossature ainsi qu'un élément mobile susceptible d'être déplacé par rapport à l'élément fixe, selon deux directions perpendiculaires entre elles, par l'intermédiaire de moyens de déplacement. Ces derniers sont par exemple constitués par un système dit "à chariots croisés". L'invention vise plus particulièrement un dispositif de marquage dont l'outil est susceptible de pivoter par rapport à cet élément mobile. Un agencement de ce type est connu par exemple de EP-A-0 519 850. Dans ce document, les éléments fixe et mobile sont logés à l'intérieur d'une enceinte fermée solidaire de l'ossature. L'outil de marquage, qui est disposé en dehors de cette enceinte, est monté sur une tige support articulée à l'élément mobile et qui pénètre donc partiellement dans l'enceinte, par l'intermédiaire d'une ouverture dont est pourvue cette dernière. Cette tige support est montée à pivotement à la fois par rapport à l'élément mobile et par rapport au pourtour de l'ouverture. Un tel arrangement permet de reproduire, au niveau de l'outil de marquage, les déplacements de l'élément mobile, en leur conférant un certain rapport dimensionnel. Dans le cas o la partie de la tige support disposée en dehors de l'enceinte possède une longueur supérieure à celle logée à l'intérieur de cette enceinte, le motif reproduit par l'outil de marquage constitue un agrandissement par rapport au déplacement de l'élément mobile. Dans le cas inverse, il s'agit d'une réduc- tion. Ce dispositif de marquage connu présente cependant certains inconvénients. En effet, le nombre élevé de ses éléments constitutifs implique l'existence de jeux fonctionnels importants. De plus, la rigidité de ces éléments constitutifs est relativement faible, du fait de leur légèreté, de sorte qu'ils sont parfois soumis, en service, à certaines déforma- tions. Enfin, un tel dispositif de marquage fait appel à des courroies crantées d'entraînement du chariot mobile, ce qui induit un phénomène de déformation élastique. L'ensemble de ces caractéristiques confère donc un manque de précision certain au positionnement de l'élément mobile ainsi réalisé. Une telle imprécision est de surcroît amplifiée, lorsque le motif réalisé par l'outil de marquage constitue un agrandissement des mouvements de l'élément mobile. De plus, les différents éléments constitutifs du dispositif de marquage évoqués ci-dessus sont soumis à des frottements importants, de sorte que le rendement mécanique global du dispositif n'est pas optimal. Afin de pallier les inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus, l'invention se propose de réaliser un dispositif de marquage qui, tout en possédant une légèreté satisfaisante, garantisse un positionnement précis de l'outil de marquage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de marquage comprenant une ossature et un mécanisme d'entraînement d'un outil de marquage par rapport à l'ossature, le mécanisme d'entraînement comportant un élément fixe par rapport à l'ossature, un élément mobile lié à l'outil de marquage et des moyens de déplacement de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe selon deux directions perpendiculaires entre elles, l'outil de marquage étant solidaire d'un élément de support susceptible de pivoter à la fois par rapport à l'élé- ment mobile et par rapport à une zone fixe de l'ossature, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent un premier élément de moteur linéaire apte à déplacer l'élément mobile selon une première direction et un second élément de moteur linéaire apte à déplacer l'élément mobile selon une seconde direction perpendiculaire à la première direction. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les premier et second éléments de moteur linéaire sont assemblés l'un à l'autre, de manière à former un unique moteur linéaire déplaçable selon deux directions perpendiculai- res entre elles; - l'élément de support est monté à pivotement par rapport à l'élément mobile, par l'intermédiaire d'un élément d'articulation fixé sur l'élément mobile. L'invention va être décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de marquage conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe du mécanisme d'entraînement du dispositif de marquage représenté à la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique de dessus d'un chariot mobile du mécanisme d'entraînement représenté à la figure 2; et - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV- IV à la figure 3. Le dispositif de marquage représenté à la figure 1, désigné dans son ensemble par la référence 2, comporte une embase 4 de réception d'une pièce à marquer non représentée. Une potence 6 s'étend à partir de l'embase 4, à distance de la zone de réception de la pièce à marquer et comprend une colonne verticale 6A sur laquelle peut être solidarisée une barre horizontale 6B, dont la hauteur est réglable par tout moyen approprié. Une enceinte 8 globalement fermée est assujettie, par sa paroi supérieure 8A, à l'extrémité de la barre 6B, opposée au poteau 6. Cette enceinte 8 reçoit le mécanisme d'entraînement d'un outil de marquage 12. Ce dernier est, dans l'exemple représenté, un stylet pneumatique, mais l'invention trouve également son application à d'autres outils, tels que par exemple un stylet électromagnétique, une fraise de gravure ou bien encore un instrument déposant de l'encre. Le mécanisme d'entraînement 10 comporte un élément fixe 14, de forme générale parallélépipédique et qui est fixé, par exemple par vissage, contre la paroi supérieure 8A de l'en- ceinte 8. Un élément mobile 16, qui est lui aussi parallélépipédi- que, est susceptible de se déplacer, selon deux directions perpendiculaires entre elles, au voisinage de la face infé- rieure 14A de l'élément fixe 14, à savoir celle opposée à la barre 6B. Comme le montrent plus précisément les figures 3 et 4, le déplacement de l'élément mobile 16 par rapport à l'élément fixe 14 est réalisé en tirant parti du phénomène d'induction. A cet effet, l'élément fixe 14 inducteur, formant stator, et l'élé- ment mobile 16 induit, formant chariot, sont tels que ceux commercialisés, par exemple, par la société 3D Automation sous la dénomination Planar/Drive et forment un moteur linéaire plan. L'induit 16 est réalisé sous forme de quatre modules individuels 18, 20, 22 et 24, dont chacun comprend une bobine 18A, 20A, 22A, 24A et son noyau magnétique associé 18B, 20B, 22B, 24B, tous deux noyés dans de la résine. Les directions principales des bobines opposées, à savoir d'une part celles 18A et 22A, et d'autre part celles 20A et 24A, sont parallèles entre elles. Les surfaces en regard, réalisées en fer doux, de l'élément fixe 14 et des noyaux magnétiques 18B, 20B, 22B, 24B sont pourvues de dents respectives non représentées, destinées à s'aligner mutuellement lors du passage du courant dans la bobine. En faisant varier les caractéristiques du courant dans les bobines 18A et 22A, il est possible de déplacer le chariot 16 induit dans une première direction matérialisée par la flèche F. Ce chariot est susceptible de se déplacer suivant une direction perpendiculaire, matérialisée par la flèche F', par passage sélectif du courant dans les bobines 20A et 24A. Les modules d'une part 18 et 22, d'autre part 20 et 24, forment des premier et second éléments de moteur linéaire permettant de déplacer le chariot selon des première et seconde directions perpendiculaires entre elles. Chaque module 18, 20, 22, 24 est le siège d'un aimant permanent, de sorte que le chariot 16 est en permanence attiré par la surface ferrique de l'élément fixe 14 formant stator. Les courants de ces bobines sont fournis de manière connue par des cartes électroniques d'alimentation de moteur pas à pas à deux phases. Un passage d'air 25 est en outre ménagé dans le corps du chariot 16. Ce passage d'air est alimenté au moyen d'un tuyau 26, représenté aux figures 1 et 2 et permet la formation, en service, d'un coussin d'air entre les faces planes en regard 14A, 16A de l'élément fixe 14 et du chariot 16. L'alimentation électrique des bobines est assurée, de manière connue, par une ligne non représentée. Ce tuyau 26 et cette ligne pénètrent, avec étanchéité, au niveau de la paroi supérieure 8A de l'enceinte 8. Un doigt 28 est fixé au chariot 16, par exemple par collage. On peut aussi prévoir de disposer, dans la résine des modules du chariot, une plaque métallique à laquelle ce doigt 28 est assujetti par vissage. Ce doigt 28 est solidaire, à son extrémité opposée au chariot, d'une rotule 30 assurant l'arti- culation à pivotement de l'outil de marquage 12 par rapport au chariot 16, comme cela est connu de EP-A-0 519 850. En faisant en particulier en référence à la figure 2, l'outil de marquage 12 est monté à l'extrémité inférieure d'une tige de manoeuvre 32 qui traverse l'enceinte 8 par une ouver- ture 34, de profil sphérique concave. Cette ouverture 34 constitue une portée pour une rotule sphérique 36 de profil correspondant, solidaire de la tige de manoeuvre 32. L'extrémité 38 de la tige 32, opposée à l'outil de marquage 12, est susceptible de coulisser au sein d'un logement dont est pourvue une pièce intermédiaire 40 articulée sur la rotule 36, par l'intermédiaire d'une fourche 42. Il est à noter que la liaison entre le doigt 28 et la pièce 40 peut être de type cardan. La tige de manoeuvre 32 et la pièce intermédiaire forment un élément de support pour l'outil de marquage 12. Le tuyau 44 assurant l'alimentation en air du stylet pneumatique 12 pénètre par la paroi supérieure 8A de l'enceinte 8 et débouche au sein du logement de la pièce intermédiaire 40, destiné à la réception à coulissement de la tige de manoeuvre 32. Lorsque l'on déplace le chariot induit 16 par rapport à l'élément fixe 14, l'outil de marquage 12 se déplace également, du fait de la double articulation de la tige 32, à la fois par rapport au chariot 16 et aux parois de l'enceinte 8. L'invention a été décrite en faisant référence à des premier et second éléments de moteur linéaire assemblés l'un à l'autre. Elle trouve aussi son application à des premier et second éléments de moteur linéaire séparés, disposés à distance l'un de l'autre sur l'élément mobile. L'invention a été décrite en référence à un élément de support susceptible de pivoter par rapport au pourtour d'une ouverture d'une enceinte. Elle trouve également son application à un élément de support pouvant pivoter par rapport à un autre organe fixe de l'ossature, tel que par exemple des bras de cette ossature venant soutenir une rotule analogue à celle 36 de la figure 2. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, l'utilisation d'un élément fixe inducteur coopérant avec un élément mobile induit permet de faire appel à un très faible nombre d'éléments constitutifs, ce qui tend à réduire les jeux, en comparaison des dispositifs de marquage de l'art antérieur. De plus, aucun de ces éléments constitutifs n'est susceptible de se déformer en service, ce qui confère un positionnement très précis au chariot mobile induit. En conséquence, le positionnement donné à l'outil de marquage est également très satisfaisant, même dans le cas o l'élément de support de cet outil de marquage possède une grande longueur. De plus, l'emploi de cet inducteur et de cet induit entraîne une réduction notable des frottements, par rapport aux dispositifs de marquage de l'art antérieur faisant appel à de nombreux éléments mécaniques. Ceci est permis grâce à l'utili- sation d'un coussin d'air interposé entre les faces en regard de l'inducteur et de l'induit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de marquage (2) comprenant une ossature (4, 8) et un mécanisme d'entraînement (10) d'un outil de marquage (12) par rapport à l'ossature, ledit mécanisme d'entraînement comportant un élément fixe (14) par rapport à ladite ossature, un élément mobile (16) lié à l'outil de marquage (12) et des moyens de déplacement dudit élément mobile par rapport audit élément fixe selon deux directions perpendiculaires entre elles, l'outil de marquage (12) étant solidaire d'un élément de support (32, 40) susceptible de pivoter à la fois par rapport à l'élément mobile (16) et par rapport à une zone (34) fixe de l'ossature, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement comprennent un premier élément de moteur linéaire (18, 22) apte à déplacer ledit élément mobile (16) selon une première direction (F) et un second élément de moteur linéaire (20, 24) apte à déplacer ledit élément mobile selon une seconde direc- tion (F') perpendiculaire à la première direction (F). 2. Dispositif de marquage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier (18, 22) et second (20, 24) éléments de moteur linéaire sont assemblés l'un à l'autre, de manière à former un unique moteur linéaire déplaçable selon deux directions (F, F') perpendiculaires entre elles. 3. Dispositif de marquage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de support (32, 40) est monté à pivotement par rapport à l'élément mobile (16), par l'intermédiaire d'un élément d'articulation (28, 30) fixé sur ledit élément mobile.