Brevet FR2841811A1 — publié le 20040109

La présente invention concerne un procédé de traitement, notamment d'ébavurage à haute pression, et plus particulièrement un tel procédé de traitement d'une pièce comportant au moins un perçage, comprenant les étapes consistant à provoquer l'engagement d'une buse allongée dans ledit perçage, et à projeter un fluide, notamment à haute pression, par ladite buse. On connaît par le document FR-A-2671296 un robot permettant d'exécuter des opérations de manipulation ou de traitement, notamment de nettoyage et de lavage, de pièces. Ce robot comprend: - une première tourelle circulaire entraînée en rotation et montée audessus de l'espace o sont positionnées les pièces à traiter; - une seconde tourelle circulaire entraînée en rotation de façon indépendante du mouvement de rotation de la première tourelle, montée sur et placée à l'intérieur de cette première tourelle et dont le diamètre est égal au moins au rayon de la première tourelle; et - un arbre positionné verticalement sur la seconde tourelle, entraîné d'un mouvement de translation verticale alternatif et comportant une tête, montée à l'une de ses extrémités et munie des moyens de manipulation ou traitement des pièces. Dans le cas du traitement, par exemple de l'ébavurage, d'une pièce, il est prévu dans ce document de fixer la pièce dans l'espace de traitement et de monter la buse à l'extrémité de l'arbre. Ce procédé présente toutefois des inconvénients. En premier lieu, si un guidage automatique de la buse le long d'un trajet complexe,' par exemple lorsqu'il s'agit de l'engager dans un perçage ou de l'en dégager, ne présente pas de difficultés particulières, il n'en va pas de même d'un guidage manuel. Or, un tel guidage manuel s'avère souvent nécessaire, par exemple lors d'opérations de mise au point, de réglage ou de maintenance. Il peut 2 2841811 en résulter, à l'occasion de telles opérations manuelles, un endommagement de la buse ou de la pièce traitée. Par ailleurs, ce procédé nécessite d'alimenter la buse, qui est mobile à l'extrémité de l'arbre, à l'aide de tuyaux souples. Dans le cas particulier o le fluide projeté par la buse est à haute pression, par exemple pour un traitement d'ébavurage, il en résulte une usure rapide de ces tuyaux. La présente invention vise à palier ces inconvénients. Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir un procédé de traitement automatique d'une pièce à l'aide d'une buse, qui puisse être facilement mis en oeuvre manuellement. L'invention a également pour but de fournir un tel procédé qui évite l'utilisation de tuyaux souples. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de traitement, notamment d'ébavurage à haute pression, d'une pièce comportant au moins un perçage, comprenant les étapes consistant à provoquer l'engagement d'une buse allongée dans ledit perçage, et à projeter un fluide, notamment à haute pression, par ladite buse, ce procédé comprenant les étapes consistant à: - monter ladite pièce sur des moyens de préhension et d'orientation fixés à l'extrémité d'un bras généralement parallèle à la direction d'allongement de ladite buse et agencé pour coulisser parallèlement à cette direction par rapport à des moyens de positionnement transversal du bras perpendiculairement à cette direction; - commander les moyens de préhension et d'orientation et les moyens de positionnement transversal de manière à rendre coaxiaux ladite buse et ledit perçage; - commander le coulissement du bras de manière à engager le perçage sur la buse. 3 2841811 Par conséquent, dans le procédé selon l'invention, la buse est fixe dans l'espace de traitement. C'est au contraire la pièce à traiter qui est montée mobile à l'extrémité du bras. Il en résulte en premier lieu que l'engagement de la buse dans un perçage de la pièce et son dégagement s'effectuent en agissant sur le seul degré de liberté correspondant au coulissement du bras. Cette opération peut être effectuée manuellement sans difficulté. La mise en alignement des axes du perçage et de la buse s'effectue préalablement, alors qu'aucune interaction de la buse et de la pièce n'est à craindre. Par ailleurs, la buse étant fixe, elle est alimentée par des tuyaux rigides dimensionnés convenablement pour éviter toute usure prématurée. Dans un mode de mise en oeuvre particulier du procédé selon l'invention, pour positionner le bras transversalement, perpendiculairement à sa direction, on l'entraîne selon deux rotations d'axes parallèles à sa direction, non alignés entre eux et non alignés avec la direction du bras. L'invention a également pour objet une machine de traitement, notamment d'ébavurage à haute pression, d'une pièce, comprenant au moins une buse fixe allongée, un bras généralement parallèle à la direction d'allongement de la buse, des moyens d'entraînement dudit bras en translation dans cette direction, des moyens de positionnement transversal du bras perpendiculairement à cette direction, des moyens de préhension et d'orientation montés à l'extrémité du bras pour supporter et orienter une pièce à traiter comportant un axe privilégié, et des moyens de commande agencés pour commander les moyens de préhension et d'orientation et les moyens de positionnement transversal de manière à rendre coaxiaux ladite buse et ledit axe privilégié et commander le coulissement du bras parallèlement à lui-même. Dans un mode de réalisation particulier, le bras comporte deux arbres de commande agencés pour fournir deux degrés de liberté de rotation aux moyens de préhension et d'orientation. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une vue en perspective d'une machine de traitement selon l'invention; --la figure 2 est une vue de face de la machine représentée figure 1; - la figure 3 est une vue de côté de la machine représentée figure 1; -la figure 4 est une vue de dessus en coupe suivant la ligne C-C de la figure 3; -la figure 5 est une vue de dessus en coupe suivant la ligne E-E de la figure 3; -la figure 6 est une vue en perspective de la tête du bras de la machine de traitement; -la figure 7 est une vue en coupe transversale de la tête de la figure 6. En se référant à la figure 1, la machine objet de l'invention comprend un bâti 10 positionné au-dessus d'une enceinte 12 dans laquelle sont placées les pièces devant être traitées. 2841811 Les pièces 11 à traiter sont amenées dans l'enceinte 12 du bâti 10 au moyen d'un plateau horizontal 13 mobile en rotation autour d'un axe vertical (figures 2 à 5). Un portique 5 disposé à côté de la machine permet d'amener les pièces sur le plateau 13 et de venir les reprendre pour les déplacer vers un autre poste. La machine comporte une première tourelle circulaire désignée dans son ensemble par la référence 14, qui, dans cet exemple de réalisation est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un moteur électrique 16 entraînant un système de pignons représenté schématiquement en 17 sur la figure 5 et qui est en prise avec une couronne dentée circulaire 18 prévue à la périphérie de la tourelle 14. Le moteur 16 peut être asservi par exemple à l'aide d'un système à commande numérique 19. A l'intérieur de la première tourelle 14, la machine comporte une seconde tourelle circulaire désignée dans son ensemble par la référence 20, dont le diamètre est au moins égal au rayon de la première tourelle circulaire 14, qui est montée sur cette première tourelle 14 et qui est disposée à l'intérieur de cette tourelle 14 comme on peut le voir clairement sur la figure 5. Dans cet exemple de réalisation, cette seconde tourelle circulaire 20 est entraînée en rotation, indépendamment du mouvement de rotation de la première tourelle 14 par l'intermédiaire d'un moteur électrique 22 entraînant un système de pignons représenté schématiquement en 21 sur la figure 5 et qui est en prise avec une couronne dentée circulaire 24 prévue à la périphérie de la tourelle 20. Le moteur 22 peut être asservi par exemple à l'aide du système à commande numérique 19. 6 2841811 Le montage de la seconde tourelle 20 sur la première tourelle circulaire 14 est réalisé par exemple à l'aide d'une platine 26 montée directement sur la partie circulaire 28 de la première tourelle circulaire 14. De cette façon, lorsque la première tourelle 14 est entraînée en rotation, elle entraîne avec elle la seconde tourelle 20 et cette dernière peut tourner autour de son centre de façon indépendante du mouvement de rotation communiqué à la première tourelle 14. Sur la seconde tourelle circulaire 20 sont montées deux colonnes 31 verticales et parallèles formant un bras 29 coulissant. L'extrémité de chaque colonne 31 est positionnée dans l'enceinte 12 et est solidaire d'une tête 32 portant les pièces à traiter. Cet arbre 30 est entraîné selon un mouvement de translation verticale alternatif qui, dans cet exemple non limitatif, est réalisé à l'aide d'un système écrou-vis. A cet effet, l'arbre 30 est constitué d'un écrou 34 en prise sur une vis 36 entraînée par un moteur 38. Ce moteur 38 peut être asservi à l'aide du système à commande numérique 19. L'ensemble moteur 38 et vis 36 est maintenu en position à l'aide d'un support vertical 41 en forme de potence dont l'extrémité inférieure est solidaire de la seconde tourelle 20. Chacune des colonnes 31 supporte un arbre de transmission 30 peut être entraînée selon un mouvement de rotation autour de son axe par un moteur 33 au moyen d'un système 35. Les moteurs 33 peuvent être asservis à l'aide du système à commande numérique 19. En se référant aux figures 6 et 7, la tête 32 comprend un bâti 50 supportant deux axes sensiblement verticaux 52 et 54 coaxiaux avec 7 2841811 les colonnes 31, ces arbres 52 et 54 étant entraînés chacun en rotation par les arbres de transmission 30. La tête 32 forme ainsi les moyens de préhension et d'orientation 57 de la pièce à traiter. Le bâti 50 comporte une partie 55 mobile supportant un axe 56. L'extrémité de cet axe 56 comprend des moyens de préhension 57 de la pièce à traiter. La partie 55 support de l'axe 56 est mobile en io rotation autour d'un axe horizontal 58. L'extrémité de l'arbre 52 comprend un pignon denté 60 coaxial venant en prise avec une roue dentée 62 verticale centrée sur l'axe horizontal 58 et fixée à une extrémité de ce dernier. Ainsi, la rotation de l'arbre 52 entraîne la rotation de l'arbre 58 par l'intermédiaire du pignon 60 et de la roue 62 et la rotation de la partie mobile 55 par rapport à l'axe horizontal 58. L'extrémité de l'arbre 54 comprend un pignon denté 64 coaxial venant en prise avec une roue dentée 66 verticale centrée sur l'axe horizontal 58. La roue dentée 66 est montée à rotation sur l'autre extrémité de l'axe 58 par rapport à la roue dentée 62. Une autre roue dentée 68 centrée sur l'axe horizontal 58 et mobile en rotation autour de ce dernier est solidaire de la roue dentée 66. Cette roue dentée 68 vient en prise avec un pignon 70 fixé à l'extrémité de l'axe 56 et coaxial à ce dernier. Ainsi, la rotation de l'axe 54 entraîne la rotation des roues 66 et 68, la roue dentée 68 entraînant à son tour la rotation de l'axe 56 sur luimême par l'intermédiaire du pignon 70. Les roues dentées 62, 66 et 68 sont de mêmes dimensions. 8 2841811 Lorsque seul l'axe 52 tourne, l'axe 54 étant fixe, la rotation de l'axe 52 entraîne la rotation de la pièce 55 autour de l'axe horizontal 58. L'axe 54 étant fixe, les roues dentées 66 et 68 sont également fixes, de sorte que lors du déplacement de la pièce 55, le pignon 70 se déplace sur le pourtour de la roue dentée 68 entraînant en rotation sur lui-même l'axe 56. Lorsque seul l'axe 54 tourne, l'axe 52 étant fixe, le seul mouvement autorisé est la rotation sur lui-même de l'axe 56. La machine comprend également une ou plusieurs buses de pulvérisation 72 disposées dans le volume de l'enceinte 12. Ces buses 72 sont par exemple des buses fixes allongées verticales dont l'ouverture est dirigée vers le bâti 10. Ces buses peuvent être orientables ou mobiles en rotation autour de leur axe. On comprend que grâce à l'invention, la tête 32 du bras 29 peut balayer une grande partie du volume de l'enceinte 12: en effet, cette tête 32 est déplacée selon la combinaison de mouvements ci-après: -mouvement alternatif montée/descente des colonnes 31 à l'extrémité desquelles elle est montée; -mouvement de rotation de la seconde tourelle circulaire 20 et -mouvement de rotation de la première tourelle circulaire 14, ce mouvement entraînant également la seconde tourelle circulaire 20 et le support 41 de l'arbre 30, ces deux éléments étant montés sur la première tourelle 14, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus. A ces mouvements, s'ajoutent les deux mouvements de rotation de la pièce mobile 55 du bras 29, la pièce mobile 55 supportant la pièce 11 à traiter. Grâce à la combinaison de mouvements décrite ci-dessus, le bras 29 peut amener la partie de la pièce 11 à ébavurer en regard d'une buse 72 et déplacer la pièce afin que la buse pénètre à l'intérieur de cette dernière afin d'y effectuer un ébavurage en utilisant des jets à haute pression permettant d'obtenir un détachement des copeaux qui io subsistent sur les pièces après leur usinage. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire de modifier l'installation pour traiter des pièces de formes différentes. En effet, dans ce cas, il suffit de modifier le programme d'asservissement des différents mouvements du bras 29. L'alimentation en énergie électrique des différents moteurs permettant de réaliser les mouvements du bras 29 s'effectue de façon classique à l'aide de câbles blindés souples. Le procédé d'ébavurage est maintenant décrit. La pièce à traiter 11 est amenée sur le plateau 13 à l'aide du portique 5. Par rotation du plateau 13, la pièce Il est introduite dans l'enceinte 12 du bâti. Au moyen des moteurs 16, 22 et 33, les moyens de préhension et d'orientation (32) sont amenés au-dessus de la pièce Il pour la saisir, par exemple à l'aide de mandrins expansifs. 2841811 Une fois fixée à l'extrémité du bras 29 sur la tête 32, et à l'aide des mêmes moteurs, la pièce 11 est déplacée dans l'enceinte 12 de sorte que l'un de ses perçages soit coaxial avec une buse 72. Le bras 29 est alors déplacé verticalement au moyen du moteur 38, de sorte que la buse pénètre à l'intérieur du perçage de la pièce 11. Du liquide est introduit sous haute pression par la buse 72 dans le perçage au moyen d'une pompe de façon à ébavurer le perçage. Une fois l'ébavurage terminé, la pièce Il est déplacée de façon à dégager la buse du perçage en actionnant le moteur 38. La pièce 11 peut alors soit être replacée sur le plateau 13 et évacuée, soit être déplacée dans l'enceinte 12 de sorte qu'un autre de ses perçages soit coaxial avec une buse 72. Les différents moteurs16, 22, 33 et 38 sont commandés à l'aide du système de commande numérique 19. Ce dernier est par exemple automatisé. il 2841811 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement, notamment d'ébavurage à haute pression, d'une pièce (11) comportant au moins un perçage, comprenant les étapes consistant à provoquer l'engagement d'une buse allongée (72) dans ledit perçage, et à projeter un fluide, notamment à haute pression, par ladite buse, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: monter ladite pièce (11) sur des moyens de préhension et d'orientation (32) fixés à l'extrémité d'un bras (29) généralement parallèle à la direction d'allongement de ladite buse et agencé pour coulisser parallèlement à cette direction par rapport à des moyens de positionnement transversal du bras perpendiculairement à cette direction; - commander les moyens de préhension et d'orientation (32) et les moyens de positionnement transversal de manière à rendre coaxiaux ladite buse (72) et ledit perçage; - commander le coulissement du bras (29) de manière à engager le perçage sur la buse (72). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour positionner le bras (29) transversalement, perpendiculairement à sa direction, on l'entraîne selon deux rotations d'axes parallèles à sa direction, non alignés entre eux et non alignés avec la direction du bras. 3. Machine de traitement, notamment d'ébavurage à haute pression, d'une pièce (11), caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une buse fixe allongée (72), un bras (29) généralement parallèle à la direction d'allongement de la buse (72), des moyens d'entraînement (38, 30) dudit bras en translation dans cette direction, des moyens de positionnement transversal (14, 20) du bras perpendiculairement à cette direction, des moyens de préhension et d'orientation (32) montés à l'extrémité du bras (29) pour supporter et orienter une pièce (11) à traiter comportant un axe privilégié, et des moyens de commande (16, 22, 33) agencés pour commander les moyens de préhension et d'orientation (32) et les moyens de positionnement transversal (14, 20) de manière à rendre coaxiaux ladite buse (72) et ledit axe privilégié et commander le coulissement du bras (29) parallèlement à lui-même. 4. Machine de traitement selon la revendication 3, dans laquelle le io bras (29) comporte deux arbres de commande (30) agencés pour fournir deux degrés de liberté de rotation aux moyens de préhension et d'orientation (32).