Brevet FR2928288A1 — publié le 20090911

La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs permettant d'assurer le marquage de la surface d'un objet, par déformation de cette dernière notamment. Ainsi, dans le domaine ci-dessus, il est connu de réaliser le marquage d'objets métalliques par micro percussions, au moyen d'un système de marquage comprenant une pointe qui est animée d'un mouvement alternatif de translation et qui vient frapper la surface à marquer, pour y former un impact sensiblement ponctuel. Il est alors possible, en déplaçant l'organe de marquage dans deux 10 directions croisées, de réaliser, sur la surface à marquer, des signes en deux dimensions. Afin d'obtenir ce déplacement croisé de l'organe de marquage, l'organe de marquage est de façon traditionnelle déplacé en translation suivant deux axes X, Y perpendiculaires matérialisés par des rails de guidage 15 ou autre système sur lesquels l'organe de marquage est déplacé dans le plan défini par les axes perpendiculaires par des moyens moteurs commandés automatiquement par des moyens électroniques de commande intégrés généralement dans une console programmable par l'utilisateur. Ainsi, il est possible, par la combinaison de ces mouvements de 20 translation de déplacer l'organe de marquage dans une fenêtre, dite également de marquage, définie par l'amplitude des mouvements en translation de l'organe de marquage. Les dispositifs fonctionnant sur ce principe permettent alors de réaliser des signes en deux dimensions de bonne qualité. 25 Afin de marquer des pièces circulaires, il est généralement nécessaire d'utiliser un axe complémentaire de rotation nommé axe D. Cet axe de rotation D est déporté par rapport à l'organe de marquage et il nécessite le mise en oeuvre de moyens moteur de mise en rotation des pièces à graver autour de l'axe D. Ceci implique l'utilisation de moyens électroniques de commande aptes à piloter les trois différents moyens moteurs de déplacement selon chacun des axes X, Y et D. Or de tels moyens de commande dits � 3 axes � sont généralement assez complexes ce qui augmente fortement les coûts de production et de vente des machines de marquage de ce type, et limite de ce fait le développement de ce type de machine malgré une importante demande des utilisateurs. Ainsi, il est apparu le besoin de disposer d'un nouveau type de dispositif de marquage qui, tout en conservant le principe de déplacement de l'organe de marquage selon deux axes de translation X, Y par rapport à un troisième axe de rotation D soit d'un coût réduit par rapport aux machines de marquage de ce type connues. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un dispositif de marquage d'une surface comportant : • des moyens de marquage comportant un organe de marquage apte à réaliser un point ou une marque sensiblement ponctuelle, • des moyens de déplacement de l'organe de marquage dans une fenêtre de marquage selon deux axes X, Y perpendiculaires entre eux et à la surface à marquer pour réaliser des signes sur la surface à marquer, lesdits moyens de déplacement comportant des moyens moteurs, • des moyens de support et de déplacement de l'objet à marquer en rotation autour d'un axe D parallèle à un au moins des axes X, Y, lesdits moyens de support et de déplacement de l'objet comportant au moins des moyens moteurs d'entrainement en rotation selon l'axe D; • des moyens automatiques de commande des moyens de déplacement de l'organe de marquage et de l'objet à marquer selon les axes X, Y, D. 30 Le dispositif de marquage de l'invention se caractérise par le fait que les moyens automatique de commande intègrent des moyens électroniques d'alimentation et de pilotage des moyens moteurs de déplacement selon les axes X, Y ainsi que des moyens de dérivation de l'alimentation des moyens moteurs de déplacement selon l'axe Y vers les moyens moteurs de déplacement selon l'axe D de manière à piloter les moyens moteurs de déplacement selon l'axe D par les moyens d'alimentation et de pilotage de l'axe Y. Selon l'invention, les moyens de dérivation de l'alimentation des 10 moyens moteurs de déplacement selon l'axe Y vers les moyens moteurs de déplacement selon l'axe D comportent des systèmes de relais. Conformément à une caractéristique préférée, le dispositif de l'invention comporte des moyens de blocage des moyens de déplacement de la tête de marquage selon l'axe Y. 15 Toujours selon I invention et dans une première variante, les moyens de blocage comportent un aimant permanent, ou tout autre système mécanique, apte à bloquer les moyens de déplacement de la tête de marquage perpendiculairement selon l'axe Y pendant l'alimentation des moyens moteurs de déplacement selon l'axe D. 20 Toujours selon l'invention et dans une seconde variante, les moyens de blocage consistent en l'injection par les moyens automatique de commande d'un courant de maintien dans les moyens moteurs de déplacement selon l'axe Y. Toujours selon l'invention, les moyens de déplacement de l'organe de 25 marquage selon les axes X, Y comportent au moins un moyen de guidage en translation de l'organe de marquage selon l'axe X parallèlement et à la surface à marquer et qu'au moins un rail de guidage ou autre en translation de l'organe de marquage selon l'axe Y perpendiculairement à l'axe X. Toujours selon l'invention, les moyens moteurs de déplacement de 30 l'organe de marquage comporte un premier chariot motorisé de déplacement en translation dans les deux sens de l'organe de marquage selon l'axe Y, ainsi qu'un second chariot motorisé de déplacement en translation dans les deux sens de l'organe de marquage selon l'axe X. De façon préférée, les moyens de marquage comprennent un système 5 à micro percussion comprennent l'organe de marquage, muni d'une pointe de marquage mobile entre une position de repos et de marquage. De plus, le système de marquage à micro percussion comprend une bobine électromagnétique, à l'intérieur de laquelle est disposé un noyau ferromagnétique qui agit sur la pointe de marquage et qui est mobile en 10 translation, entre une position de repos et de marquage. En variante, le système de marquage à micro percussion peut également comprendre un système pneumatique qui agit sur la pointe de marquage. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci-dessous effectuée en référence aux dessins annexés qui 15 illustrent une forme préférée, non limitative, de réalisation du dispositif de marquage selon l'invention. La fig. 1 est perspective de 3/4 face d'une forme préférée de réalisation d'un dispositif de marquage selon l'invention. La fig. 2 est une vue de dessus partiellement éclatée du dispositif 20 illustré à la fg. 1. Un dispositif de marquage selon l'invention, tel qu'illustré schématiquement à la fig. 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend un châssis porteur 2 qui, selon l'exemple illustré, comprend un pied 3 sur lequel est fixé une potence verticale 4 supportant le système de 25 marquage 5 et sa console de commande 6, montés sur une platine 7 horizontale. La platine 7 est avantageusement solidaire par un écrou ou une noix d'une vis sans fin intégrée à la potence 4 et actionnable manuellement par une manivelle M de sorte que la platine 7, et donc le système de marquage 5 et sa console de commande sont mobiles verticalement sur la potence verticale de manière à régler la position du système de marquage 5 vis-à-vis d'un objet O à marquer. Le système de marquage 4 est réalisé sous la forme d'un système à micro percussions électromagnétique ou autre comprenant un organe de marquage 8, dont l'extrémité est destinée à venir impacter la surface S d'un objet O pour y réaliser des déformations en creux ou points d'impacts, comme cela apparaîtra par la suite. L'organe de marquage 8 comprend de préférence une bobine électromagnétique, à l'intérieur de laquelle est disposé un noyau ferromagnétique qui agit sur une pointe de marquage 81 IO et qui est mobile en translation dans la bobine entre une position de repos et une position de marquage. L'objet O est placé entre les mors 11 d'un mandrin 10 de support et de mise en rotation dudit objet O autour d'un axe de rotation D, ledit mandrin 10 étant accouplé à un moteur électrique d'entrainement disposé 15 dans un carter C étant solidaire du pied 3 du dispositif 1 par tous moyens appropriés, et notamment dans l'exemple représenté par l'intermédiaire d'une platine 12 fixée sur le pied 3 de manière coulissante par des tenons ou vis 13 insérés dans une rainure en T 14 formée sur le pied 3. Dans la mesure où la pointe de marquage réalise des déformations 20 sensiblement ponctuelles et où il est souhaité, conformément à un objectif de l'invention, réaliser des signes en deux dimensions sur la surface S de l'objet O, le système de marquage 5 comprend, en outre, des moyens de déplacement 15, 16, 17, 18 de l'organe de marquage 8. Selon l'exemple illustré sur la figure 2, ces moyens de déplacement 25 comportent deux rails de guidage en translation 15, 16 matérialisant des axes X et Y perpendiculaires de guidage en translation de l'organe de marquage 8, qui sont liés à la platine 7 et donc, par cette entremise au châssis 2. Le rail 15, matérialisant l'axe X de translation de l'organe de 30 marquage 8, est parallèle à l'axe D de rotation de l'objet 0 sur l'étrier. Le rail 16, matérialisant l'axe Y de translation de l'organe de marquage 8 est quant à lui perpendiculaire au rail 15 et à l'axe D. Le rail 16 formant l'axe Y est fixé sur la platine 7. Le rail 15 quant à lui est monté mobile sur le rail 16 par l'intermédiaire d'un chariot motorisé 17, comprenant par exemple un moteur électrique pas à pas, permettant la translation du chariot 17 le long du rail 16 selon l'axe Y. De plus, le rail 15 porte lui l'organe de marquage 8, qui est porté sur un second chariot motorisé 18, lui aussi par exemple équipé d'un moteur électrique pas à pas, solidaire du rail 15. L'amplitude de déplacement de l'organe de marquage 8 le long des rails de guidage 15, 16 définit une fenêtre de marquage dont la longueur est fixée par l'amplitude de la translation selon l'axe X et dont la largeur est déterminée par l'amplitude de la translation selon l'axe Y. Il est alors possible, lors de la mise en marche du système de marquage 5, de venir impacter avec la pointe 81 de l'organe de marquage tout point de la surface S d'un objet O situé dans la fenêtre de marquage. Les chariots motorisés 17, 18 sont avantageusement alimentés et pilotés par des moyens de commande électronique intégrés à la console de commande 6. Ces moyens de commande comportent des moyens électroniques d'alimentation et de pilotage des chariots motorisés 17, 18 de déplacement de la tête de marquage 8 sur les rails 15, 16 selon les axes X, Y. Ces moyens de commande sont généralement appelés � driver moteur Y � pour le pilotage du chariot motorisé 17 et � driver moteur X � pour le pilotage du chariot 18. Ces � driver moteur � X et Y sont de façon avantageuse implémentés directement sur une carte électronique de pilotage intégrée dans la console de commande et programmable par l'utilisateur au moyen d'un clavier 19 sur cette console 6. Les moyens électroniques de commande sont également configurés, conformément à la présente invention, pour alimenter et piloter le moteur d'entraînement en rotation autour de l'axe D du mandrin 10 de support de l'objet 0 à marquer. Une telle rotation s'avère parfois nécessaire et avantageuse pour marquer des pièces circulaires telles que la pièce 0 représentée sur la figure 1, dans la mesure où les rails 15, 16 et chariots motorisés 17, 18 ne permette de mobiliser l'organe de marquage que dans un plan horizontal parallèle à l'axe de rotation D. De façon caractéristique de la présente invention, le pilotage du moteur d'entraînement du mandrin 10 n'est pas assuré par un driver moteur dédié mais par le � driver moteur Y � par dérivation des phases d'alimentation du chariot motorisé 17 vers le moteur d'entraînement du mandrin 10 autour de l'axe D. Pour ce faire, les moyens électroniques de commande comportent des moyens de dérivation, notamment des relais, de l'alimentation du chariot 17 de déplacement de l'organe 8 sur l'axe 16 le moteur d'entrainement du mandrin 10 selon l'axe D. Ainsi, l'électronique de commande du dispositif de marquage 3 axes X, Y, D de l'invention n'intègre que deux commandes d'axes de pilotage, c'est-à-dire les driver moteur X et Y, le driver moteur Y servant à piloter le moteur d'entrainement du mandrin 10 sur l'axe D. La carte électronique reste donc sensiblement identique à celle des machines de marquage dites � 2 axes � ce qui permet de réduire considérablement le coût du dispositif de marquage 1 de l'invention par rapport aux autres machines 3 axes connues. Pour garantir le positionnement de la tête de marquage 8 sur une génératrice de l'objet 0 porté sur le mandrin 10 pendant la rotation dudit objet autour de l'axe D, le chariot motorisé 17 est bloqué en position à une extrémité du rail 15 mécaniquement par un aimant 20, solidaire dudit chariot 17 et qui vient en butée contre le rebord frontal 7a de la platine de support 7 du système de marquage 5. L'aimant 20 est un aimant permanent dimensionné de telle sorte que la force de maintient soit suffisante pour bloquer le chariot 17 en position pendant le marquage de l'objet en rotation sur l'axe D, mais pas trop puissant pour que le couple moteur du chariot motorisé 17 une fois l'alimentation de celui-ci rétablie après désactivation du moteur d'axe D puisse après le marquage dégager l'aimant du rebord frontal de la platine pour ramener le chariot 17 et l'organe de marquage 8 vers une position d'origine. Bien entendu, tout autre système mécanique de blocage de l'organe 8 sur le rail 15 peut être également envisagé sans sortir du cadre de l'invention. Il est également possible de bloquer cette position de l'organe 8 en injectant un courant de maintient dans le moteur pas à pas du chariot motorisé 17. Le dispositif de marquage de l'invention, et notamment les moyens de commande du système de marquage, sont ainsi constitués qu'à tout moment d'un cycle de marquage de la surface 5 d'un objet O, l'alimentation du chariot motorisé de déplacement de l'organe de marquage 8 selon l'axe Y peut être basculé vers le moteur d'entraînement du mandrin 10 sur l'axe D et inversement, permettant d'avoir des fonctionnalités similaires à une machine 3 axes et de marquer des pièces circulaires sans difficultés avec un dispositif de marquage 1 d'un coût réduit. La commutation d'alimentation et de pilotage par commande électronique entre le chariot motorisé 17 de déplacement de l'organe de marquage 8 selon l'axe Y et le moteur de pilotage du mandrin 10 selon l'axe D permet de se déplacer sur 3 axes dans un même cycle de marquage, pour marquer dans des gorges par exemple, et de faire revenir automatiquement l'organe de marquage 8 en position d'origine en fin de cycle dégageant ainsi l'accès à l'objet 0 une fois marqué pour l'opérateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de marquage d'une surface (S) d'un objet (0) comportant : • un châssis porteur (2), • des moyens de marquage (5) comportant un organe de marquage (8) 5 apte à réaliser un point ou une marque sensiblement ponctuelle, • des moyens de déplacement (15,16, 17, 18) de l'organe de marquage (8) dans une fenêtre de marquage selon deux axes (X, Y) perpendiculaires entre eux et à la surface à marquer (S) pour réaliser des signes sur la surface à marquer, lesdits moyens de déplacement comportant des moyens moteurs (17, 18), • des moyens (10) de support et de déplacement de l'objet (0) à marquer en rotation autour d'un axe (D) parallèle à un au moins des axes (X, Y), lesdits moyens (10) de support et de déplacement de l'objet (0) comportant au moins des moyens moteurs d'entrainement en rotation selon l'axe (D); • des moyens automatiques de commande (6) des moyens de déplacement de l'organe de marquage (8) et de l'objet à marquer (0) selon les axes (X, Y, D), caractérisé en ce que les moyens automatique de commande (9) intègrent 20 des moyens électroniques d'alimentation et de pilotage des moyens moteurs (7, 8) de déplacement selon les axes (X, Y) ainsi que des moyens de dérivation de l'alimentation des moyens moteurs de déplacement selon l'axe (Y) vers les moyens moteurs de déplacement selon l'axe (D) de manière à piloter les moyens moteurs de déplacement selon l'axe (D) par les moyens d'alimentation et de pilotage de l'axe 25 (Y). 2. Dispositif de marquage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dérivation de l'alimentation des moyens moteurs de déplacement selon l'axe (Y) vers les moyens moteurs de déplacement selon l'axe (D) comportent des systèmes de relais électronique de commutation. 10 15 3. Dispositif de marquage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage des moyens de déplacement de la tête de marquage selon l'axe (Y). 4. Dispositif de marquage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage comportent un aimant permanent (20) apte à bloquer les moyens de déplacement de l'organe de marquage (8) perpendiculairement selon l'axe (Y) pendant l'alimentation des moyens moteurs de déplacement selon l'axe (D). 5. Dispositif de marquage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage consistent en l'injection par les moyens automatique de commande d'un courant de maintien dans les moyens moteurs de déplacement selon l'axe (Y). 6. Dispositif de marquage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de l'organe de marquage selon les axes (X, Y) comportent au moins un moyen (15) de guidage en translation de l'organe de marquage selon l'axe X parallèlement et à la surface à marquer (S) et qu'au moins un moyen (16) de guidage en translation de l'organe de marquage selon l'axe Y perpendiculairement à l'axe X. 7. Dispositif de marquage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens moteurs de déplacement de l'organe de marquage (8) comporte un premier chariot motorisé (17) de déplacement en translation dans les deux sens de l'organe de marquage selon l'axe (Y), ainsi qu'un second chariot motorisé (18) de déplacement en translation dans les deux sens de l'organe de marquage selon l'axe (X). 8. Dispositif de marquage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de marquage (5) comprennent un système à micro percussion comprenant l'organe de marquage (8), muni d'une pointe de marquage (81) mobile entre une position de repos et de marquage. 9. Dispositif de marquage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de marquage à micro percussion (5) comprend une bobine 30 électromagnétique, à l'intérieur de laquelle est disposé un noyau ferromagnétique quiagit sur la pointe de marquage et qui est mobile en translation dans la bobine, entre une position de repos et de marquage. 10. Dispositif de marquage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de marquage à micro percussion (5) comprend un système pneumatique qui agit sur la pointe de marquage et qui est mobile en translation dans la bobine, entre une position de repos et de marquage.