Brevet FR2951392A1 — publié le 20110422

DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif pour assembler des pièces par rayonnement laser, selon lequel au moins deux éléments sont assemblés le long d'une ligne de jointure prédéfinie au moyen d'un cordon de jointure, avec un porte-pièce mobile le long d'une voie de guidage pour saisir, transporter, positionner et entraîner les pièces, avec des moyens pour produire un rayon laser et avec une tête laser disposée à poste fixe dans le dispositif pour focaliser le rayon laser sur la surface de la pièce, avec une position de jointure où les éléments sont joints par des moyens de jointure, et avec une position de soudage avec des serre-flans pouvant être appliqués sur la surface de la pièce, sachant que le porte-pièce peut être déplacé entre la position de jointure et la position de soudage. On connaît par le document DE 199 47 588 Al une machine-outil avec un dispositif de maintien par lequel deux pièces sont conjointement apportées à un traitement au laser. Parmi les différents traitements laser possibles, le document mentionne l'enlèvement de matière, l'application de matériaux, la trempe et le soudage. Le dispositif de maintien peut être déplacé sous commande numérique dans au moins deux axes mutuellement perpendiculaires et il peut, par un processus de pressage, amener deux pièces dans une position relative définie pour le traitement au laser. Le dispositif de maintien est réalisé sous forme de broche porte-pièce, qui est montée rotative autour d'un axe de rotation. Il est en outre prévu une tête laser qui peut être pivotée autour de deux axes. Pour joindre un arbre à collerette et une pièce en forme de cloche, il est prévu dans le dispositif de maintien une pince de serrage adaptée à la géométrie des pièces et un boîtier annulaire. L'invention a pour but d'indiquer une installation de soudage au laser adaptable et d'optimiser l'adaptation pour des pièces différentes. Ce but est atteint par le fait qu'afin de traiter des pièces de différentes dimensions, il est prévu au moins deux moyens de jointure différents et deux serre-flans différents, qui sont adaptés aux dimensions respectives de la pièce et qui peuvent être automatiquement utilisés au choix en fonction des besoins. Un aspect avantageux de l'invention pour le traitement de pièces différentes consiste à proposer les moyens de jointure correspondants dans la position de jointure, et à mettre également à -2- disposition des serres-flans adaptés à la géométrie des pièces dans la position de soudage. On peut ainsi automatiser l'adaptation de la machine. De plus, les temps d'adaptation sont considérablement réduits. Comme le porte-pièce déplace la pièce vers la position correspondante, le personnel opérateur ne doit plus intervenir. Selon un mode de réalisation avantageux, les serre-flans nécessaire pour l'immobilisation des pièces sont disposés dans un magasin. S'il faut changer un serre-flan dans la position de soudage, le magasin est déplacé sur des voies de guidage et positionne alors le serre-flan souhaité. Selon un autre mode de réalisation avantageux, le porte-pièce mobile peut être accouplé au magasin. On n'a ainsi pas besoin de propre entraînement pour le magasin. Selon différents modes de réalisation de l'invention : sachant que les serre-flans sont mis à disposition dans un magasin, les serre-flans peuvent être appliqués sur la surface de la pièce en déplaçant le magasin et le porte-pièce l'un par rapport à l'autre ; le magasin peut être déplacé le long d'une voie de guidage et, par le déplacement du magasin, le serre-flan adapté aux dimensions respectives de la pièce peut être déplacé dans la position de soudage ; le magasin peut être relié au moyen d'un accouplement au porte-pièce et peut être déplacé par ce dernier dans la position souhaitée ; sachant que le dispositif comprend un bâti ayant deux parois distantes, le porte-pièce peut être déplacé en direction horizontale sur un chariot le long de rails de guidage disposés sur les parois ; le porte-pièce peut être déplacé en direction verticale sur le chariot le long de voies de guidage ; le porte-pièce peut, par déplacement en direction horizontale, être déplacé dans une position en dessous du serre-flan et, par déplacement en direction verticale, le serre-flan peut être appliqué sur la surface de la pièce ; le porte-pièce peut, par déplacement en direction horizontale, être déplacé dans la position de jointure et, par déplacement en direction verticale, les éléments de la pièce peuvent être joints ; enfin, le porte-pièce est réalisé sous forme de broche motorisée pour l'entraînement en rotation de la pièce. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation non limitatif: la figure 1 représente l'installation de soudage au laser en vue 35 de devant la figure 2 représente l'installation de soudage au laser en vue de côté -3- la figure 3 représente l'installation de soudage au laser selon la figure 2 lors du traitement d'une pièce de grande taille, la figure 4 est une représentation agrandie de la position de soudage. Sur la figure 1, le bâti 1 présente deux parois 2, 2' mutuellement distantes. Des rails de guidage horizontaux 3' pour le chariot 4 sont prévus sur le dessus des parois. Sur le chariot 4, le porte-pièce 5 réalisé sous forme de broche motorisée est mobile en direction verticale sur des voies de guidage 6. La broche motorisée est disposée en position verticale et porte à son extrémité supérieure le moyen de serrage 7 pour recevoir des pièces 8. Le magasin 9 avec les serre-flans 10, 10' se trouve au-dessus du chariot 4. Le magasin 9 est mobile lui aussi en direction horizontale, sur les rails de guidage 3. Le chariot 4 peut être relié par l'intermédiaire de l'accouplement 11 au magasin 9 et pousser ce dernier dans une position souhaitée. Le magasin 9 n'a donc pas besoin d'un propre entraînement. La source laser 12 est disposée sur le côté droit sur la figure 1. La tête laser 13 reliée à cette source est à poste fixe. L'exemple de réalisation selon la figure 2 représente en vue de côté une installation de soudage au laser pour des pièces de deux diamètres différents. L'installation de soudage peut être complétée pour le traitement d'autres variantes de pièces avec des contours et/ou des dimensions modifié(e)s. La pièce plus petite 8 est mise en place dans le moyen de serrage 7 et transportée dans le poste de jointure 14' en déplaçant le chariot 4. A ce poste, le porte-pièce se déplace vers le haut et presse la pièce contre le moyen de jointure 15' correspondant aux dimensions de la pièce. L'élément à joindre 17 est alors joint à la pièce 8. Ensuite, le porte-pièce est rabaissé et le chariot 4 se déplace vers la position de soudage 16. A cette position, le porte-pièce est déplacé vers le haut et presse la pièce 8 contre le serre-flan 10'. La broche motorisée tourne ensuite avec la pièce 8. Le cordon de soudure 18 est alors réalisé. En analogie à la figure 2, la figure 3 représente le traitement d'une pièce 8' de plus grand diamètre. A cet effet, le magasin 9 a été relié par l'intermédiaire de l'accouplement 11 au chariot 4 et a été déplacé avec le serre-flan 10 dans la zone d'action de la position de soudage 16. A des fins explicatives, la figure 4 est une représentation agrandie de la position de soudage. L'élément à joindre 17 avait été auparavant, au poste de jointure 14', engagé par pression sur la pièce 8 -4- maintenue dans le mandrin de serrage 7. A la position de soudage 16, la broche motorisée se déplace vers le haut et presse la pièce 8 contre le serre-flan 10. Le cordon de soudure 18 est apposé par sollicitation avec le rayonnement laser provenant de la tête laser 13. Cette installation de soudage au laser permet donc une adaptation automatique avec une tête laser à poste fixe. Sur les figures annexées, les références numériques suivantes ont été affectées aux différentes composantes du dispositif selon l'invention : 1 : bâti 2, 2' : paroi 3, 3' : rail de guidage 4 : chariot 5 : porte-pièce 6 : voie de guidage 7 : moyen de serrage 8, 8' : pièce 9 : magasin 10, 10': serre-flan 11 : accouplement 12 : source laser 13 : tête laser 14, 14' : position de jointure 15, 15' : moyen de jointure 16 : position de soudage 17 : élément à joindre 18 : cordon de soudure Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif pour assembler des pièces (8) par rayonnement laser, selon lequel au moins deux éléments sont assemblés le long d'une ligne de jointure prédéfinie au moyen d'un cordon de jointure, avec un porte-pièce (5) mobile le long d'une voie de guidage (3', 6) pour saisir, transporter, positionner et entraîner les pièces (8), avec des moyens pour produire un rayon laser et avec une tête laser (13) disposée à poste fixe dans le dispositif pour focaliser le rayon laser sur la surface de la pièce, avec une position de jointure (14) où les éléments sont joints par des moyens de jointure (15, 15'), et avec une position de soudage (16) avec des serre-flans (10, 10') pouvant être appliqués sur la surface de la pièce, sachant que le porte-pièce (5) peut être déplacé entre la position de jointure (14) et la position de soudage (16), caractérisé en ce que, afin de traiter des pièces (8) ayant des dimensions différentes, il est prévu au moins deux moyens de jointure différents (15, 15') et deux serre-flans différents (10, 10'), qui sont adaptés aux dimensions respectives de la pièce et qui peuvent être automatiquement utilisés au choix en fonction des besoins. 2. Dispositif selon la revendication 1, sachant que les serre-flans (10, 10') sont mis à disposition dans un magasin (9), caractérisé en ce que les serre-flans (10, 10') peuvent être appliqués sur la surface de la pièce en déplaçant le magasin (9) et le porte-pièce (5) l'un par rapport à l'autre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le magasin (9) peut être déplacé le long d'une voie de guidage (3) et en ce que, par le déplacement du magasin (9), le serre-flan (10, 10') adapté aux dimensions respectives de la pièce peut être déplacé dans la position de soudage (16). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le magasin (9) peut être relié au moyen d'un accouplement (11) au porte-pièce (5) et peut être déplacé par ce dernier dans la position souhaitée. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, avec un bâti (1) ayant deux parois distantes (2, 2'), caractérisé en ce que le porte-pièce (5) peut être déplacé en direction horizontale sur un chariot (4) le long de rails de guidage (3') disposés sur les parois (2, 2').-6- 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le porte-pièce (5) peut être déplacé en direction verticale sur le chariot (4) le long de voies de guidage (6). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le porte-pièce (5) peut, par déplacement en direction horizontale, être déplacé dans une position en dessous du serre-flan (10, 10') et en ce que, par déplacement en direction verticale, le serre-flan (10, 10') peut être appliqué sur la surface de la pièce. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le porte-pièce (5) peut, par déplacement en direction horizontale, être déplacé dans la position de jointure (14) et en ce que, par déplacement en direction verticale, les éléments de la pièce (8) peuvent être joints. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le porte-pièce (5) est réalisé sous forme de broche motorisée pour 15 l'entraînement en rotation de la pièce (8).