Brevet FR3051694A1 — publié le 20171201

Machine de nettoyage de pièces par jet d'air La présente invention concerne une machine et un procédé de nettoyage par air de pièces, notamment des pièces provenant d'un poste d'usinage dans l'industrie mécanique. Dans le domaine de l'usinage de pièces mécaniques, l'industriel transforme des blocs de matière brute ou semi-usinés en pièces souvent complexes par de nombreuses opérations d'usinage. Entre chaque opération d'usinage les pièces doivent être contrôlées en surface par des capteurs automatiques. Pour assurer un bon contrôle, les pièces doivent être exemptes de salissures telles que des résidus d'usinage, des copeaux de matière et d'huile de coupe. Pour obtenir des pièces usinées contrôlables, celles-ci passent par des machines de lavage et de séchage. Il existe différents types de machines de lavage. On peut citer le lavage par trempage des pièces dans un bac remplie d'une solution détergente chauffée ou le lavage par projection de cette même solution détergente sur les pièces. Ces machines sont souvent de taille importante avec un prix élevé et entrainent des coûts d'utilisation importants. En effet, la solution détergente doit être maintenue constamment à une température élevée pour permettre la dissolution des huiles de coupe. La nature détergente de la solution oblige également l'industriel à mettre en place un système de traitement et recyclage de cette solution pour limiter l'impact qui résulterait d'une fuite dans l'environnement ou sur le lieu de travail des opérateurs. Après le lavage, les pièces sont séchées par soufflage ou passage dans un environnement à air chaud. Le séchage est intégré à la machine de lavage ou en sortie de celle-ci. Pour permettre de sécher une grande variété de pièces, l'infrastructure est importante et entraine ici aussi des frais d'investissement et d'utilisation élevés. Les machines traditionnelles ont donc des inconvénients qui peuvent être évités car toutes les étapes de l'usinage de pièces ne nécessitent pas d'être suivies par un cycle de lavage et de séchage complet ou parfait. Ainsi, un but de l'invention est de fournir une machine de nettoyage par soufflage d'air permettant de nettoyer les pièces usinées entre différentes étapes d'usinage tout en s'affranchissant des inconvénients des machines de lavage et de séchage traditionnelles. A cet effet, l'invention concerne une machine de nettoyage par soufflage d'air de pièces couvertes de salissures au moyen d'au moins un jet d'air, comprenant : . Une cabine fermée intégrant une trappe sur la partie haute de la cabine permettant l'introduction et l'évacuation d'une pièce à nettoyer, . Un système de préhension de la pièce à nettoyer permettant la rotation de ladite pièce selon l'un de ses axes, le système de préhension étant situé en partie haute de la cabine, en vis-à-vis de ladite trappe, la pièce étant à proximité d'au moins deux surfaces de la cabine sensiblement orthogonales, . Un robot articulé installé en partie haute de la cabine, 3051694 2 . Au moins une buse de soufflage d'air disposé au bout du robot articulé, . Un système de pilotage de l'ensemble de la machine de nettoyage. Avantageusement, le jet d'air produit par la buse est orienté selon une direction ayant une composante orientée vers le haut de la cabine et la buse suit un mouvement en combinaison avec la 5 rotation de la pièce permettant de balayer les surfaces de la pièce à nettoyer. Selon des modes particuliers de réalisation, la machine de nettoyage comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : . La machine de nettoyage utilise de l'air comprimé pour nettoyer les pièces. 10 . Un système de transport permet l'amenée et l'évacuation des pièces à nettoyer de la cabine . Ledit système de transport est contrôlé par le système de pilotage de la machine de nettoyage. . Le robot est apte à déplacer la buse à l'intérieur de la cabine de sorte de nettoyer les parois internes de la cabine au moyen du jet d'air soufflé par la buse et de faciliter l'évacuation des salissures de la cabine vers un bac de récupération des salissures situé en partie basse de la cabine. 15 Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'une machine de nettoyage par soufflage d'air en attente de pièce à nettoyer selon l'invention. 20 La figure 2 une représentation schématique d'une machine de nettoyage par soufflage d'air en cours de nettoyage d'une pièce à nettoyer selon l'invention. Les exemples de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention donnés dans la présente description concernent le secteur de l'usinage de pièces mécaniques pour l'automobile mais ne sont en rien limitatifs puisque l'invention peut s'appliquer à tous les secteurs nécessitant l'usinage de 25 pièces. La figure 1 représente une machine de nettoyage 1 par soufflage d'air en attente d'une pièce 3 à nettoyer selon l'invention. La machine de nettoyage 1 est constituée d'une cabine 2 fermée contenant un robot articulé 5 fixé en partie haute de la cabine 2. La cabine 2 possède un bac de récupération 25 avec un panier filtre 24 recueillant les salissures, notamment les copeaux et les 30 liquides soufflés de la pièce 3 à nettoyer. Les parois de la cabine 2 sont lisses pour permettre aux salissures de descendre rapidement vers le bas de la cabine 2 dans le panier filtre 24 et le bac de récupération 25. Les salissures liquides sont évacuées par un tuyau d'évacuation 26 par aspiration et les salissures solides, telles que les copeaux, sont évacuées par retrait du panier filtre 24. 3051694 3 La cabine 2 s'ouvre par le haut par l'intermédiaire d'une trappe 21 libérant une ouverture 22 permettant d'introduire une pièce 3 à nettoyer. La trappe 21 est actionnée par un système d'ouverture 23, par exemple un vérin. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, la trappe 21 est au plafond de la cabine 2 mais pourrait également être sur les côtés hauts de la cabine 2. Un 5 système de préhension 4 permet de saisir la pièce 3 lorsque celle-ci est introduite dans la cabine 2 par la trappe 21 située en vis-à-vis. Ce système de préhension 4 permet également de faire pivoter la pièce 3 sur un de ses axes. Le système de préhension 4 est positionné en position haute dans la cabine 2 de manière à ce que la pièce 3 à nettoyer se trouve à proximité d'au moins deux surfaces sensiblement orthogonales. Cette position de la pièce 3 permet d'éviter le dépôt à nouveau de 10 salissures lorsqu'elles ont été soufflées. Pour permettre une bonne position de la pièce 3 par rapport aux parois de la cabine 2, le système de préhension peut être déplacé manuellement ou automatiquement en fonction de la taille ou de la forme de la pièce 3 à nettoyer. La rotation de la pièce 3 est coordonnée avec le déplacement du robot articulé 5 ce qui offre un axe supplémentaire de déplacement. 15 Dans l'exemple de réalisation de l'invention illustré en figure 1, le robot articulé 5 est avantageusement accroché au plafond de la cabine 2. Cette position permet d'éviter l'accumulation de salissures et de liquides sur le robot 5, ceux-ci tombant naturellement vers le bas de la cabine 2. Le revêtement ou le carénage du robot 5 est adapté pour laisser glisser les salissures et présente un minimum d'aspérités qui pourraient bloquer des salissures. Le robot 5 est équipé à son extrémité 20 d'une buse 6 permettant de souffler de l'air à haute pression. Le robot 5 possède plusieurs axes de rotation garantissant un grand degré de liberté pour permettre le déplacement et le positionnement de la buse 6 dans la cabine 2. Le robot 5 peut être monté sur des rails 51 pour augmenter sa capacité de positionnement par rapport à la pièce 3. Bien que la position la plus avantageuse soit au plafond de la cabine 2, l'invention couvre également toutes les positions du robot 5 dans le haut de la cabine 25 2. La pièce 3 à nettoyer est introduite dans la cabine 2 par un système de transport 8 tel qu'un portique, un convoyeur, un robot de manutention ou une combinaison de plusieurs de ces exemples. Sur les figures 1 et 2, la pièce 3 est amenée par un portique. Elle est maintenue par des mâchoires 84 reliées à un palan 83 permettant de déplacer la pièce 3 verticalement. Le palan est lié à un chariot 82 30 qui roule sur une poutre 81 pour déplacer la pièce 3 horizontalement. En fonctionnement, la pièce 3 à nettoyer est positionnée au-dessus de l'ouverture 22 de la cabine 2 puis descendue au niveau du système de préhension 4 qui se saisit de la pièce 3. Les mâchoires 84 relâchent la pièce 3 et sortent de la cabine 2 avant la fermeture de la trappe 21. La machine de nettoyage 1 selon l'invention possède un système de pilotage 7 numérique. Ce système de pilotage 7 contrôle les différents éléments de la machine 1 pour les synchroniser. Les 3051694 4 dimensions et structures de chaque type de pièce 3 à nettoyer sont renseignées dans le système de pilotage 7 dans des programmes de nettoyage. Le système de pilotage 7 contrôle ainsi l'acheminement par le système de transport 8 de la pièce 3 à nettoyer dans la cabine 2, la saisie par le système de préhension 4 et la rotation de la pièce 3, l'ouverture et la fermeture de la trappe 21, 5 l'exécution du programme de nettoyage pour déplacer la buse 6 de soufflage sur toutes les surfaces de la pièce 3 et l'évacuation de la pièce 3 en fin de cycle. La figure 2 montre la machine de nettoyage 1 en fonctionnement. La trappe 21 est en position fermée. La buse 6 est positionnée dynamiquement sous ou sur les côtés de la pièce 3 à nettoyer et est orientée selon une direction ayant une composante orientée vers le haut de la cabine 10 2 de manière à ce que le jet d'air 61 balaye toutes les surfaces de la pièce 3. Le robot 5 déplace la buse 6 le long de la pièce 3 en même temps que celle-ci est tournée sur son axe longitudinal par le système de préhension 4. Ainsi les salissures sont soufflées et décollées de la surface de la pièce 3. La position de la pièce 3 très proche des parois de la cabine 2 et en position haute évite que ces salissures ne se déposent à nouveau sur la surface de ladite pièce 3. Les salissures décollées tombent 15 sous la pièce 3 et sont récupérées dans le panier filtre 24. Le déplacement de la buse 6 et la rotation de la pièce 3 sont liés pour permettre un balayage efficace de toute la surface de la pièce 6 par le jet d'air 61. La buse 6 reste positionnée sous la moitié inférieure de la pièce 3 à nettoyer et oriente le jet d'air 61 vers le haut de la cabine 2. Le jet d'air 61 percute ainsi la surface de la pièce 3 avec un angle 20 inférieur à 90° ce qui optimise le décollage des salissures et évite leurs rebonds vers le jet 61 ou vers la pièce 3. Le faible espace entre la pièce 3 et les parois de la cabine 2 concoure à l'absence de nouveau dépôt sur le dessus de la pièce 3 à nettoyer. En fin de cycle de nettoyage par soufflage, la pièce 3 nettoyée est évacuée par le haut de la cabine 2 par l'intermédiaire du système de transport 8. Après chaque cycle ou après un nombre 25 défini de cycles, la cabine 2 est refermée sans pièce 3 à nettoyer pour réaliser un auto-nettoyage de la cabine 2. Le robot 5 effectue des déplacements pour souffler les parois de la cabine 2 et assurer le décollage des salissures pour leur évacuation vers le panier filtre 24 et le bac de récupération 25. Les salissures liquides sont évacuées par le tuyau d'évacuation 26. 30 REVENDICATIONS1. Machine de nettoyage (1) de pièces (3) couvertes de salissures au moyen d'au moins un jet d'air (61), comprenant une cabine fermée intégrant : . une trappe (21) sur la partie haute de la cabine (2) permettant l'introduction et l'évacuation d'une pièce (3) à nettoyer, . un système de préhension (4) de la pièce (3) à nettoyer permettant la rotation de la pièce (3) selon l'un de ses axes, le système de préhension (4) étant situé en partie haute de la cabine (2), en vis-à-vis de la trappe (21), et maintenant la pièce (3) à proximité d'au moins deux surfaces de la cabine (2) sensiblement orthogonales, . un robot (5) articulé installé en partie haute de la cabine (2), . au moins une buse (6) de soufflage d'air disposé au bout du robot (5) articulé, le jet d'air (61) produit par la buse (6) étant orienté selon une direction ayant une composante orientée vers le haut de la cabine (2), la buse (6) suivant un mouvement en combinaison avec la rotation de la pièce (3) permettant de balayer les surfaces de la pièce (3) à nettoyer, . un système de pilotage (7) de l'ensemble de la machine de nettoyage. 2. Machine de nettoyage (1) de pièces (3) selon la revendication 1 comprenant un bac (25) de récupération des salissures en partie basse de la cabine (2) caractérisée en ce que le robot (5) est apte à déplacer la buse (6) à l'intérieur de la cabine (2) de sorte de nettoyer les parois internes de la cabine (2) au moyen du jet d'air (61) soufflé par la buse (6) et de faciliter l'évacuation des salissures de la cabine (2) vers le bac (25) de récupération des salissures. 3. Machine de nettoyage (1) de pièces (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la machine de nettoyage (1) utilise de l'air comprimé pour nettoyer les pièces (3). 4. Machine de nettoyage (1) de pièces (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'un système de transport (8) permet l'amenée et l'évacuation des pièces (3) à nettoyer de la cabine (2) et en ce que ledit système de transport (8) est contrôlé par le système de pilotage (7) de la machine de nettoyage (1).