Brevet FR3123010A1 — publié le 20221125

Un dispositif de nettoyage (DN) est destiné à nettoyer une buse d’un appareil de soudage laser qui comprend une extrémité comportant un orifice dédié au passage d’un faisceau laser de soudage et à proximité duquel est installé au moins un capteur de contrôle de position en un endroit prédéfini. Ce dispositif (DN) comprend une pièce de couplage (PC) couplée temporairement à cette extrémité en ayant au moins un premier passage (P1) débouchant devant le capteur et dans lequel est installée une tige mobile (TM) comprenant une partie terminale (PT) propre à être appliquée et tournée contre ce capteur par action sur la tige mobile (TM) afin de retirer des morceaux de matière produits lors du soudage et déposés dessus. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE NETTOYAGE DE CAPTEUR(S) D’UNE BUSE D’UN APPAREIL DE SOUDAGE LASER Domaine technique de l’invention L’invention concerne les appareils de soudage laser, et plus précisément le nettoyage de l’une des buses que comprennent de tels appareils. Etat de la technique Certains appareils de soudage laser comprennent un bras fixe muni d’une première buse contre laquelle sont placées les plaques (ou tôles) à souder et une tête mobile comportant une seconde buse comprenant une extrémité munie d’un orifice dédié au passage d’un faisceau laser de soudage et que l’on vient plaquer contre les plaques à souder. C’est par exemple le cas des appareils qui sont de type dit « C-gun » ou « picker », et qui sont notamment utilisés dans le domaine des véhicules. Avant de procéder au soudage laser on doit préalablement vérifier si la seconde buse est correctement plaquée contre les plaques à souder afin de garantir l’étanchéité de la lumière laser. Pour ce faire, l’extrémité de la seconde buse comprend au moins un capteur de contrôle de position (et généralement deux) à proximité de l’orifice laser. Si les mesures fournies par chaque capteur indiquent que le plaquage n’est pas effectif, la génération du faisceau laser est interdite. Dans le cas contraire le faisceau laser est généré pour réaliser un cordon de soudure. Un dispositif d’aspiration est couplé à la seconde buse afin d’aspirer les fumées et résidus de soudure (ou « grabons »). Dans certains cas, comme par exemple lorsqu’il y a du zinc sur les tôles à souder, des projections (ou morceaux de matière) sont produit(e)s durant la soudure et se collent dans l’orifice laser de la seconde buse. Ces projections peuvent être supprimées par un nettoyage fréquentiel dans la cavité de l’orifice laser. Cependant, il arrive fréquemment que des projections fluent au niveau du plan de joint en dehors de l’orifice laser et viennent encrasser les capteurs (par exemple du fait d’un effet de déformation électrodynamique). Les capteurs étant petits et sensibles aux pollutions dues aux projections, après un certain temps leur fonctionnement est altéré, et donc ils délivrent des mesures erronées, voire aucune mesure, si bien que l’appareil se met en sécurité, ce qui s’avère problématique sur une chaîne de montage (par exemple de véhicule). Actuellement, c’est un technicien qui doit intervenir sur la chaîne de montage pour nettoyer à la main les capteurs, sans méthodologie particulière, ce qui est chronophage et peut entraîner une dégradation d’un capteur (en raison de sa fragilité) qui nécessite alors son remplacement et donc un arrêt de la chaîne de montage. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif de nettoyage pour une buse d’un appareil de soudage laser qui comprend une extrémité comportant un orifice dédié au passage d’un faisceau laser de soudage et à proximité duquel est installé au moins un capteur de contrôle de position en un endroit prédéfini. Ce dispositif de nettoyage se caractérise par le fait qu’il comprend une pièce de couplage destinée à être couplée à l’extrémité de la buse en ayant au moins un premier passage débouchant devant le capteur et dans lequel est installée une tige mobile comprenant une partie terminale propre à être appliquée et tournée contre le capteur par action sur la tige mobile afin de retirer des morceaux de matière produits lors du soudage et déposés dessus. Grâce à l’invention on peut désormais réaliser un nettoyage méthodique et sans danger de chaque capteur, permettant ainsi de ne pas endommager les capteurs et donc de ne pas interrompre une éventuelle chaîne de montage. Le dispositif de nettoyage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - en présence d’une extrémité de la buse comportant deux capteurs placés autour de son orifice en deux endroits séparés d’une première distance, la pièce de couplage peut comprendre deux premiers passages séparés de cette première distance et dans lesquels sont respectivement installées deux tiges mobiles actionnables ; - la partie terminale de chaque tige mobile peut comprendre deux sous-parties de nettoyage séparées d’une seconde distance, égale par valeur supérieure à une plus grande dimension d’un ergot central du capteur correspondant, afin de pouvoir être entraînés en rotation autour de cet ergot central ; - chaque tige mobile peut être montée dans le premier passage correspondant sous une force de renvoi qui contraint de la pousser vers l’extrémité de la buse afin que sa partie terminale soit appliquée contre le capteur correspondant ; - chaque tige mobile peut comprendre une extrémité opposée à sa partie terminale et à laquelle est solidarisée fixement une tête d’actionnement destinée à être actionnée ; - la pièce de couplage peut comprendre un logement ouvert propre à loger l’extrémité de la buse et dans lequel débouche chaque premier passage ; - en présence de la dernière option, le logement ouvert peut comporter deux zones opposées ouvertes. Dans ce cas, la pièce de couplage peut comprendre deux pièces auxiliaires installées de façon réglable respectivement devant ces zones opposées ouvertes afin de placer la pièce de couplage dans une position prédéfinie par rapport à la buse ; - en présence de la dernière sous-option, l’une des pièces auxiliaires peut comprendre un second passage débouchant dans le logement ouvert et logeant une tige d’un élément de fixation comportant une extrémité libre propre à être pressée contre la buse afin de coupler la pièce de couplage à la buse ; - en présence de la dernière sous-sous-option, l’élément de fixation peut être propre à être vissé sur la pièce de couplage afin que son extrémité libre soit pressée contre la buse. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels : illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d’un dispositif de nettoyage selon l’invention, avant qu’il ne soit couplé à une buse d’un appareil de soudage laser, illustre schématiquement, dans une vue en perspective, les différents constituants du dispositif de nettoyage de la , avant qu’ils ne soient assemblés les uns aux autres, illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d’un exemple de réalisation d’une buse d’un appareil de soudage laser, avant le couplage d’un dispositif de nettoyage selon l’invention, illustre schématiquement, dans une vue en perspective, la buse de la couplée au dispositif de nettoyage des figures 1 et 2, et illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d’une tige mobile du dispositif de nettoyage des figures 1 et 2. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de nettoyage DN destiné à être temporairement couplé à une buse BA d’un appareil de soudage laser AS afin de permettre un nettoyage méthodique et précautionneux de capteur(s) CC de cette buse BA. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif de nettoyage DN est destiné à nettoyer la buse BA d’un appareil de soudage laser AS devant souder entre elles des plaques (ou tôles) devant faire partie d’un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, l’appareil de soudage laser AS peut être utilisé pour souder entre elles des plaques (ou tôles) de n’importe quel dispositif, appareil, système, véhicule, installation ou bâtiment. On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation d’un dispositif de nettoyage DN selon l’invention, après et avant l’assemblage de ses différents constituants. Un tel dispositif de nettoyage DN est destiné à être temporairement couplé à une buse BA d’un appareil de soudage laser AS très partiellement illustré sur la . Comme illustré sur la , cette buse BA comprend une extrémité EB comportant un orifice laser OL dédié au passage d’un faisceau laser de soudage généré par la tête mobile (non représentée) de l’appareil de soudage laser AS et à proximité duquel est installé au moins un capteur CC de contrôle de position en un endroit prédéfini. Dans l’exemple non limitatif illustré l’extrémité EB de la buse BA comprend deux capteurs CC (de contrôle de position) installés autour de son orifice laser OL respectivement en deux endroits séparés d’une première distance. Il est rappelé que l’appareil de soudage laser AS concerné par l’invention comprend notamment la tête mobile précitée et un bras fixe muni d’une autre buse contre laquelle sont placées les plaques (ou tôles) à souder. Lorsque l’on veut réaliser un cordon de soudure on commence par plaquer l’extrémité EB de la buse BA contre les plaques à souder en déplaçant la tête mobile. Puis, on effectue avec chaque capteur CC au moins une mesure afin de vérifier si l’extrémité EB de la buse BA est correctement plaquée contre les plaques à souder (pour garantir l’étanchéité de la lumière laser lors du soudage). Si les mesures fournies par les capteur(s) indiquent que le plaquage n’est pas effectif, la génération du faisceau laser est interdite. Dans le cas contraire le faisceau laser est généré pour réaliser un cordon de soudure. Comme illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de nettoyage DN, selon l’invention, comprend au moins une pièce de couplage PC et une tige mobile TM. La pièce de couplage PC comprend au moins un premier passage P1 dans lequel est installée une tige mobile TM comprenant une partie terminale PT dédiée au nettoyage d’un capteur CC. Comme illustré sur la , cette pièce de couplage PC est destinée à être temporairement couplée à l’extrémité EB de la buse BA en ayant au moins un premier passage P1 débouchant devant un capteur CC correspondant. Ainsi, la partie terminale PT de la tige mobile TM logée dans chaque premier passage P1 peut être appliquée et tournée contre ce capteur CC par action sur cette tige mobile TM pour retirer des morceaux de matière produits lors du soudage et déposés dessus. On comprendra en effet que l’entraînement en rotation de chaque tige mobile TM provoque la rotation de sa partie terminale PT contre le capteur CC situé devant et donc permet de racler la surface de ce dernier (CC) afin de la débarrasser des morceaux de matière produits lors du soudage et déposés dessus. On réalise ainsi un nettoyage méthodique et sans danger de chaque capteur CC, ce qui permet d’éviter d’endommager les capteurs CC et donc d’interrompre une éventuelle chaîne de montage sur laquelle est installé l’appareil de soudage laser AS. On notera, comme illustré au moins partiellement et non limitativement sur les figures 1 à 4, que lorsque l’extrémité EB de la buse BA comporte deux capteurs CC placés autour de son orifice laser OL en deux endroits séparés de la première distance, la pièce de couplage PC peut comprendre deux premiers passages P1 séparés de cette première distance et dans lesquels sont respectivement installées deux tiges mobiles TM actionnables. Cela peut permettre, par exemple à un technicien, de procéder au nettoyage des deux capteurs CC soit simultanément avec ses deux mains, soit en série avec une main. Mais on peut aussi envisager que les tiges mobiles TM soient couplées à des mécanismes électrifiés chargés de les entraîner en rotation de façon automatisée. Dans un mode de réalisation particulier, chaque tige TM peut éventuellement être une mèche (ou fraise) de perceuse (ou de visseuse). On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que la partie terminale PT de chaque tige mobile TM peut comprendre deux sous-parties de nettoyage SP séparées l’une de l’autre d’une seconde distance qui est égale par valeur supérieure à la plus grande dimension d’un ergot central du capteur CC correspondant. Cela permet d’entraîner en rotation les deux sous-parties de nettoyage SP autour de l’ergot central proéminent en étant certain de racler effectivement la surface utile avec les deux sous-parties de nettoyage SP. Lorsque chaque tige TM est une mèche de perceuse (ou de visseuse), les deux sous-parties de nettoyage SP peuvent, par exemple, être définies en évidant légèrement la partie centrale de la mèche (ou fraise). On notera également que chaque tige mobile TM peut être avantageusement montée dans le premier passage P1 correspondant sous une force de renvoi, par exemple provoquée par un ressort hélicoïdal RR monté autour de la tige mobile TM juste avant son premier passage P1. Dans ce cas, lors d’un nettoyage de capteur(s) CC on est contraint de pousser chaque tige mobile TM vers l’extrémité EB de la buse BA afin que sa partie terminale PT soit appliquée contre le capteur CC correspondant. Cela permet après un nettoyage un retour automatique de chaque tige mobile TM dans une position initiale dans laquelle sa partie terminale PT est légèrement distante du capteur CC correspondant venant d’être nettoyé. En outre, cela permet de ne pas endommager la surface utile des capteurs CC lors du couplage du dispositif de nettoyage DN à la buse BA. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 4, que chaque tige mobile TM peut comprendre une extrémité opposée à sa partie terminale PT et à laquelle est solidarisée fixement une tête d’actionnement TA destinée à être actionnée. Cela permet de faciliter l’actionnement de chaque tige mobile TM, en particulier par une main d’un technicien, et d’augmenter la force de raclage de la partie terminale PT. Par exemple, et comme illustré, chaque tête d’actionnement TA peut se présenter sous la forme d’un cylindre à section circulaire (tel qu’une molette). On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que la pièce de couplage PC peut comprendre un logement ouvert LO propre à loger l’extrémité EB de la buse BA et dans lequel débouche chaque premier passage P1. De préférence, ce logement ouvert LO a une forme homologue à celle de l’extrémité EB de la buse BA. Cela permet d’améliorer le couplage du dispositif de nettoyage DN à la buse BA en le rendant plus précis. Comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le logement ouvert LO peut éventuellement comporter deux zones opposées ouvertes Z. Dans ce cas, la pièce de couplage PC peut comprendre deux pièces auxiliaires PIA installées de façon réglable respectivement devant les zones opposées ouvertes Z afin de placer la pièce de couplage PC dans une position prédéfinie par rapport à la buse BA. Ces pièces auxiliaires PIA sont solidarisées à deux faces opposées de la pièce de couplage PC, par exemple par vissage (comme illustré non limitativement). Cela nécessite que ces deux faces opposées comprennent des trous filetés pour le vissage des vis qui traversent les pièces auxiliaires PIA. Une telle option permet de disposer d’une petite marge dimensionnelle pour la longueur du logement ouvert LO. On comprendra en effet qu’elle permet de faire varier légèrement la longueur de ce dernier (LO) afin de l’adapter aux variations dimensionnelles des extrémités EB des buses BA. Mais dans une variante de réalisation non illustrée, les deux zones opposées du logement ouvert LO pourraient être fermées par deux parois fixes et parallèles entre elles de la pièce de couplage PC, ce qui permet de réduire le nombre de constituants du dispositif de nettoyage DN. Dans ce cas, si l’on veut faire varier légèrement la longueur du logement ouvert LO, pour l’adapter aux variations dimensionnelles des extrémités EB des buses BA, l’une au moins des deux parois fixes précitées peut comprendre un trou fileté dans lequel est vissée une vis, éventuellement à bout rond et éventuellement associée à un contre-écrou, et destinée à venir s’appuyer contre la face externe de l’extrémité EB de la buse BA. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1, 2 et 4, que l’une des pièces auxiliaires PIA peut comprendre un second passage P2 débouchant dans le logement ouvert LO et logeant une tige d’un élément de fixation EF qui comporte une extrémité libre EL propre à être pressée contre la buse BA afin de coupler la pièce de couplage PC à la buse BA. On comprendra qu’en pressant cette extrémité libre EL contre la buse BA, alors même que son extrémité EB est logée dans le logement ouvert LO, cela permet avantageusement d’immobiliser la pièce de couplage PC par rapport à la buse BA. Mais d’autres moyens de couplage (ou fixation) peuvent être utilisés pour coupler la pièce de couplage PC à la buse BA. Dans la variante précitée à deux parois fixes et parallèles, c’est l’une de ces deux parois qui comprend le second passage P2 débouchant dans le logement ouvert LO et logeant la tige de l’élément de fixation EF. Par exemple, l’élément de fixation EF peut être propre à être vissé sur la pièce de couplage PC afin que son extrémité libre EL soit pressée contre la buse BA. Dans ce cas, l’élément de fixation EF comprend une tige filetée, logée dans le second passage P2 et coopérant avec un filetage interne défini dans ce second passage P2, et une tête solidarisée fixement à cette tige filetée à l’opposé de l’extrémité libre EL (et par exemple en forme de papillon ou de parallélépipède) et facilitant l’actionnement par un technicien lors du couplage et du découplage. Dispositif de nettoyage (DN) pour une buse (BA) d’un appareil de soudage laser (AS), ladite buse (BA) comprenant une extrémité (EB) comportant un orifice (OL) dédié au passage d’un faisceau laser de soudage et à proximité duquel est installé au moins un capteur (CC) de contrôle de position en un endroit prédéfini, caractérisé en ce qu’il comprend une pièce de couplage (PC) destinée à être couplée à ladite extrémité (EB) en ayant au moins un premier passage (P1) débouchant devant ledit capteur (CC) et dans lequel est installée une tige mobile (TM) comprenant une partie terminale (PT) propre à être appliquée et tournée contre ledit capteur (CC) par action sur ladite tige mobile (TM) afin de retirer des morceaux de matière produits lors du soudage et déposés dessus. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’en présence d’une extrémité (EB) de ladite buse (BA) comportant deux capteurs (CC) placés autour dudit orifice (OL) en deux endroits séparés d’une première distance, ladite pièce de couplage (PC) comprend deux premiers passages (P1) séparés de ladite première distance et dans lesquels sont respectivement installées deux tiges mobiles (TM) actionnables. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite partie terminale (PT) de chaque tige mobile (TM) comprend deux sous-parties de nettoyage (SP) séparées d’une seconde distance, égale par valeur supérieure à une plus grande dimension d’un ergot central du capteur (CC) correspondant, afin de pouvoir être entraînés en rotation autour de cet ergot central. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque tige mobile (TM) est montée dans ledit premier passage (P1) correspondant sous une force de renvoi qui contraint de la pousser vers ladite extrémité (EB) de la buse (BA) afin que sa partie terminale (PT) soit appliquée contre ledit capteur (CC) correspondant. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque tige mobile (TM) comprend une extrémité opposée à sa partie terminale (PT) et à laquelle est solidarisée fixement une tête d’actionnement (TA) destinée à être actionnée. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce de couplage (PC) comprend un logement ouvert (LO) propre à loger ladite extrémité (EB) de la buse (BA) et dans lequel débouche chaque premier passage (P1). Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit logement ouvert (LO) comporte deux zones opposées ouvertes (Z), et en ce que ladite pièce de couplage (PC) comprend deux pièces auxiliaires (PIA) installées de façon réglable respectivement devant lesdites zones opposées ouvertes (Z) afin de placer ladite pièce de couplage (PC) dans une position prédéfinie par rapport à ladite buse (BA). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’une desdites pièces auxiliaires (PIA) comprend un second passage (P2) débouchant dans ledit logement ouvert (LO) et logeant une tige d’un élément de fixation (EF) comportant une extrémité libre (EL) propre à être pressée contre ladite buse (BA) afin de coupler ladite pièce de couplage (PC) à ladite buse (BA). Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément de fixation (EF) est propre à être vissé sur ladite pièce de couplage (PC) afin que son extrémité libre (EL) soit pressée contre ladite buse (BA).