Brevet FR3122598A1 — publié le 20221111

Cet automate pour application d’un patch sur une surface à draper (15) comprend un préhenseur (24) apte à saisir le patch et le déposer sur la surface à draper (15), et un système de chauffage (25) de la surface à draper (15) apte à chauffer directement ladite surface (15). Figure pour l’abrégé : Fig 4a Automate pour application d’un patch sur une surface chauffée La présente invention concerne la fabrication de pièces composites et, en particulier, le dépôt de patchs de matière fibreuse pré-imprégnée ou non fibreuse sur une pièce en cours de fabrication. La présente invention concerne plus particulièrement les préhenseurs servant à saisir et draper des patchs de matière sur une pièce en cours de fabrication, un patch ayant la forme d’un fin matériau dont le caractère pégueux doit être activé par de la chaleur pour que le patch adhère correctement à la pièce cible. Techniques antérieures La pose de patch sur de grandes surfaces est généralement réalisée à l’aide d’un préhenseur permettant de prendre puis de déposer un patch à l’endroit voulu sur la surface de la pièce cible. Les solutions actuelles mettent par exemple en œuvre des préhenseurs pneumatiques, électrostatiques, ou encore mécaniques. Dans le cas d’un préhenseur pneumatique, le préhenseur saisit le patch par aspiration en créant une dépression qui permet au patch de se plaquer contre le préhenseur jusqu’à ce que le préhenseur soit positionné face à la pièce sur laquelle le patch doit être positionné. Le patch est alors plaqué et légèrement compacté contre la pièce, la dépression est stoppée et le préhenseur se retire, laissant le patch sur la surface cible à draper. Le patch est par exemple un adhésif. Afin d’augmenter le caractère pégueux et collant d’un patch, pour faciliter son adhérence à la pièce cible, il est utile de l’exposer à une source de chaleur. On a représenté sur les figures 1a et 1b un automate 1 pour application d’un patch selon l’état de la technique. L’automate 1 comprend un porteur 2 portant un préhenseur 3 apte à la préhension et à la pose de patchs sur une surface cible 4. Le porteur 2 est par exemple un bras robotisé ou une machine à commande numérique. Un système de chauffage 5 déporté est présent dans l’environnement de la surface cible 4 de sorte que le porteur 2 de l’automate 1 saisi un patch sur un dispositif de mise à disposition (non représenté) au moyen du préhenseur 3, puis approche le patch à proximité du système de chauffage 5 comme illustré à la . Le patch ainsi chauffé a une pégosité permettant de le faire coller à la surface cible 4 lors du positionnement du patch par le préhenseur 3 sur la surface cible 4 ( ). Le dispositif de mise à disposition est par exemple une table, un tapis roulant ou un système à tiroirs. Un ordinateur 6 supervise les opérations de préhension, de chauffage et de pose. Cependant, une telle configuration nécessite pour le porteur de l’automate de faire effectuer au préhenseur un trajet entre le système de chauffage et la surface cible, trajet durant lequel le patch refroidit et perd son caractère suffisamment pégueux. Une solution consiste à chauffer le patch à une température plus élevée pour compenser le refroidissement. Cette élévation de température est toutefois susceptible de dégrader la matière du patch. De plus, la chauffe du patch lorsqu’il est au contact avec le préhenseur active le caractère pégueux du patch également sur sa surface en contact avec le préhenseur, ce qui nuit au bon décollement du patch et du préhenseur lors de la pose sur la surface cible. Le temps de drapage de la surface cible est également augmenté par la chauffe et le trajet additionnel du porteur entre le système de chauffage et la pièce à draper. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et d’améliorer l’efficacité des systèmes de préhension et de dépose de patchs, tout en limitant le collage du patch au préhenseur, et en améliorant l’adhérence du patch à la surface cible à draper. La présente invention a pour objet un automate pour application d’un patch sur une surface à draper, l’automate comprenant un préhenseur apte à saisir le patch et le déposer sur la surface à draper, et un système de chauffage de la surface à draper apte à chauffer directement ladite surface à draper. Ainsi, le chauffage direct de la surface cible à draper permet de réduire le temps de trajet du préhenseur, et par conséquent, d’éviter la surchauffe des patchs, afin d’éviter de dégrader le patch, et de favoriser le collage du patch à la surface à draper en évitant le collage du patch au préhenseur. Avantageusement, le préhenseur comprend un système de préhension sélectivement activable et un matériau déformable positionné contre une surface de préhension du système de préhension. Avantageusement, le système de préhension est pneumatique ou mécanique ou électrostatique. Dans un mode de réalisation, l’automate comprend un porteur et une tête portée par le porteur, la tête comprenant un préhenseur et un système de chauffage de la surface à draper. Le porteur est par exemple un bras robotisé ou une machine à commande numérique. Dans un autre mode de réalisation, l’automate comprend un premier porteur comprenant une première tête et un second porteur portant une seconde tête, les première et seconde têtes comprenant l’une le préhenseur et l’autre le système de chauffage. Avantageusement, le système de chauffage est relié à la tête de l’automate par un mécanisme ou une liaison de sorte que le système de chauffage est rétractable. Selon un mode de réalisation, le mécanisme est une liaison pivot. Avantageusement, le système de chauffage est une lampe, ou un souffleur d’air chaud, ou une résistance. L’invention a également pour objet un procédé de positionnement d’un patch sur une surface à draper, comprenant les étapes suivantes : Préhension d’un patch par le préhenseur de l’automate tel que décrit précédemment ; Chauffage de la surface à draper au moyen du système de chauffage de l’automate ; et Pose du patch sur la surface à draper au moyen du préhenseur. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : et dont il a déjà été fait mention, illustrent schématiquement un automate pour application d’un patch selon l’état de la technique ; et sont des vues schématiques d’un automate pour application d’un patch selon un premier mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement un préhenseur d’un automate selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et sont des vues schématiques d’un automate pour application d’un patch selon un second mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement une tête d’un automate selon une première variante d’un second mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement une tête d’un automate selon une seconde variante d’un second mode de réalisation de l’invention ; et illustre les étapes d’un procédé de préhension et de positionnement d’un patch à l’aide d’un automate selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté sur les figures 2a et 2b un premier mode de réalisation d’un automate 7 pour application d’un patch 8 visible . Dans ce premier mode de réalisation, l’automate 7 comprend un premier porteur 9 robotisé comprenant une première tête 10, ainsi qu’un second porteur 11 robotisé portant une seconde tête 12. La première tête 10 comprend un préhenseur 13 apte à saisir le patch 8 sur un dispositif de mise à disposition 14 et à déposer ledit patch 8 sur une surface à draper 15. Le dispositif de mise à disposition est par exemple une table de travail, un tapis roulant ou un système à tiroirs. La seconde tête 12 comprend un système de chauffage 16 de la surface à draper 15 apte à chauffer directement ladite surface 15. Par chauffage direct, on entend un chauffage de la pièce par les moyens de chauffage du système de chauffage, sans que la pièce soit chauffée par une pièce intermédiaire. Dans ce premier mode de réalisation, un ordinateur 17 dirige l’automate 7 et synchronise les deux porteurs 9 et 11 de sorte que le second porteur 11 portant la seconde tête 12 vient chauffer la surface à draper 15 au moyen du système de chauffage 16 pendant que le premier porteur 9, au moyen du préhenseur 13, vient saisir le patch 8 sur le dispositif de mise à disposition 14, comme illustré sur la . Comme illustré sur la , après que le préhenseur 13 a saisi le patch, le premier porteur 9 se déplace vers la surface à draper 15 et vient déposer le patch 8 sur la surface à draper 15 dès que le second porteur 11 se retire après avoir chauffé la surface à draper 15. Dans ce mode de réalisation, le préhenseur 13, tel que représenté sur la , comprend un système de préhension 18 sélectivement activable, par exemple un système de préhension pneumatique pouvant créer une aspiration par dépression, et un matériau déformable 19 positionné au niveau de la surface de préhension du système de préhension. On entend par sélectivement activable la capacité du système de préhension à pouvoir saisir un patch si le système de préhension 18 reçoit cet ordre par commande de l’ordinateur 17, ou ne pas le saisir si la commande de l’ordinateur l’ordonne. Le matériau déformable 19, par exemple une mousse élastiquement déformable, permet au préhenseur de s’adapter à toute forme de la surface à draper 15. En variante, des systèmes de préhension électrostatiques ou mécaniques peuvent également être utilisés. Le système de chauffage 16 est par exemple une lampe, ou un souffleur d’air chaud ou encore une résistance. Dans ce premier mode de réalisation, le préhenseur 13 et le système de chauffage 16 sont reliés respectivement à la première et à la seconde tête 10 et 12 par des liaisons 20 permettant au préhenseur 13 et au système de chauffage 16 d’être rétractables, et/ou orientables. En particulier, les liaisons 20 sont par exemple des liaisons pivot ou des systèmes multi-axes. Dans un second mode de réalisation représenté sur les figures 4a et 4b, l’automate 21 comprend un porteur 22 robotisé et une tête 23 portée par ledit porteur 22. La tête 23 comprend à la fois un préhenseur 24 apte à saisir le patch 8 et le déposer sur la surface à draper 15, et un système de chauffage 25 de la surface à draper 15 apte à chauffer directement la surface à draper 15. Ce mode de réalisation est par exemple préférable si des économies de moyens et d’espaces sont nécessaires. Comme illustré sur la , dans ce second mode de réalisation, un ordinateur 26 dirige l’automate 21 et, après que le préhenseur 24 ait saisi le patch 8, dirige la tête 23 vers la surface à draper 15, et oriente dans une première étape la tête 23 de sorte que le système de chauffage 25 soit disposé en regard de la surface à draper 15 et chauffe cette dernière. Dans une deuxième étape, en référence à la , après chauffage de la surface à draper 15, la tête 23 pivote afin de présenter le préhenseur 24 muni du patch 8 face à la surface à draper 15. Comme pour le premier mode de réalisation, la pose du patch s’effectue seulement quelques instants après la chauffe de la surface à draper. La surface étant chaude, elle active thermiquement le patch pour renforcer son caractère pégueux du côté de la surface à draper. Ceci évite la surchauffe du patch et facilite le collage entre le patch et la surface à draper, sans activer la pégosité du patch du côté du préhenseur. Dans une variante du second mode de réalisation visible sur la , la tête 23 comprend le préhenseur 24 et le système de chauffage 25. Le préhenseur 24 comprend un système de préhension 27 sélectivement activable, par exemple un système de préhension pneumatique pouvant créer une aspiration par dépression, et un matériau élastiquement déformable 28 positionné contre une surface de préhension du système de préhension 27. Le matériau déformable 28, par exemple une mousse, permet au préhenseur 24 de s’adapter à n’importe quelle forme de la surface à draper 15. En variante, des systèmes de préhension électrostatiques ou mécaniques peuvent également être utilisés. Le système de chauffage 25 est par exemple une lampe, ou un souffleur d’air chaud ou encore une résistance. Il est activé et piloté par l’ordinateur 26 et l’automate 21, par exemple en puissance et en temps de chauffage. Dans une variante de ce second mode de réalisation illustrée à la , le système de chauffage 25 est relié à la tête 23 de l’automate par un mécanisme 29, par exemple une liaison pivot, permettant au système de chauffage 25 d’être rétractable et ainsi d’avoir un encombrement réduit, par exemple lors de la pose du patch 8. En particulier, le mécanisme 29 relie directement le système de chauffage 25 et le préhenseur 24. Dans une seconde variante du second mode de réalisation, illustrée à la , le système de chauffage 25 et le préhenseur 24 sont reliés directement à la tête 23 de l’automate 21 de sorte que leurs faces destinées à entrer en interaction avec la surface à draper 15 sont opposées et forment toujours le même angle, par exemple autour de 90°. Cette variante sollicite davantage les mouvements de la part du porteur 22. Dans ces deux variantes, la tête 23 est également munie d’une liaison 20 permettant au préhenseur 24 et au système de chauffage 25 d’être rétractables, et/ou orientables. En particulier, la liaison 20 est par exemple une liaison pivot ou un système multi-axes. Dans chaque mode de réalisation, le procédé de positionnement d’un patch 8 sur une surface à draper 15, dont les étapes sont représentées sur la , comprend une première étape 31 de préhension d’un patch 8 par le préhenseur 13 ou 24 de l’automate 7 ou 21. Une seconde étape 32 de chauffage de la surface à draper 15 au moyen du système de chauffage 16 ou 25 est ensuite effectuée. Enfin, une dernière étape 33 de pose du patch 8 sur la surface à draper 15 est effectuée au moyen du préhenseur. Automate pour application d’un patch (8) sur une surface à draper (15), caractérisé en ce qu’il comprend un préhenseur (13 ; 24) apte à saisir le patch (8) et le déposer sur la surface à draper (15), et un système de chauffage (16 ; 25) de la surface à draper (15) apte à chauffer directement ladite surface (15). Automate selon la revendication 1, dans lequel le préhenseur (13 ; 24) comprend un système de préhension (18 ; 27) sélectivement activable et un matériau déformable (19 ; 28) positionné contre une surface de préhension du système de préhension (18 ; 27). Automate selon la revendication 2, dans lequel le système de préhension (18 ; 27) est pneumatique ou mécanique ou électrostatique. Automate selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un porteur (22) et une tête (23) portée par le porteur (22), la tête (23) comprenant un préhenseur (24) et un système de chauffage (25) de la surface à draper (15). Automate selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un premier porteur (9) comprenant une première tête (10) et un second porteur (11) portant une seconde tête (12), les première et seconde têtes (10 ; 12) comprenant l’une le préhenseur (13) et l’autre le système de chauffage (16). Automate selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système de chauffage (25) est relié à la tête (23) de l’automate par un mécanisme (29) ou une liaison (20) de sorte que le système de chauffage (25) est rétractable. Automate selon la revendication 6, dans lequel le mécanisme (29) est une liaison pivot. Automate selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le système de chauffage (16 ; 25) est une lampe, ou un souffleur d’air chaud, ou une résistance. Procédé de positionnement d’un patch (8) sur une surface à draper (15), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : Préhension (étape 31) d’un patch (8) par le préhenseur (13 ; 24) de l’automate selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ; Chauffage (étape 32) de la surface à draper (15) au moyen du système de chauffage (16 ; 25) de l’automate ; et Pose (étape 33) du patch sur la surface à draper (15) au moyen du préhenseur (13 ; 24).