Brevet FR3129866A1 — publié le 20230609

Ce préhenseur pour application d’un patch (7) sur une pièce cible comprend un système de préhension (2) sélectivement activable et une mousse déformable (3) positionnée contre le système de préhension (2), caractérisé en ce qu’il comprend un substrat de surface (11) interchangeable positionné contre la mousse déformable (3) à l’opposé du système de préhension (2) et un système de fixation (12) automatisé pour la fixation du substrat de surface (11) à la mousse déformable (3) et/ou au système de préhension (2) de sorte que le substrat de surface (11) est interchangeable automatiquement avec un autre substrat de surface. Figure pour l’abrégé : Fig 2 Préhenseur de patch à substrat de surface interchangeable La présente invention concerne la fabrication de pièces composites et, en particulier, le dépôt de patchs de matière pré-imprégnée ou adhésives 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 pégueux. 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. 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 pièce cible à draper. On a représenté sur la un préhenseur 1 pneumatique selon l’état de la technique. Le préhenseur 1 comprend un système de préhension 2 pneumatique, une mousse déformable 3 placée contre le système de préhension 2 pneumatique ainsi qu’un substrat de surface 5 collé contre la mousse déformable. Des orifices 6 sont pratiqués dans la mousse déformable 3 et le substrat de surface 5. Les orifices 6 débouchent vers le système de préhension 2 pneumatique d’une part, et vers l’extérieur d’autre part, du côté du substrat de surface 5 destiné à être en contact avec le patch 7. Les orifices 6 ont pour but de laisser passer l’air et de permettre l’aspiration du patch 7. Hormis sur le substrat de surface 5 où débouchent les orifices 6 et sur la surface en contact avec le système de préhension 2, la mousse déformable 3 est entourée de silicone permettant de boucher les parois 8 de la mousse déformable 3 afin de ne pas avoir de perte de vide. La mousse déformable 3 permet en particulier de plaquer le patch 7 contre une pièce en épousant la forme de cette dernière. Afin de faciliter la pose du patch 7, le substrat de surface 5 destiné à être en contact avec le patch comprend un matériau non pégueux, par exemple le polytétrafluoroéthylène, plus communément appelé Teflon, afin de limiter l’adhésion du patch 7 à la mousse déformable 3. Cependant, le substrat de surface doit bénéficier d’une attention particulière afin d’empêcher l’apparition de défauts dans la pose de patchs. En particulier, des dépôts résiduels d’adhésifs ou de patchs peuvent rester incrustés sur le substrat de surface et générer une pollution sur la pose de futurs patchs, voire détériorer les propriétés de souplesses élastiques de la mousse déformable ou du substrat de surface lui-même et impacter la qualité de drapage. De plus, lors du drapage de patchs sur des surfaces contendantes ou coupantes, le substrat de surface peut se détériorer ou se désintégrer et laisser des corps étrangers dans le drapage. Enfin, un substrat de surface est également sujet à une usure mécanique, générant un besoin de changement régulier de substrat de surface, processus impliquant des temps d’arrêt du préhenseur et une main d’œuvre pour décoller le substrat de surface et le remplacer. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et d’automatiser le changement de substrat de surface afin de réduire les temps d’arrêt et d’améliorer la qualité de drapage de patchs sur des pièces à recouvrir. La présente invention a pour objet un préhenseur pour application d’un patch sur une pièce cible, le préhenseur comprenant un système de préhension sélectivement activable, une mousse déformable positionnée contre le système de préhension, un substrat de surface interchangeable positionné contre la mousse déformable à l’opposé du système de préhension et un système de fixation automatisé pour la fixation du substrat de surface à la mousse déformable et/ou au système de préhension de sorte que le substrat de surface est interchangeable automatiquement avec un autre substrat de surface. Ainsi, par l’automatisation du système de fixation, le substrat de surface est aisément remplacé, permettant un gain de temps, une meilleure qualité de pose, et l’adaptation de substrats de surface spécifiques à certains patchs requérant des outils de pose spécifiques. Certains substrats de surface sont alors préférentiellement utilisés pour un type de patch particulier dont les caractéristiques physiques requièrent un substrat de surface comprenant des propriétés physiques particulières, par exemple une adhérence particulière. Avantageusement, le substrat de surface comprend un matériau anti-adhérence déformable à base de polytétrafluoroéthylène. Dans un mode de réalisation, le substrat de surface comprend des perforations. Dans un mode particulier de réalisation, le système de préhension est pneumatique, magnétique ou électrostatique. Avantageusement, la mousse déformable comprend des orifices dont les extrémités débouchent vers le substrat de surface d’une part et vers le système de préhension d’autre part. Avantageusement, le système de fixation comprend un moyen de fixation magnétique et/ou mécanique et/ou pneumatique et/ou électrostatique. Dans un mode de réalisation, le moyen de fixation comprend un aimant et/ou une pince, et/ou une glissière, et/ou une fermeture autoagrippante. Avantageusement, la mousse déformable est solidaire du substrat de surface et le système de fixation automatisé fixe le substrat de surface et la mousse déformable au système de préhension de sorte que le substrat de surface et la mousse déformable sont interchangeables avec d’autres substrats de surface et mousses déformables. L’invention a également pour objet une machine de dépose de patch comprenant un préhenseur tel que défini précédemment et comprenant un ordinateur distant apte à communiquer avec le préhenseur, et pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du préhenseur pour piloter les changements de substrat de surface en fonction de l’usure du substrat de surface, et/ou du besoin, et/ou encore d’un nombre de préhension de patch prédéterminé. L’invention a également pour objet un procédé de changement automatisé de substrat de surface d’un préhenseur ou d’une machine tels que définis précédemment, le procédé comprenant une étape de désactivation du système de fixation pour libérer un premier substrat de surface, une étape de dépose dudit premier substrat de surface, et une étape de mise en place d’un second substrat de surface et d’activation du système de fixation pour maintenir le second substrat de surface. 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 : dont il a déjà été fait mention, illustre schématiquement un préhenseur de patch selon l’état de la technique ; est une vue schématique et éclatée d’un préhenseur muni d’un substrat de surface interchangeable automatiquement selon l’invention ; illustre schématiquement une machine de dépôt comprenant un préhenseur et un établi pour changement de substrat de surface selon l’invention ; illustre schématiquement une machine de dépôt comprenant un préhenseur et un distributeur de substrat de surface selon l’invention ; et illustre les étapes d’un procédé de changement automatisé de substrat de surface selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté sur la une vue schématique et éclatée d’un préhenseur 10 pour l’application d’un patch 7 sur la surface d’une pièce cible (non représentée). La pièce cible est par exemple un aéronef ou un élément d’aéronef. Le préhenseur 10 comprend un système de préhension 2, une mousse déformable 3, un substrat de surface 11 et un système de fixation 12 du substrat de surface 11 à ladite mousse déformable 3 ou audit système de préhension 2. Le système de préhension 2, la mousse déformable 3 et le substrat de surface 11 sont par exemple alignés et empilés les uns sur les autres. Le système de préhension 2 est par exemple un système de préhension pneumatique. Le système de préhension 2 est sélectivement activable de sorte que le système de préhension 2 crée une dépression afin d’attirer un patch 7 vers le système de préhension 2. On entend par sélectivement activable la capacité du système de préhension 2 à pouvoir saisir un patch 7 si le système de préhension 2 reçoit cet ordre par commande d’un ordinateur distant ou par un opérateur, ou la capacité de ne pas le saisir si la commande l’ordonne. Dans d’autres modes de réalisation, le système de préhension 2 peut également être électrostatique ou mécanique. La mousse déformable 3 a par exemple une forme parallélépipédique dont deux faces 13 mutuellement opposées sont respectivement situées contre le système de préhension 2 d’une part, et contre le substrat de surface 11 d’autre part. La mousse déformable 3 est réalisée par exemple en matériau synthétique. La mousse déformable 3 comprend des orifices 6 dont les extrémités débouchent au niveau des deux faces 13 opposées de la mousse déformable 3, vers le substrat de surface 11 d’une part et vers le système de préhension 2 d’autre part. Les orifices 6 permettent de favoriser le passage du flux d’air lorsque le système de préhension 2 est pneumatique. En particulier, la mousse déformable 3 comprend un nombre d’orifices 6 limité afin de ne pas fragiliser l’intégrité de la mousse déformable 3 et du préhenseur 10. Le substrat de surface 11 a pour fonction de relier le préhenseur 10 à un patch 7. En particulier, le substrat de surface 11 comprend un matériau anti-adhérence déformable, par exemple à base de polytétrafluoroéthylène. Le substrat de surface 11 est par exemple réalisé entièrement en matériau anti-adhérence ou comprend un matériau, par exemple plastique ou métallique déformable, recouvert d’une couche de matériau anti-adhérence. Cela permet de limiter le collage d’un patch 7 saisi au substrat de surface 11 lorsque le patch 7 est déposé sur une pièce cible. La pose du patch 7 s’effectue alors en minimisant la quantité de morceaux de patch 7 restant collés au substrat de surface 11. Le substrat de surface 11, tout comme la mousse déformable 3, est déformable afin de pouvoir poser le patch 7 sur n’importe quelle forme de pièce cible (non représentée). Cette capacité est obtenue en particulier avec une épaisseur de mousse déformable 3 supérieure au relief de la pièce cible. Le substrat de surface 11 et la mousse déformable 3 sont avantageusement élastiquement déformables et/ou à mémoire de forme. Le substrat de surface 11 comprend des perforations 14. Ces perforations 14 permettent de favoriser le passage du flux d’air lorsque le système de préhension 2 est pneumatique. Les perforations 14 peuvent par exemple être alignées avec les orifices 6 de la mousse déformable 3 pour faciliter le passage d’un flux d’air. Dans le mode de réalisation illustré à la , le système de fixation 12 est positionné entre la mousse déformable 3 et le substrat de surface 11. Le système de fixation 12 comprend par exemple un ensemble d’aimants, ou d’électroaimants, ou de fermetures agrippantes, aussi appelé Velcro® pouvant être placé sur la mousse déformable et en regard sur le substrat de surface afin de s’associer deux à deux. Dans ses différents modes de réalisation, le système de fixation 12 comprend de manière générale un moyen de fixation magnétique, et/ou mécanique, et/ou pneumatique, et/ou électrostatique. Par exemple, un moyen de fixation peut également être une pince, une glissière ou encore un système d’aspiration. De manière générale, le système de fixation 12 est automatisé de sorte qu’un ordinateur distant ou un opérateur peut commander la fixation ou non du substrat de surface 11 sur la mousse déformable 3. De plus, le moyen de fixation est préférentiellement déformable afin de ne pas détériorer le préhenseur 10 ou le patch 7. Dans un mode particulier de réalisation, le système de fixation 12 permet de fixer le substrat de surface 11 sur les parois 8 latérales de la mousse déformable 3. Le substrat de surface 11 comprend en outre en option une excroissance 15 à l’une de ses extrémités afin de faciliter son retrait. Par exemple, une pince peut venir saisir l’excroissance 15 afin de dissocier le substrat de surface 11 de la mousse déformable 3. En variante, l’excroissance 15 comprend un trou (non représenté) destiné à venir cercler une tige rigide fixe (non représentée) par un mouvement du préhenseur 10 vers la tige. Une fois la tige cerclée par le trou, un mouvement latéral rapide du préhenseur permet de séparer le substrat de surface 11 de la mousse déformable 3, la tige retenant le substrat de surface 11 par le trou de l’excroissance 15. Selon une autre variante, l’excroissance 15 peut être positionnée contre un élément fixe dans l’environnement du préhenseur 10, par exemple sous ledit élément, de sorte qu’un mouvement du préhenseur 10, par exemple vertical, bloque l’excroissance 15 contre l’élément et déclenche la séparation du substrat de surface 11 avec la mousse déformable 3. Le système de fixation 12 permet au substrat de surface 11 d’être interchangeable avec un autre substrat de surface 11. En particulier, le substrat de surface 11 peut ainsi être interchangeable automatiquement à l’aide d’une machine de dépose dédiée. Dans un mode de réalisation alternatif non représenté, le système de fixation est réalisé de manière à fixer le substrat de surface 11 au système de préhension 2. Dans ce mode de réalisation, la mousse déformable 3 est par exemple fixée au substrat de surface 11 qui peuvent ainsi être interchangés avec un autre couple de mousse déformable 3 et de substrat de surface 11. Le changement d’un premier substrat de surface avec un second substrat de surface est utile lorsque le premier est endommagé, ou lorsque ses propriétés physiques, par exemple d’adhésion, sont moins adaptées à la pose d’un certain type de patch 7 que le second substrat de surface. On a représenté schématiquement sur les figures 3 et 4 des modes de réalisation d’une machine de dépôt 16 comprenant un préhenseur 10 pour l’application de patchs 7 sur la surface d’une pièce cible 17. La machine de dépôt 16 comprend un préhenseur 10 et un ordinateur distant 18 pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du préhenseur 10 pour piloter les changements de substrat de surface 11 en fonction de l’usure du substrat de surface 11. Additionnellement ou alternativement, le changement de substrat de surface 11 s’effectue en fonction du besoin d’un substrat de surface 11 comprenant des propriétés physiques particulières, ou encore en fonction d’un nombre de préhension de patchs prédéterminé, par exemple dix préhensions. La machine de dépôt 16 comprend en outre un bras 20 articulé portant le préhenseur 10 afin de faire mouvoir dans l’espace le préhenseur 10 depuis la pièce cible 17 à draper vers un stock de substrats de surface 11 disponibles. Comme illustré à la , la machine de dépôt 16 comprend un stock de substrats de surface 11 pouvant être disposé sur un établi 21, sur lequel peut être déposé le substrat de surface 11 que l’on souhaite échanger. En alternative, ou additionnellement, la machine de dépôt 16 comprend un distributeur 22 automatique de substrats de surface 11 tel qu’illustré schématiquement à la , par exemple dans lequel sont empilés des substrats de surface 11, prêts à être fixés sur la mousse déformable 3 d’un préhenseur 10. On a également représenté sur la différentes étapes d’un procédé de changement automatisé de substrat de surface 11 d’un préhenseur 10, par exemple appliqué à une machine de dépôt 16 selon l’une des figures 3 ou 4 qui est équipé d’un préhenseur 10 sur lequel est monté un système de préhension 2, une mousse déformable 3 et un substrat de surface 11 à l’aide d’un système de fixation 12. En premier lieu, on effectue une étape 31 de désactivation du système de fixation 12 pour libérer un premier substrat de surface 11 qui était fixé au préhenseur. La commande de désactivation est par exemple ordonnée par l’ordinateur distant 18 suite à l’exécution d’un programme de supervision automatique. Pour le système de fixation 12, la désactivation signifie l’arrêt de la fixation, par exemple par désolidarisation du premier substrat de surface 11 avec le préhenseur. Dans une étape 32, on dépose ledit premier substrat de surface, par exemple sur un établi 21 comme illustré à la . Dans le cas d’un moyen de fixation pneumatique, on coupe l’aspiration qui permettait au substrat de surface 11 d’être maintenu en place. Dans le cas d’un moyen de fixation magnétique, on coupe l’alimentation des électroaimants qui permettait au substrat de surface 11 d’être maintenu en place. Dans certains modes de mise en œuvre, un mouvement de translation ou de rotation peut être appliqué au substrat de surface 11 de manière à le désolidariser du reste du préhenseur 10. En particulier, le substrat de surface 11 peut être placé au contact d’une surface rugueuse, ou comprenant des picots pouvant pénétrer dans les perforations 14 du substrat de surface 11, de sorte qu’une légère rotation ou translation latérale du préhenseur 10 muni d’un substrat de surface 11 entraîne un effort de cisaillement à l’interface entre la mousse déformable 3 et le substrat de surface 11, entraînant la désolidarisation simple du substrat de surface 11. On effectue ensuite une étape 33 de mise en place d’un second substrat de surface 11 et d’activation du système de fixation 12 afin de maintenir le second substrat de surface 11 sur la mousse déformable 3. L’activation du système de fixation 12 correspond à la solidarisation du second substrat de surface 11 sur la mousse déformable 3. Le second substrat de surface 11 est par exemple disposé au préalable sur un établi 21 tel qu’illustré à la ou dans un distributeur 22 de substrat de surface 11 tel qu’illustré à la . Le choix du substrat de surface 11 est déterminant afin qu’il soit le plus adapté possible aux patchs 7 que l’on souhaite draper sur la pièce cible 17. Préhenseur pour application d’un patch (7) sur une pièce cible (17), comprenant un système de préhension (2) sélectivement activable et une mousse déformable (3) positionnée contre le système de préhension (2), caractérisé en ce qu’il comprend un substrat de surface (11) interchangeable positionné contre la mousse déformable (3) à l’opposé du système de préhension (2) et un système de fixation (12) automatisé pour la fixation du substrat de surface (11) à la mousse déformable (3) et/ou au système de préhension (2) de sorte que le substrat de surface (11) est interchangeable automatiquement avec un autre substrat de surface. Préhenseur selon la revendication 1, dans lequel le substrat de surface (11) comprend un matériau anti-adhérence déformable à base de polytétrafluoroéthylène. Préhenseur selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le substrat de surface (11) comprend des perforations (14). Préhenseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le système de préhension (2) est pneumatique, magnétique ou électrostatique. Préhenseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la mousse déformable (3) comprend des orifices (6) dont les extrémités débouchent vers le substrat de surface (11) d’une part et vers le système de préhension (2) d’autre part. Préhenseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système de fixation (12) comprend un moyen de fixation magnétique et/ou mécanique et/ou pneumatique et/ou électrostatique. Préhenseur selon la revendication 6, dans lequel le moyen de fixation comprend un aimant et/ou une pince, et/ou une glissière, et/ou une fermeture autoagrippante. Préhenseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la mousse déformable (3) est solidaire du substrat de surface (11) et dans lequel le système de fixation (12) automatisé fixe le substrat de surface (11) et la mousse déformable (3) au système de préhension (2) de sorte que le substrat de surface (11) et la mousse déformable (3) sont interchangeables avec d’autres substrats de surface (11) et mousses déformables (3). Machine de dépose de patch comprenant un préhenseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend un ordinateur distant (18) apte à communiquer avec le préhenseur (10) et pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du préhenseur (10) pour piloter les changements de substrat de surface (11) en fonction de l’usure du substrat de surface (11), et/ou du besoin, et/ou encore d’un nombre de préhension de patch (7) prédéterminé. Procédé de changement automatisé de substrat de surface d’un préhenseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou d’une machine selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (31) de désactivation du système de fixation (12) pour libérer un premier substrat de surface, une étape (32) de dépose dudit premier substrat de surface, et une étape (33) de mise en place d’un second substrat de surface et d’activation du système de fixation (12) pour maintenir le second substrat de surface.