Brevet FR3158056A1 — publié le 20250711

Effecteur multibroches de robot à moyens de réglage de l’entraxe entre outils de perçage. L’invention concerne un effecteur multibroches de robot (10), destiné à percer une pièce, comprenant : - un corps (2), - un nombre n de broches (5.1, 5.2, 5.3) montées dans le corps en formant une matrice, chaque broche étant destinée à porter un outil de perçage (6.1, 6.2, 6.3) adapté pour réaliser un perçage selon une direction (Z) dite d’avance, - des moyens pour régler les entraxes (e2) entre les n broches selon au moins une direction (X et/ou Y) orthogonale à la direction d’avance (Z). Figure pour l’abrégé : fig.1 Effecteur multibroches de robot à moyens de réglage de l’entraxe entre outils de perçage. La présente invention concerne le domaine du perçage des matériaux composites, et plus particulièrement du perçage des pièces destinées à un usage aéronautique, notamment des pièges à sons L’invention vise principalement à proposer une solution fiable et aisée Un piège à son, appelé aussi silencieux ou atténuateur de bruit, est un dispositif permettant de capter les sons dans un flux d'air et d'atténuer l'amplitude des ondes acoustiques. Les pièges à son, qui sont mis en œuvre notamment sur les pièces aéronautiques, sont réalisés en perçant des zones dans des pièces composites, selon des motifs spécifiques, déterminés par des acousticiens. Ces motifs doivent respectent en premier lieu un ratio entre surface ouverte et surface fermée. Ce ratio est directement lié au diamètre de trou et à la distance entre les trous. Les contraintes de plus en plus drastiques sur la réduction du bruit des aéronefs conduisent à : introduire la fonction de réduction acoustique sur un maximum de pièces, ce qui se traduit par une augmentation du nombre de références de pièces, avoir une variabilité importante dans la définition des motifs acoustiques. Jusqu’à présent, la technologie de perçage mécanique est reconnue et homologuée pour la réalisation de ces perçages. Pour le perçage de pièges à son, des bras robotiques ou des machines 5 axes portant une tête, aussi appelée effecteur multibroches intégrant des outils de perçage (broches et outils de coupe) agencés en ligne ou selon une matrice, sont généralement utilisés pour réaliser un multi-perçage simultané. La définition d’un effecteur multi-broches, c’est-à-dire le nombre de broches embarqué et leur agencement relatif, est directement liée à la géométrie et la structure de la pièce, voire uniquement à une zone de celle-ci, que l’on souhaite percer. La multiplication des références de pièces et des définitions des motifs de perçage ainsi que la nécessité de productivité impliquent des investissements dans un plus grand nombre d’effecteurs et donc des coûts d’investissements de plus en plus importants. La difficulté réside dans le fait de trouver un bon compromis entre moyens, besoin capacitaire et coûts de production. Il existe donc un besoin pour rendre les effecteurs multi-broches plus flexibles pour le perçage des pièges à son, de de manière plus générale de pièces, afin de répondre aux demandes variées et en croissance sur le marché du perçage tout en tenant de limiter les investissements. Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, un effecteur multibroches de robot, destiné à percer une pièce, comprenant : - un corps, - un nombre n de broches montées dans le corps en formant une matrice, chaque broche étant destinée à porter un outil de perçage adapté pour réaliser un perçage selon une direction (Z) dite d’avance, - des moyens pour régler les entraxes (e2) entre les n broches selon au moins une direction (X et/ou Y) orthogonale à la direction d’avance (Z). Selon une configuration avantageuse, l’effecteur comprend un nombre n d’actionneurs adaptés chacun pour l’avance ou la remontée d’une broche, les n actionneurs étant montés dans le corps en étant agencés à entraxe (e1) fixe entre eux. De préférence, les actionneurs sont des vérins électriques à vis ou des moteurs linéaires. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de réglage d’entraxe comprennent: - un nombre n de liaisons mécaniques rigides reliant chaque actionneur à une broche, chaque liaison mécanique rigide étant une liaison glissière adaptée pour permettre une translation de la broche relativement à l’actionneur selon une direction (X) orthogonale à la direction d’avance (Z) de sorte à régler les entraxes (e2) entre eux, - un nombre n de paliers libres, agencés dans le corps, comprenant chacun une portée et dans chacun desquels est montée une broche, adapté pour permettre un déplacement de la broche selon la direction d’avance (Z), - une plaque de réglage d’entraxes, fixée de manière amovible sur le corps, comprenant n trous débouchant dans chacune desquels une portée de palier est ajustée en étant centrée, les entraxes entre trous débouchant définissant les entraxes souhaités (e2 ; e21, e23). L’invention a également pour objet un kit comprenant : - un effecteur multibroches tel que décrit précédemment, - une pluralité de plaques distinctes de réglages d’entraxes, les entraxes entre trous débouchant d’une plaque étant différents d’une autre plaque de la pluralité. L’invention a également pour objet un procédé de perçage d’une pièce à usiner, mis en œuvre par au moins un effecteur multibroches tel que décrit précédemment, comprenant au préalable de l’étape de perçage, une étape de réglage des entraxes des broches. Selon une variante avantageuse, l’étape de réglage des entraxes des broches, comprend les sous-étapes suivantes : - fourniture d’une plaque de réglage d’entraxes, dont les entraxes entre trous débouchant correspondent aux entraxes de broches souhaité, - fixation de la plaque sur le corps de l’effecteur en ajustant les portées de palier dans les trous débouchant. L’invention a encore pour objet l’utilisation d’un effecteur multibroches tel que décrit précédemment et/ou du procédé tel que décrit précédemment, pour l’usinage d’une pièce aéronautique, notamment un piège à sons. L’invention a enfin pour objet une pièce, notamment une pièce aéronautique, usinée au moyen d’un effecteur multibroches tel que décrit précédemment et/ou selon le procédé tel que décrit précédemment. Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un effecteur de robot, multibroches dont les entraxes entre broches peuvent être ajustés en fonction des besoins du perçage requis. Au final, l’invention apporte de nombreux avantages par rapport aux procédés selon l’état de l’art, parmi lesquels on peut citer: la possibilité d’une multitude de configurations de la géométrie de matrice des broches pour un même effecteur, qu’un utilisateur final peut changer aisément et rapidement, un moindre investissement d’effecteurs multibroches puisqu’avec un même kit d’effecteur avec plusieurs plaques de réglage d’entraxes différents, il peut usiner différents types de pièces et selon différents profils de perçage requis. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes. FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en coupe longitudinale d’un exemple d’effecteur à deux rangées de broches selon l’invention. FIG. 2 la FIG. 2 est une vue en coupe longitudinale d’un exemple d’effecteur à trois rangées de broches selon l’invention. Description détaillée Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « avant » et « arrière » sont à comprendre par référence à un effecteur multibroches selon l’invention en configuration de fonctionnement, avec l’outil de perçage qui le composant le plus à l’avant. L’effecteur multibroches 1, illustré à la FIG. 1 , comprend tout d’abord un corps 2 constitué d’un cylindre ou parallélépipède borgne 20 formant l’enveloppe latérale et le fond, et d’un bloc avant formant le couvercle 21. Le bloc avant 21 peut être fixé, par exemple vissé, ou réalisé intégralement avec le cylindre ou parallélépipède borgne 20. Deux actionneurs 3.1, 3.2 sont fixés selon un entraxe fixe e1 au fond du cylindre borgne du corps 2. Ces actionneurs 3.1, 3.2, de préférence identiques, peuvent être des actionneurs électriques ou des moteurs linéaires adaptés pour se déplacer selon une direction d’avance (Z). Chaque actionneur 3.1, 3.2 comprend, à son extrémité avant, une pièce de liaison 30.1, 30.2. A l’intérieur de chacun de deux fourreaux 4.1, 4.2, est logée et maintenue une broche 5.1, 5.2, qui elle-même loge et maintient un outil de perçage 6.1, 6.2. L’assemblage constitué d’un fourreau 4.1, 4.2, d’une broche 5.1, 5.2, et d’un outil de perçage 6.1, 6.2 forme un sous-ensemble 7.1, 7.2. Chaque fourreau 4.1, 4.2 comprend à son extrémité arrière, une pièce de liaison 40.1, 40.2, adaptée pour coopérer avec une pièce de liaison 30.1, 30.2 d’un actionneur 3.1, 3.2, de sorte à réaliser une liaison glissière rigide. Cette liaison glissière est adaptée pour permettre une translation du fourreau 4.1, 4.2, et donc du sous-ensemble 7.1, 7.2 relativement à l’actionneur 3.1, 3.2, selon une direction (X) orthogonale à la direction d’avance (Z) de sorte à régler l’entraxe (e2) entre eux. A titre d’exemple de pièces de liaisons 30.1, 30.2 et 40.1, 40.2 permettant de réaliser la liaison glissière, on peut envisager une vis de liaison fixée à l’extrémité avant de l’actionneur, dont la tête en forme de T coulisse dans un rail fixé à l’extrémité du fourreau. Chaque sous-ensemble 7.1, 7.2 est supporté par un palier libre 8.1, 8.2, logé et guidé dans le bloc 21 formant le couvercle du corps. Un palier libre 8.1, 8.2 permet un déplacement de la sous-ensemble 7.1, 7.2 selon la direction d’avance (Z). Une plaque de réglage d’entraxes 9 est fixée de manière amovible sur le bloc avant 21 du corps 2, par exemple par vissage. Cette plaque 9 comprend deux trous débouchant 91, 92 dans chacun desquels une portée 80.1, 80.2 du palier libre 8.1, 8.2 est ajustée en étant centrée. Ainsi, les entraxes entre trous débouchant 91, 92 définissant les entraxes souhaités (e2) entre sous-ensembles 7.1, 7.2 et donc entre les broches et leurs outils de perçage. On décrit maintenant brièvement un procédé de réglage d’entraxes souhaité dans un effecteur multibroches 1, illustré à la FIG. 1 . Un opérateur détermine tout d’abord une plaque de réglage 9, dont les entraxes entre trous débouchant correspondent aux entraxes de broches souhaité. Une fois celle-ci fournie, l’opérateur vient fixer la plaque 9 sur le bloc avant 21 du corps en ajustant les portées de palier 80.1, 80.2 dans les trous débouchant 91, 92. Dès qu’un utilisateur souhaite conserver le même effecteur 1 tout en modifiant les entraxes, il suffit de fixer une autre plaque 9 dont les entraxes entre trous débouchant 91, 92 sont calibrés pour les nouveaux entraxes souhaités. L’exemple de la FIG. 2 montre un autre exemple d’effecteur selon l’invention avec trois rangées d’actionneurs 3.1, 3.2, 3.3 et de sous-ensembles 7.1, 7.2, 7.3 avec les mêmes types de liaisons glissières liaison 30.1, 30.2, 30.3 et 40.1, 40.2, 40.3. Ici, la plaque de réglage d’entraxes 9 peut avoir deux entraxes différents (e21, e23) entre ces trous débouchant respectivement 91, 92 et 92, 93. On peut donc obtenir deux entraxes différents entre les outils de perçage 6.1, 6.2, 6.3 portés par le même effecteur. L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées. D’autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. L’invention peut être mise en œuvre pour tout effecteur quel que soit la configuration de matrice d’outils de perçage à réaliser, les entraxes pouvant être différents entre rangées et entre colonnes. Effecteur multibroches de robot (10), destiné à percer une pièce, comprenant : un corps (2), un nombre n de broches (5.1, 5.2, 5.3) montées dans le corps en formant une matrice, chaque broche étant destinée à porter un outil de perçage (6.1, 6.2, 6.3) adapté pour réaliser un perçage selon une direction (Z) dite d’avance, des moyens pour régler les entraxes (e2) entre les n broches selon au moins une direction (X et/ou Y) orthogonale à la direction d’avance (Z). Effecteur multibroches selon la revendication 1, comprenant un nombre n d’actionneurs (3.1, 3.2, 3.3) adaptés chacun pour l’avance ou la remontée d’une broche, les n actionneurs étant fixés dans le corps en étant agencés à entraxe (e1) fixe entre eux, Effecteur multibroches selon la revendication 2, les actionneurs étant des vérins électrique à vis ou des moteurs linéaires. Effecteur multibroches selon l’une des revendications 2 ou 3, les moyens de réglage d’entraxe comprenant: un nombre n de liaisons mécaniques rigides reliant chaque actionneur à une broche, chaque liaison mécanique rigide étant une liaison glissière (30.1, 30.2, 30.3 ; 40.1, 40.2, 40.3) adaptée pour permettre une translation de la broche relativement à l’actionneur selon une direction (X) orthogonale à la direction d’avance (Z) de sorte à régler les entraxes (e 2 ) entre eux, un nombre n de paliers libres (8.1, 8.2, 8.3), agencés dans le corps, comprenant chacun une portée et dans chacun desquels est montée une broche, adapté pour permettre un déplacement de la broche selon la direction d’avance (Z), une plaque (9) de réglage d’entraxes, fixée de manière amovible sur le corps, comprenant n trous débouchant dans chacun desquels une portée de palier est ajustée en étant centrée, les entraxes entre trous débouchant définissant les entraxes souhaités (e 2 ; e 21 , e 23 ). Kit comprenant : un effecteur multibroches selon l’une des revendications précédentes, une pluralité de plaques distinctes de réglages d’entraxes, les entraxes entre trous débouchant d’une plaque étant différents d’une autre plaque de la pluralité. Procédé de perçage d’une pièce à usiner, mis en œuvre par au moins un effecteur multibroches selon l’une des revendications précédentes comprenant au préalable de l’étape de perçage, une étape de réglage des entraxes des broches. Procédé selon la revendication 6, l’effecteur étant selon la revendication 3, l’étape de réglage des entraxes des broches, comprenant les sous-étapes suivantes : fourniture d’une plaque de réglage d’entraxes, dont les entraxes entre trous débouchant correspondent aux entraxes de broches souhaité, fixation de la plaque sur le corps de l’effecteur en ajustant les portées de palier dans les trous débouchant. Utilisation d’un effecteur multibroches selon l’une des revendications 1 à 4 et/ou du procédé selon la revendication 6 ou 7, pour l’usinage d’une pièce aéronautique, notamment un piège à sons. Pièce, notamment une pièce aéronautique, usinée au moyen d’un effecteur multibroches selon l’une des revendications 1 à 4 et/ou selon le procédé selon la revendication 6 ou 7.