Brevet FR3152874A1 — publié le 20250314

Détecteur avec fonction de maintien intégrée La présente invention concerne un détecteur (1) de présence ou de proximité comprenant, au moins, un organe de détection (2), un circuit (3) au moins de traitement des signaux délivrés par ce dernier, assurant également l’alimentation ou l’excitation dudit organe (2), et un boitier de protection (4) logeant ledit organe (2) et ledit circuit (3) et présentant une paroi (5) définissant une face sensible (6) en relation avec l’organe de détection (2), ainsi que des moyens (7) de connexion électrique pour ledit circuit (3). Ce détecteur (1) est caractérisé en ce qu’il comprend également au moins un aimant (8), du type permanent ou électroaimant, monté dans le boîtier de protection (4), dans la région de la face sensible (6), l’organe (2) et le circuit (3) précités étant sélectionnés et/ou configurés de telle manière que la fonction de détection de présence ou de proximité ne soit pas perturbée par cet aimant (8). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1A Détecteur avec fonction de maintien intégrée La présente invention concerne le domaine des dispositifs industriels de détection et de manipulation de pièces métalliques, et a pour objet un détecteur de présence ou de proximité amélioré, avec fonction de maintien intégrée, et un poste de travail industriel comprenant au moins un tel détecteur. De nombreuses variétés de détecteurs du type précité sont déjà connues, en particulier les détecteurs inductifs et les détecteurs mécaniques à pression de contact. En particulier, des détecteurs inductifs sont commercialisés par la demanderesse depuis de nombreuses années et sont, par exemple, décrits dans les documents FR 2 827 677, EP 1 580 889, EP 1 580 536, EP 1 965 177 et EP 2 546 614. Un détecteur spécifique de ce type, dit « facteur 1 », est divulgué par le document EP 3 430 443. Les détecteurs à pression existants peuvent comprendre des cellules transductrices de différentes natures telles que des cellules céramiques, des cellules métalliques ou encore des cellules à membrane silicone. Ces détecteurs de présence ou de proximité sont souvent utilisés en association ou intégrés dans des organes de préhension de pièces (notamment de petites tailles) devant être disposées et maintenues précisément par rapport à au moins une autre pièce, avec laquelle elle doit être solidarisée, par exemple par soudure, ou coopérer, par exemple par engagement. Actuellement, ces pièces sont prises, déplacées, manipulées, maintenues, engagées et/ou bloquées dans une position par des organes préhenseurs et des moyens de blocage spécifiques, magnétiques, mécaniques (pinces à actionnement pneumatique, hydraulique ou électrique), à succion ou analogues, qui soit intègrent les détecteurs précités, soit coopèrent avec eux pour vérifier la présence effective et/ou la position adéquate de la pièce attendue. Il en résulte des constructions de postes de travail complexes, coûteuses et encombrantes, ce d’autant plus lorsque les pièces concernées sont de relativement petite taille et doivent être placées dans un environnement à haut risque. Il en est ainsi pour des petites pièces métalliques ferromagnétiques (typiquement de quelques centaines de grammes) devant être amenées, placées et maintenues en position provisoirement, avant leur assemblage par soudure avec des pièces métalliques ferromagnétiques de plus grandes tailles. La présente invention a pour but principal de pallier ces inconvénients, notamment mais non limitativement dans le contexte précité, en proposant une solution simple, économe et compacte. A cet effet, elle a pour objet un détecteur de présence ou de proximité comprenant, au moins, un organe de détection, un circuit au moins de traitement des signaux délivrés par ce dernier, assurant également l’alimentation ou l’excitation dudit organe, et un boitier de protection logeant ledit organe et ledit circuit et présentant une paroi définissant une face sensible en relation avec l’organe de détection, ainsi que des moyens de connexion électrique pour ledit circuit, détecteur caractérisé en ce qu’il comprend également au moins un aimant, du type permanent ou électroaimant, monté dans le boîtier de protection, dans la région de la face sensible, l’organe et le circuit précités étant sélectionnés et/ou configurés de telle manière que la fonction de détection de présence ou de proximité ne soit pas perturbée par cet aimant. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : FIG. 1 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à sa face sensible d’un détecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; FIG. 1 est une vue éclatée en perspective du détecteur représenté FIG. 1 ; FIG. 1 est une vue en perspective des éléments fonctionnels du détecteur de la FIG. 1 , le boîtier étant enlevé ; FIG. 2 est une vue similaire à celle de la FIG. 1 , le détecteur étant installé et coopérant avec une pièce de référence ; FIG. 3 est une vue en perspective et partiellement en coupe d’un détecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; FIG. 3 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à sa face sensible du détecteur de la FIG. 3 ; FIG. 4 est une vue en perspective d’un détecteur selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; FIG. 4 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à sa face sensible du détecteur de la FIG. 4 ; FIG. 5 est une vue en perspective d’un détecteur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ; FIG. 5 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à sa face sensible du détecteur de la FIG. 5 . Les figures 1 à 5 illustrent différentes variantes constructives d’un détecteur (1) de présence ou de proximité comprenant, au moins, un organe de détection (2), un circuit (3) au moins de traitement des signaux délivrés par ce dernier, assurant également l’alimentation ou l’excitation dudit organe (2), et un boitier de protection (4) logeant ledit organe (2) et ledit circuit (3) et présentant une paroi (5) définissant une face sensible (6) en relation avec l’organe de détection (2), ainsi que des moyens (7) de connexion électrique pour ledit circuit (3). Ce dernier circuit peut ou non aussi assurer l’excitation de l’organe de détection (2), selon le cas et la nature dudit organe. Ce circuit (3) peut être monté sur un seul support (figures 1, 2 et 4) ou être réparti sur au moins deux supports (figures 3 et 5), voir comprendre une partie annexe (3’). La paroi (5) peut par exemple faire partie d’un capuchon et se prolonger par une jupe latérale, ledit capuchon fermant l’extrémité avant du corps principal du boîtier (4) sous forme de tube. Conformément à l’invention, ce détecteur (1) comprend également au moins un aimant (8), du type permanent ou électroaimant, monté dans le boîtier de protection (4), dans la région de la face sensible (6), l’organe (2) et le circuit (3) précités étant sélectionnés et/ou configurés de telle manière que la fonction de détection de présence ou de proximité ne soit pas perturbée par cet aimant (8). Grâce à ces dispositions, l’invention fournit un détecteur présentant une fonctionnalité supplémentaire de tenue et de maintien en position d’une ou de plusieurs pièces métalliques, présentant une masse compatible avec la force d’attraction générée par l’aimant (8). Il est ainsi possible de se passer, en fonctions des contextes et applications d’utilisation du détecteur (1), de dispositifs de maintien spécifiques ou de préhenseurs. Par ailleurs, en intégrant cette fonctionnalité supplémentaire en totalité dans le boîtier du détecteur (1), l’encombrement, la fixation et le raccordement dudit détecteur (1) ne sont pas modifiés par rapport à l’existant. A cet effet, la forme de l’aimant (8) au moins présent est adaptée au volume intérieur disponible dans le boîtier (4), en particulier dans la région située immédiatement à l’arrière de la face sensible (6). Bien que plusieurs aimants puissent être intégrés pour réaliser la fonctionnalité (association de plusieurs aimants similaires ou non pour des raisons de standardisation ou d’obtention d’une force magnétique suffisante, utilisation optimale de l’espace disponible dans le boîtier, …), la mise en œuvre d’un seul aimant (8) est favorisée. Le cas échéant, il peut aussi être envisagé de modifier la configuration ou l’arrangement de l’organe de détection (2) et/ou du circuit (3) pour accommoder l’aimant (8). Les figures annexées illustrent différentes formes de détecteurs (à boîtiers cylindriques à filetage extérieur ou non, à boîtiers cylindriques à diamètre constant ou non, à boîtier cubique ou parallélépipédique avec une vis de fixation (9) traversante) selon l’invention, logeant un aimant (8) aux fins de maintien de pièce(s). Ce dernier, d’un seul tenant ou composé de plusieurs parties formant un bloc, peut consister en un aimant (8) permanent rendant la fonctionnalité supplémentaire totalement autonome (aimant en néodyme ou en AlniCo, ou encore en ferrite). Toutefois, l’aimant (8) peut aussi être un électroaimant alimenté et éventuellement commandé par l’intermédiaire des moyens de connexion (7) du détecteur (1), et permettant ainsi si nécessaire de pouvoir activer et désactiver à volonté la fonctionnalité additionnelle fournie, voire de contrôler l’intensité de son action. La force d’attraction de l’aimant est bien entendu suffisante pour maintenir la ou les pièces concernées dans le champ de détection de l’organe (2), en particulier contre la face (5) ou une autre surface d’appui, lorsque le détecteur (1) est monté en retrait par exemple. Les moyens de connexion électrique (7) peuvent soit être intégrés dans une partie arrière (7’) du boîtier (4), soit être déportés par rapport à ce dernier (présence d’un cordon de raccordement-figures 4). Selon une première variante de l’invention, illustrée sous formes de plusieurs modes de réalisation constructives, le détecteur consiste en un détecteur (1) inductif avec un organe de détection (2) du type circuit LC et un circuit (3) adapté d’excitation et de traitement des signaux, préférentiellement un détecteur inductif de type « facteur 1 ». Le champ magnétique permanent généré par l’aimant ou les aimants (8) ne perturbe pas le champ alternatif mis en œuvre pour la détection. Dans un détecteur de ce type, par exemple connu du document EP 3430443 précité de la demanderesse, l’aimant peut être disposé autour ou à l’arrière de la bobine L en PCB. Selon une seconde variante de l’invention, non représentée, le détecteur consiste en un détecteur (1) mécanique de pression de contact avec un organe de détection sous forme de cellule transductrice et un circuit adapté de traitement des signaux. Enfin, selon une troisième variante de l’invention, non représentée, le détecteur (1) comprend un organe de détection hybride combinant les fonctions de détection inductive, par le biais d’un organe de détection (2) du type circuit LC, et de détection mécanique par pression, par le biais d’un organe de détection sous forme de cellule transductrice, ainsi que des circuits adaptés d’excitation et de traitement des signaux. Dans toutes ces variantes, la forme de l’aimant ou des aimants (8) présent(s) sera avantageusement adaptée à l’espace disponible dans le boîtier (4), la nature, le positionnement et les dimensions déterminant la force d’attraction produite. Préférentiellement, ledit au moins un aimant (8) est arrangé dans le boitier de protection (4), préférentiellement à proximité immédiate de la face sensible (6) de détection, de manière à générer une force d’attraction magnétique (FAM) selon une direction (D) sensiblement perpendiculaire au plan de ladite face sensible (6). La force du champ magnétique de l’aimant (8) est dimensionnée pour assurer une tenue de la ou des pièces à maintenir (typiquement quelques centaines de grammes) à une distance inférieure à la distance de portée ou de détection du détecteur (1). Comme le montrent les figures 1A, 2, 3B et 4B, au moins une partie de l’organe de détection (2) est disposée du côté interne de la paroi (5) définissant la face sensible (6) et le détecteur (1) comprend un aimant (8) monté autour ou immédiatement à l’arrière de ladite partie de l’organe de détection (2), ledit aimant (8) présentant une forme adaptée à cette dernière et à la forme du boîtier (4) dans la région de ladite face sensible (6). Dans le cadre de la conception et de la mise au point du détecteur (1), il peut être avantageusement prévu que l’aimant (8) soit configuré et présente une force de champ magnétique suffisante pour assurer le maintien en position d’au moins une pièce ferromagnétique de référence (PR) dans une région d’un plan déterminé (PD) perpendiculaire à la direction (D) de ladite force d’attraction magnétique (FAM) générée par ledit aimant (8) et situé à l’extérieur du boîtier (4), au-delà de la face sensible (6). En relation avec des réalisations de l’invention illustrées sur les figures 1, 2, 4 et 5, il peut être prévu que le boîtier de protection (4) présente une forme tubulaire cylindrique, préférentiellement avec un filetage extérieur et le cas échéant avec définition d’une tête de détection (4’) de diamètre plus important logeant l’organe de détection (2) et l’aimant (8), ledit aimant (8) présentant une forme discoïdale ou annulaire et l’axe longitudinal du boîtier (4) étant confondu avec la direction (D) de ladite force d’attraction magnétique (FAM) générée par l’aimant (8). En relation avec la réalisation des figures 3, le boîtier de protection (4) peut présenter une forme parallélépipédique, par exemple sensiblement cubique, avec une face sensible (6) de forme carrée ou rectangulaire, une vis de fixation (9) traversant avantageusement ledit boîtier (4) pour assurer sa solidarisation et son orientation. L’invention concerne également, en relation avec une application avantageuse du détecteur (1), un poste de travail industriel (non représenté), en particulier poste de soudure, automatisé ou semi-automatisé, comportant au moins un dispositif robotisé de prélèvement, de déplacement et de maintien, au moins temporaire, par exemple dans une position indexée, d’une pièce ferromagnétique. Ce poste de travail est caractérisé en ce que le dispositif robotisé est pourvu d’au moins un détecteur (1) tel que décrit ci-dessus en tant qu’organe combiné de préhension et de détection de présence de la pièce ferromagnétique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Détecteur (1) de présence ou de proximité comprenant, au moins, un organe de détection (2), un circuit (3) au moins de traitement des signaux délivrés par ce dernier, assurant également l’alimentation ou l’excitation dudit organe (2), et un boitier de protection (4) logeant ledit organe (2) et ledit circuit (3) et présentant une paroi (5) définissant une face sensible (6) en relation avec l’organe de détection (2), ainsi que des moyens (7) de connexion électrique pour ledit circuit (3), détecteur (1) caractérisé en ce qu’il comprend également au moins un aimant (8), du type permanent ou électroaimant, monté dans le boîtier de protection (4), dans la région de la face sensible (6), l’organe (2) et le circuit (3) précités étant sélectionnés et/ou configurés de telle manière que la fonction de détection de présence ou de proximité ne soit pas perturbée par cet aimant (8). Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste en un détecteur (1) inductif avec un organe de détection (2) du type circuit LC et un circuit (3) adapté d’excitation et de traitement des signaux, préférentiellement un détecteur inductif de type « facteur 1 ». Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste en un détecteur (1) mécanique de pression de contact avec un organe de détection (2) sous forme de cellule transductrice et un circuit (3) adapté de traitement des signaux. Détecteur selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu’il comprend un organe de détection hybride combinant les fonctions de détection inductive, par le biais d’un organe de détection (2) du type circuit LC, et de détection mécanique par pression, par le biais d’un organe de détection (2) sous forme de cellule transductrice, ainsi que des circuits adaptés d’excitation et de traitement des signaux. Détecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit au moins un aimant (8) est arrangé dans le boitier de protection (4), préférentiellement à proximité immédiate de la face sensible (6) de détection, de manière à générer une force d’attraction magnétique (FAM) selon une direction (D) sensiblement perpendiculaire au plan de ladite face sensible (6). Détecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’au moins une partie de l’organe de détection (2) est disposée du côté interne de la paroi (5) définissant la face sensible (6) et en ce que ledit détecteur (1) comprend un aimant (8) monté autour ou immédiatement à l’arrière de ladite partie de l’organe de détection (2), ledit aimant (8) présentant une forme adaptée à cette dernière et à la forme du boîtier (4) dans la région de ladite face sensible (6). Détecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’aimant (8) est configuré et présente une force de champ magnétique suffisante pour assurer le maintien en position d’au moins une pièce ferromagnétique de référence (PR) dans une région d’un plan déterminé (PD) perpendiculaire à la direction (D) de ladite force d’attraction magnétique (FAM) générée par ledit aimant (8) et situé à l’extérieur du boîtier (4), au-delà de la face sensible (6). Détecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier de protection (4) présente une forme tubulaire cylindrique, préférentiellement avec un filetage extérieur et le cas échéant avec définition d’une tête de détection (4’) de diamètre plus important logeant l’organe de détection (2) et l’aimant (8), ledit aimant (8) présentant une forme discoïdale ou annulaire et l’axe longitudinal du boîtier (4) étant confondu avec la direction (D) de ladite force d’attraction magnétique (FAM) générée par l’aimant (8). Détecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier de protection (4) présente une forme parallélépipédique, par exemple sensiblement cubique, avec une face sensible (6) de forme carrée ou rectangulaire, une vis de fixation (9) traversant avantageusement ledit boîtier (4) pour assurer sa solidarisation et son orientation. Poste de travail industriel, en particulier poste de soudure, automatisé ou semi-automatisé, comportant au moins un dispositif robotisé de prélèvement, de déplacement et de maintien, au moins temporaire, par exemple dans une position indexée, d’une pièce ferromagnétique, poste de travail caractérisé en ce que le dispositif robotisé est pourvu d’un détecteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 en tant qu’organe combiné de préhension et de détection de présence de la pièce ferromagnétique.