Brevet FR3154027A1 — publié le 20250418

L’invention concerne un outil (1) robotisé comprenant une tête rotative (2) montée à une extrémité (7) d’un bras robotisé (8) de l’outil (1), le bras robotisé (8) étant conçu pour déplacer la tête rotative (2) entre une pluralité de positions de travail et une position de maintenance distincte, l’outil (1) comprenant des moyens de permutation conçus pour, lorsque la tête rotative (2) est en position de maintenance, attacher un disque abrasif à la tête rotative (2) et pour le détacher de la tête rotative (2) après usage, l’outil (1) comprenant en outre un magasin (15) conçu pour stocker une pluralité de disques abrasifs, l’outil (1) comprenant des moyens de convoyage conçus pour amener un disque abrasif contenu dans le magasin (15) à une position de montage dans laquelle le disque abrasif est mis à disposition pour être attaché à la tête rotative (2). (Figure 1) Outil robotisé à disque abrasif vissable à remplacement automatisé. Le domaine technique concerne les outils robotisés dédiés aux travaux de ponçage par disque abrasif. Sur les lignes de production des véhicules automobiles, les dispositifs d’abrasion sont couramment utilisés pour le meulage, le ponçage et le polissage de différents matériaux. Ces dispositifs d’abrasion, également appelés meuleuses, peuvent être alimentés électriquement ou pneumatiquement et font généralement tourner un disque abrasif, fixé au dispositif, à des vitesses comprises entre 3 000 et 20 000 tours par minute. Il existe différentes méthodes pour fixer le disque abrasif au dispositif et notamment des disques abrasifs présentant un filetage de fixation. Les dispositifs d'abrasion utilisés pour la production de véhicules automobiles sont généralement automatisés. À cette fin, les dispositifs d’abrasion sont fixés à des robots qui sont mis en œuvre dans des cellules fermées pour des raisons de sécurité. À l'intérieur d’une cellule, et à la portée du robot, il existe plusieurs emplacements spécifiques où le robot change automatiquement les disques abrasifs et/ou les remplace lorsqu'ils sont usés, sans l'intervention de l'opérateur. Ainsi, pour effectuer le remplacement d’un disque abrasif fixé par un filetage sur le dispositif d’abrasion, le robot est programmé pour suivre des trajectoires spécifiques entre une zone de travail et deux emplacements spécifiques distincts, l’un destiné au retrait du disque abrasif usagé et l’autre emplacement destiné à la fixation d’un nouveau disque abrasif. Le principal inconvénient des solutions actuellement disponibles pour le remplacement des disques abrasifs filetés tient au fait qu'elles nécessitent plusieurs emplacements pour effectuer le remplacement d’un disque abrasif, imposant ainsi des trajectoires complexes et des pertes significatives de temps lors des changements de disque. Par ailleurs, il n'existe pas de robot compact pour le remplacement automatique d’un disque abrasif fileté. Ainsi, il existe un besoin d’une solution permettant de simplifier les trajectoires pour effectuer le remplacement d’un disque abrasif des robots utilisés sur les lignes de production des véhicules automobiles. La présente invention a pour objet de pallier les problèmes exposés précédemment. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est de fournir un outil robotisé présentant une trajectoire simplifiée pour le remplacement d’un disque abrasif. A cet effet, la présente invention se rapporte à un outil robotisé comprenant une tête rotative conçue mettre en rotation un disque abrasif attaché à celle-ci, la tête rotative étant montée à une extrémité d’un bras robotisé de l’outil, le bras robotisé étant conçu pour déplacer la tête rotative entre une pluralité de positions de travail et une position de maintenance distincte, l’outil comprenant des moyens de permutation conçus pour, lorsque la tête rotative est en position de maintenance, attacher un disque abrasif à la tête rotative et pour le détacher de la tête rotative après usage, l’outil comprenant en outre un magasin conçu pour stocker une pluralité de disques abrasifs, l’outil comprenant des moyens de convoyage conçus pour amener un disque abrasif contenu dans le magasin à une position de montage dans laquelle le disque abrasif est mis à disposition pour être attaché à la tête rotative par les moyens de permutation. Ainsi, pour effectuer un remplacement d’un disque abrasif, l’outil robotisé doit simplement déplacer la tête rotative dans une position de maintenance unique. Dans cette position de maintenance unique, un disque abrasif usagé est retiré de la tête rotative grâce aux moyens de permutation, puis un nouveau disque abrasif est fixé à la tête rotative à l’aide des mêmes moyens de permutation. Grâce aux moyens de convoyage qui déplacent le disque abrasif depuis un magasin jusqu’à la position de montage, le déplacement de la tête rotative n’est plus nécessaire. La trajectoire d’un outil robotisé, entre la zone de travail (comprenant l’ensemble des positions de travail) et la position de maintenance, est donc simplifiée et permet un gain de temps par rapport aux solutions existantes pour lesquelles deux déplacements sont nécessaires. Selon un mode de réalisation de l’outil robotisé selon l’invention, les moyens de permutation comportent un moteur conçu pour mettre en rotation le disque abrasif positionné dans la position de montage. Selon une possibilité de l’outil robotisé selon l’invention, la fixation du disque abrasif à la tête rotative est effectuée par une opération de vissage du disque abrasif sur la tête rotative. Avantageusement, la tête rotative comporte un support circulaire conçu pour permettre le vissage du disque abrasif en appui sur le support. Selon un mode de réalisation, l’outil robotisé comporte en outre des moyens d’évacuation permettant d’évacuer un disque abrasif venant d’être détaché de la tête rotative par les moyens de permutation. Selon une possibilité, l’outil robotisé comporte des moyens de blocage conçus pour bloquer la rotation de la tête rotative lorsqu’elle est positionnée dans la position de maintenance. Selon un mode de réalisation, les moyens de convoyage comportent une barre déplaçable par translation pour déplacer un disque abrasif entre une position d’alimentation, dans laquelle le disque abrasif stocké dans le magasin est mis à disposition des moyens de convoyage, et la position de montage. Selon une possibilité, les moyens de convoyage et les moyens de permutation comportent des actuateurs pneumatiques. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 représente une vue en perspective d’un outil robotisé selon l’invention ; FIG. 2 la FIG. 2 représente une vue de détails de la tête rotative de l’outil robotisé de la FIG. 1 ; FIG. 3 la FIG. 3 représente une vue de détails des moyens de permutation de l’outil robotisé de la FIG. 1 , avec un disque abrasif en position d’alimentation ; FIG. 4 la FIG. 4 représente une vue de détails des moyens de permutation de l’outil robotisé de la FIG. 1 avec le disque de la FIG. 3 dans la position de montage ; FIG. 5 la FIG. 5 représente une vue de détails des moyens d’évacuation de l’outil robotisé de la FIG. 1 ; FIG. 6 la FIG. 6 représente une vue partielle des moyens de permutation de l’outil robotisé de la FIG. 1 ; Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Un outil 1 robotisé selon l’invention, illustré sur les figures, est destiné à effectuer des opérations automatisées de polissage dans une zone de travail sur des pièces, notamment des pièces de carrosserie d’automobile. L’outil 1 comprend une tête rotative 2, illustrée en particulier sur la FIG. 2 , conçue pour mettre en rotation un disque abrasif 3, illustré sur la FIG. 2 , attaché à celle-ci. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 2 , la fixation du disque abrasif 3 à la tête rotative 2 est effectuée par une opération de vissage du disque abrasif 3 sur la tête rotative 2. En particulier, la tête rotative 2 comporte un système de fixation 4 comportant un support 5 circulaire conçu pour permettre le vissage du disque abrasif 3 en appui sur le support 5. A cet effet, le disque abrasif 3 comporte un filetage, non illustré sur les figures. Un tel système de fixation 4 est connu sous le nom de « ROLOC » (marque déposée). La tête rotative 2 comporte, par exemple, une bride de fixation 6 permettant de monter la tête rotative 2 à une extrémité 7 d’un bras robotisé 8 de l’outil 1, comme illustré sur la FIG. 1 . Le bras robotisé 8 est, quant à lui, conçu pour déplacer la tête rotative 2 entre une pluralité de positions de travail, situées dans une zone de travail, et une position de maintenance distincte, illustrée sur la FIG. 1 . L’outil 1 comprend des moyens de permutation 9, illustrés partiellement sur la FIG. 6 , conçus pour, lorsque la tête rotative 2 est en position de maintenance, attacher un disque abrasif 3 à la tête rotative 2 et pour le détacher de la tête rotative 2, par exemple après usage. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 6 , les moyens de permutation 9 comportent un moteur 10 conçu pour mettre en rotation le disque abrasif 3 positionné dans une position de montage. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 6 , dans la position de montage le disque abrasif 3, disposé dans une cartouche 11, est positionné sur un plan 12, illustré sur la FIG. 6 , sous lequel le moteur 10 est fixé, de sorte à pouvoir mettre en rotation le disque abrasif 3 disposé sur le plan 12. Le plan 12 et le moteur 10 sont montés mobiles sur un rail 13, illustré sur la FIG. 6 , permettant d’éloigner ou de rapprocher le disque abrasif 3 de la tête rotative 2 en position de maintenance. Afin de protéger les moyens de permutation 9 lorsque l’outil 1 est en configuration de travail, c’est-à-dire que la tête rotative 2 est dans la zone de travail, un volet de protection 14, refermable, est monté sur l’outil 1 afin de recouvrir les moyens de permutation 9. L’outil 1 comprend en outre un magasin 15, illustré sur la FIG. 1 , conçu pour stocker une pluralité de disques abrasifs 3. Le magasin 15 présente, par exemple, des parois 16 délimitant un espace intérieur 17 pouvant accueillir une pile de disques abrasifs 3, chacun emballé dans une cartouche 11, qui sont délivrés un par un à une extrémité du magasin 15, en l’occurrence l’extrémité basse du magasin 15. Afin de faciliter le réapprovisionnement en disques abrasifs 3, le magasin 15 est amovible, c’est-à-dire qu’il est désolidarisable de l’outil 1. Avantageusement, le magasin 15 est manipulable grâce à des poignées 18, illustrées sur la FIG. 1 . L’outil 1 comporte avantageusement des moyens de détection, non illustrés, conçus pour détecter la présence et/ou l’absence de cartouche 11 dans le magasin 15 et/ou dans la position de montage. Comme illustré sur les figures 3 à 5, L’outil 1 robotisé comporte des moyens de blocage 19 conçus pour bloquer la rotation de la tête rotative 2, lorsqu’elle est positionnée dans la position de maintenance. Les moyens de blocage 19 sont déplaçables grâce des actuateurs pneumatiques 20 afin de les rapprocher et de les éloigner de la tête rotative 2 dans la position de maintenance. Les moyens de blocage 19 comportent, par exemple, une platine 21 conformée pour venir en appui du support 5 circulaire de la tête rotative 2 de sorte à freiner ou bloquer la rotation du support 5. L’éloignement de la platine 21 du support 5, grâce aux actuateurs pneumatiques 20, permet de libérer la tête rotative 2 bloquée par les moyens de blocage 19. L’outil 1 comprend des moyens de convoyage 22 conçus pour amener un disque abrasif 3 contenu dans le magasin 15 à la position de montage dans laquelle le disque abrasif 3 est mis à disposition pour être attaché à la tête rotative 2 par les moyens de permutation 9. Comme illustré sur les figures, les moyens de convoyage 22 comportent un plateau 23 permettant une translation entre une position d’alimentation (non illustrée) et la position de montage. Dans la position d’alimentation, illustrée sur la FIG. 3 , dans laquelle un disque abrasif 3 stocké dans le magasin 15 (notamment celui situé en bas de la pile de disque abrasif 3 stockés dans le magasin 15) est mis à disposition des moyens de convoyage 22, illustrée sur les figures 3 et 4. Le déplacement depuis le plateau 23 s’effectue à l’aide d’actuateurs pneumatiques 20. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 4 , une barre 24, translatée au-dessus du plateau 23 permet de déplacer le disque abrasif 3 jusqu’au plan 12. L’outil 1 est alors conformé pour que le moteur 10, par sa rotation, imprime au disque abrasif 3 un mouvement de rotation dans un premier sens de rotation pour visser celui-ci sur le support 5 de la tête rotative 2. Après usage du disque abrasif 3, la tête rotative 2 est amenée dans la position de maintenance et éventuellement bloquée par les moyens de blocage 19. Le moteur 10 est alors amené directement ou indirectement en contact avec le disque abrasif 3 de sorte qu’une rotation dans le sens inverse du premier sens permette un dévissage du disque abrasif 3 usagé. L’outil 1 comporte en outre des moyens d’évacuation 25 permettant d’évacuer un disque abrasif 3 venant d’être détaché de la tête rotative 2 par les moyens de permutation 9. Par exemple, les moyens d’évacuation 25 comportent une rampe d’évacuation 26, illustrée sur la FIG. 5 , sur laquelle le disque abrasif 3 venant d’être dévissé est poussé, par exemple par des actuateurs pneumatiques 20 adaptés. Ainsi, pour effectuer un remplacement du disque abrasif 3, l’outil 1 robotisé doit simplement déplacer la tête rotative 2 vers la position de maintenance unique. Dans cette position de maintenance, le disque abrasif 3 usagé est retiré de la tête rotative 2 grâce aux moyens de permutation 9 puis un nouveau disque abrasif 3 est fixé à la tête rotative 2 à l’aide des mêmes moyens de permutation 9. Grâce aux moyens de convoyage 22, déplaçant le disque abrasif 3 depuis le magasin 15 jusqu’à la position de montage, le déplacement de la tête rotative 2 n’est plus nécessaire. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation de l’outil robotisé décrit ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais d’autres modes de réalisation peuvent être conçus par l’homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Outil (1) robotisé comprenant une tête rotative (2) conçue mettre en rotation un disque abrasif (3) attaché à celle-ci, la tête rotative (2) étant montée à une extrémité (7) d’un bras robotisé (8) de l’outil (1), le bras robotisé (8) étant conçu pour déplacer la tête rotative (2) entre une pluralité de positions de travail et une position de maintenance distincte, l’outil (1) comprenant des moyens de permutation (9) conçus pour, lorsque la tête rotative (2) est en position de maintenance, attacher un disque abrasif (3) à la tête rotative (2) et pour le détacher de la tête rotative (2) après usage, l’outil (1) comprenant en outre un magasin (15) conçu pour stocker une pluralité de disques abrasifs (3), l’outil (1) comprenant des moyens de convoyage (22) conçus pour amener un disque abrasif (3) contenu dans le magasin (15) à une position de montage dans laquelle le disque abrasif (3) est mis à disposition pour être attaché à la tête rotative (2) par les moyens de permutation (9). Outil (1) robotisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de permutation (9) comportent un moteur (10) conçu pour mettre en rotation le disque abrasif (3) positionné dans la position de montage. Outil (1) robotisé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fixation du disque abrasif (3) à la tête rotative (2) est effectuée par une opération de vissage du disque abrasif (3) sur la tête rotative (2). Outil (1) robotisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tête rotative (2) comporte un support (5) circulaire conçu pour permettre le vissage du disque abrasif (3) en appui sur le support (5). Outil (1) robotisé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’outil (1) comporte en outre des moyens d’évacuation (25) permettant d’évacuer un disque abrasif (3) venant d’être détaché de la tête rotative (2) par les moyens de permutation (9). Outil (1) robotisé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de blocage (19) conçus pour bloquer la rotation de la tête rotative (2) lorsqu’elle est positionnée dans la position de maintenance. Outil (1) robotisé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de convoyage (22) comportent une barre (24) déplaçable par translation pour déplacer un disque abrasif entre une position d’alimentation, dans laquelle le disque abrasif (2) stocké dans le magasin (15) est mis à disposition des moyens de convoyage (22), et la position de montage. Outil (1) robotisé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de convoyage (22) et les moyens de permutation (9) comportent des actuateurs pneumatiques (20).